Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Vychislitelny_praktikum

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
16.03.2015
Размер:
7.27 Mб
Скачать

Из анализа рис. 5.2 видно, что при взаимном корреляционном анализе необходимо оценивать две ветви корреляционной функции.

5.1.2. Аппроксимация корреляционных функций

Корреляционные функции, представленные в виде последовательности ординат и предназначенные для дальнейших расчетов, как правило, аппроксимируются теми или иными аналитическими выражениями в соответствии с выбранным критерием приближения. Независимо от метода аппроксимации, как правило, определяются параметры модели, удовлетворяющие выбранному критерию приближения. Знание модели корреляционной функции и численных значений её параметров позволяет легко, используя известные определения, вычислить интервалы корреляции, моменты корреляционных функций, спектральную плотность мощности и т.д. Кроме того, следует отметить, что при проведении большого числа корреляционных измерений аппроксимативный подход позволяет существенно сократить объём хранимой информации, так как вместо большого числа отсчётов корреляционных функций в заданных точках необходимо хранить только вид модели и численные значения её параметров.

Одной из самых сложных и плохо формализуемых задач, от правильного решения которой во многом будет определяться точность, достоверность полученных результатов, простота технической реализации, является выбор модели корреляционной функции.

В качестве моделей корреляционных функций, основываясь на априорной информации о свойствах процесса, наиболее часто принимают:

линейную комбинацию конечного числа функций (возможна аппроксимация одной функцией) [51];

бесконечный (конечный) ряд некоторой определенной системы функций (в частности, возможна аппроксимация степенными рядами, рядами по дисперсиям производных, ортогональными полиномами и функциями, асимптотическими рядами) [21, 22, 23, 51].

Выбор той или иной модели корреляционной функции основывается на наличии априорной информации о свойствах процесса. Если ориентировочно известен вид корреляционной функции исследуемого процесса, то наиболее целесообразно выбирать конкретный вид модели, желательно с меньшим числом параметров. От числа неизвестных параметров в значительной степени зависит сложность аппаратуры, удобство полученной модели для исследователя [51].

Если кроме эквивалентной ширины спектра мощности процесса ничего неизвестно, то в качестве модели следует применять разложение корреляционной функции в ряд по какой-либо системе ортогональных функций или полиномов [21, 51].

Впервые этот метод предложил Д. Лампард [57]. Математическим обоснованием этого метода является теорема Мерсера, согласно которой симметричная и положительно определенная функция, которой и является функция корреляции, может быть разложена в равномерно и абсолютно сходящийся ряд вида:

 

 

 

Kа (τ )=σx2 βkψk (τ ,α),

(5.13)

 

k =0

 

где β k

- коэффициенты Фурье;

 

ψk

(τ ,α)- семейство ортогональных функций в интервале [0,);

 

α - параметр масштаба.

53

Это семейство характеризуется интегралом:

 

 

 

 

 

0, если k n;

 

ψk (τ ,α)ψn (τ ,α)μ(τ )dτ =

 

ψk (α)

 

2

, если k = n.

(5.14)

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как ряд сходится в интервале [0,), то коэффициенты разложения βk в со-

ответствии с [21] определяются выражением:

 

βk =

 

 

 

1

 

 

ρx (τ )ψk (τ ,α)μ(τ )dτ .

 

(5.15)

 

 

ψk

(α)

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

В качестве системы базисных функций применяются ортогональные функции Лагерра, Дирихле, Лежандра, Якоби и т. д. Выбор системы базисных функций зависит, в основном, от возможности представления корреляционной функции минимальным числом членов разложения для типовых моделей, удобством в работе.

Следует подчеркнуть, что на практике приходится ограничиваться конечным числом ряда (5.13)

^

m

(τ ,α).

 

K a (τ )=σx2

βkψk

(5.16)

k =0

Это приводит к появлению методической погрешности, значение которой зависит как от свойств процесса, так и способа оценки параметров модели. С учетом свойств ортогональных функций определим относительную методическую погрешность аппроксимации в виде

m

 

 

 

ψk (α)

 

 

 

 

 

βk2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

δ = 1 k =0

 

 

 

 

 

 

 

.

(5.17)

ρx2 (τ )μ(τ )dτ

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из (5.17) видно, что значение относительной погрешности аппроксимации δ зависит от значений {βk }k =0 ,...m , т.е. вида корреляционной функции (см. выражение

5.15), значения параметра масштаба α и числа членов разложения ряда (5.16) m . Задавшись видом модели корреляционной функции, в первую очередь необхо-

димо найти аналитические выражения коэффициентов разложения {βk }k =0 ,...m . Как по-

казали исследования при прочих равных условиях численные значения методических погрешностей больше у колебательных моделей КФ [21]. Для решения этой задачи воспользуемся частотным представлением ортогональных функций (см. лабораторную работу 4).

Так, например, НКФ ρ

5,x

(τ )= eλ

 

τ

 

cosω τ , воспользовавшись преобразованием

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

Эйлера, представим в виде

 

 

 

 

 

 

 

ρ5 ,x (τ )= 1 [e(λjωo )τ + e(λ+ jωo )τ ], τ > 0 .

(5.18)

2

 

 

 

 

 

 

 

Подставив выражение (5.18) в выражение (5.15), получим для ортогональных функций, у которых μ(τ )= 1 ,

 

 

 

1

 

 

(τ ,α)[e(λjωo )τ + e(λ+ jωo )τ ]dτ .

 

β5 ,k

=

 

 

 

ψk

(5.19)

 

 

ψk (α)

 

2

 

 

 

2

 

 

0

 

 

С учетом выражения (4.1), выражение (5.19) преобразуем к виду

54

β

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[W

(λ jω

)+W

 

 

 

 

 

(λ +

 

 

 

jω

 

 

)]

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ψk (α)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 ,k

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(α)

 

 

 

 

 

 

 

[

 

 

 

 

 

(0,

)]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ

 

jω

0

 

1 / 2

 

ψ

 

s

 

2

 

 

 

 

 

ψ

 

 

 

 

 

 

 

 

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

ψk (α)

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ψk (α)

 

 

 

2

+ λ

 

jω0

 

1 / 2

 

ψs (α)

 

2

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ jω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

λ + jω0 1 / 2

 

 

 

ψs (α)

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 / 2

 

ψk (α)

 

2

+ λ + jω0

 

1 / 2

 

ψs (α)

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

+ λ

+ jω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введем обозначения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tgϕ1,k

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

A1,k =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

1 / 2

 

ψk (α)

 

2

+ λ

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

ψ k (α)

 

 

 

 

 

2

 

 

1 / 2

 

 

 

ψ k (α)

 

 

 

2

 

 

+ λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tgϕ2 ,k =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, A2 ,k =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

λ 1 / 2

 

 

 

 

ψk (α)

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

ψk (α)

 

 

 

2

 

 

λ 1 / 2

 

 

 

ψk (α)

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕ1,k

 

= arctg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, ϕ2 ,k

 

 

 

 

 

 

 

 

= arctg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

1 / 2

 

 

ψ k (α)

 

 

 

2

 

+ λ

 

 

 

 

 

 

 

 

λ 1 / 2

 

 

 

ψk

(α)

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

[ψ

 

 

(0,α)]k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ψ

 

 

(0,α)]k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

k

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

1jtgϕ

2,s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

k

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

1+ jtgϕ

2,s

 

βk

=

 

 

 

1,k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

1,k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1jtg

ϕ

1,k

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

A2,s

 

 

 

 

1jtgϕ1,s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+ jtg

ϕ

1,k

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

A2,s

1+ jtgϕ1,s

Или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

[ψ

 

 

 

 

(0,α)]cosϕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cosϕ

 

 

 

 

 

 

j sinϕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

1,k

 

 

 

k 1

 

 

2 ,s

 

 

 

2 ,s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

β5 ,k

 

=

 

 

 

 

1,k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cosϕ1,k

j sinϕ1,k

 

 

 

 

 

 

 

cosϕ1,s

 

 

 

j sinϕ1,s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

[ψ

 

k

(0,α)]cosϕ

1,k

 

 

k 1

 

 

cosϕ

2 ,s

+ j sinϕ

2 ,s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

1,k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cosϕ1,k + j sinϕ1,k

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

cosϕ1,s + j sinϕ1,s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Bs =

 

A1,s

 

 

 

cosϕ1,s

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2 ,s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cosϕ2 ,s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнив преобразования, получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exp[j(ϕ1,s

 

 

 

ϕ2 ,s )]+

 

 

 

 

 

β5 ,k

 

 

= A1,k [ψk (0,α)]cosϕ1,k

 

 

 

exp(jϕ1,k )k 1

Bs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ A1,k [ψk (0,α)]cosϕ1,k exp(jϕ1,k )k 1

s=0

 

exp[j(ϕ1,s

ϕ2 ,s )]=

 

 

 

 

 

Bs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= A1,k [ψk (0,α)]cosϕ1,k Bs

 

 

exp j ϕ1,k

+ (ϕ1,s

ϕ2 ,s ) +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ exp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

(ϕ1,s

ϕ2 ,s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j ϕ1,k

 

 

 

+

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 2 A1,k [ψk (0,α)]cosϕ1,k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos ϕ1,k

 

+ (ϕ1,s

ϕ2 ,s ) Bs .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выражения для коэффициентов разложения модели ρ5 ,x (τ )= eλ τ

(5.20)

(5.21)

(5.22)

(5.23)

(5.24)

cosω0τ для

различных ортогональных базисов зависят от принятых обозначений, представленных в таблице 5.2.

55

Принятые обозначения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A1,k

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.2

ψk (τ ,γ / α)

 

 

 

 

 

 

tgϕ1,k

 

 

 

 

 

 

tgϕ2 ,k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2,k

1

Lk (τ ,α)

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

α / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

α / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α / 2 +λ

 

 

 

 

 

 

 

λα / 2

 

 

 

 

 

α / 2 +λ

 

 

 

 

 

 

λα / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α(2k +1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Legk (τ,α)

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α(2k +1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α(2k +1)+λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λα(2k +1)

 

 

 

 

 

α(2k +1)+λ

λ α(2k +1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α(k +1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Dk (τ ,α)

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α(k +1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α(k +1)+λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λα(k +1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α(k +1)+λ

 

 

 

 

λα(k +1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ(4k +1)/ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

4

P(1 2,0)(τ,γ)

 

 

 

 

 

 

ω

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

γ(4k +1)/ 2

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

γ(4k +1)/ 2 +λ

 

 

λ γ(4k +1)/ 2

 

 

γ(4k +1)/ 2 +λ

 

 

 

 

λ γ(4k +1)/ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ(4k +3)/ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

P(1 2,0)(τ,γ)

 

 

 

 

 

 

ω

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

γ(4k +3)/ 2

5

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ γ(4k +3)/ 2

 

γ(4k +3)/ 2 +λ

 

 

λ γ(4k +3)/ 2

 

γ(4k +3)/ 2 +λ

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (k + 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

P( 1,0 ) (τ,γ)

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (k + 1)

 

 

 

 

γ (k + 1)+ λ

 

 

 

λ γ (k + 1)

 

 

 

γ (k + 1)+ λ

 

 

 

 

λ γ (k + 1)

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (2k + 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

P( 0,0 ) (τ,γ)

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (2k + 1)

 

 

 

γ (2k + 1)+ λ

 

 

λ γ (2k + 1)

 

 

γ (2k + 1)+ λ

 

 

 

λ γ (2k + 1)

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (2k + 3)

 

 

 

 

 

 

 

 

8

P( 2,0 ) (τ,γ)

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (2k + 3)

 

 

 

γ (2k + 3)+ λ

 

 

λ γ (2k + 3)

 

 

γ (2k + 3)+ λ

 

 

 

λ γ (2k + 3)

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Втаблице 5.3 представлены выражения коэффициентов разложения модели

ρ5 ,x (τ )= eλ τ cosω0τ .

 

Аналитические выражения коэффициентов разложения для 5 модели

 

 

 

 

 

 

 

β5,k

 

 

 

 

Таблица 5.3

ψk (τ ,γ / α)

 

 

 

 

 

kϕ2 ,s )

 

 

 

 

2 A1,k Bkk cosϕ1,k cos((k +1)ϕ1,k

 

1

Lk (τ ,α)

 

 

 

Dk (τ ,α)

 

 

 

 

 

k 1

 

 

k 1

 

2

2 A1,k

cosϕ1,k

cos ϕ1,k +

(ϕ1,s ϕ2 ,s

) Bs

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

s=0

 

 

Legk (τ,α)

 

 

k

 

 

k 1

 

 

 

k 1

3

(α,0 )

(τ,γ)

2 A1,k

(1) cosϕ1,k

cos ϕ1,k

+ (ϕ1,s

ϕ

2 ,s ) Bs

 

Pk

 

 

 

 

 

s=0

 

 

s=0

Для определения коэффициентов разложения 6 и 7 моделей

ρ6 ,7 ,x (τ )= e

λ

 

τ

 

 

 

 

λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sinω0

τ

 

 

необходимо определить

 

 

 

 

 

 

 

 

cosω0τ ±

ω0

 

 

 

 

 

λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(τ ,α)[e(λjωo )τ e(λ+ jωo )τ ]dτ .

J =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ψk

 

ψk

(α)

 

 

 

2

 

jω0

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

β6,7,k = β5,k ± J .

Сучетом (5.20), получим

(5.25)

(5.26)

56

J =

λ

[Wk (λ jω0 )Wk (λ + jω0 )].

2 ψk (α) 2 jω0

С учетом принятых обозначений (5.21)

 

 

 

 

A1,k

[ψk

(0,α)]λ

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

 

 

k 1

J =

 

 

 

 

 

cos

ϕ1,k

Bs

 

exp j ϕ1,k

+ (ϕ1,s

 

 

jω0

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exp

j ϕ1,k

+ (ϕ1,s

ϕ2 ,s

)

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

2 A1,k [ψk (0,α)]λ

A

cosϕ

 

sin ϕ

 

+ k 1 (ϕ

ϕ

 

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

1,k

 

1,k

 

 

 

1,k

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,s 2 ,s

ϕ2 ,s )

) k 1 Bs .

s=0

(5.27)

(5.28)

Подставив выражение (5.28) в выражение (5.25), окончательно получим

β6 ,7 ,k

±λ

ω0

= 2 A

[ψ

(0,α)]cosϕ

 

cos ϕ

1,k

k

 

 

 

 

 

 

 

1,k

1,k

 

 

k 1

 

 

 

k 1

sin ϕ1,k +

(ϕ1,s

ϕ2 ,s

)

Bs .

 

 

s=0

 

 

 

s=0

+ k 1 (ϕ1,s

ϕ2 ,s

)

±

s=0

 

 

(5.29)

 

 

 

В таблице 5.4 представлены выражения коэффициентов разложения модели

ρ6 ,7 ,x (τ )= e

λ

 

τ

 

 

λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cosω0τ ±

ω0

sinω0

τ

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналитические выражения коэффициентов разложения для 6 и 7 моделей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.4

ψk (τ ,γ / α)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

β6,7,k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 A

 

 

Bk cosϕ

1,k

[cos((k +1)ϕ

1,k

kϕ

2,s

)±

 

 

Lk (τ ,α)

 

 

 

 

 

 

1,k

k

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

±

 

λ

sin((k +1)ϕ1,k

kϕ2,s )

]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2A1,k cosϕ1,k cos ϕ1,k

+

(ϕ1,s ϕ2,s ) ±

 

2

Dk (τ ,α)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

±

 

 

 

 

sin ϕ1,k + (ϕ1,s

ϕ2,s )

Bs

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

k

1

 

 

 

 

 

Legk (τ,α)

2 A1,k (1) cosϕ1,k cos ϕ1,k

+

(ϕ1,s ϕ2 ,s

) ±

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

P(α,0 ) (τ,γ)

 

 

λ

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

±

 

 

 

 

 

 

+ (ϕ1,s

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

s=0

 

 

 

 

s=0

 

 

 

Воспользовавшись предлагаемым подходом, с учетом принятых обозначений (см. таблицу 5.5), аналитические выражения коэффициентов разложения для типовых колебательных моделей корреляционных функций в ортогональных базисах СонинаЛагерра и Якоби (0,β ) представим в таблицах 5.6 и 5.7.

57

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принятые обозначения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ψk (τ ,γ / α)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tgφi ,k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ai ,k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L(k1)(τ ,γ ),

 

 

 

 

 

 

 

tgϕ1,k

=

 

 

 

ω0

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A1,k

=

 

 

 

 

1

;

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

λ +γ / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ + γ / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

L(2 )(τ ,γ )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tgϕ2 ,k = λ γ / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2 ,k = λ γ / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tgφ1,k

=

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A1,k

 

=

 

 

 

 

 

2γ (k + 1)

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (2k + 1)+ λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (2k + 1)+ λ

 

 

 

 

 

 

 

( 0,1)

τ γ

 

 

 

 

tgφ

 

=

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

=

 

 

 

 

 

2γ (k + 1)

;

 

 

 

2

 

Pk

 

 

 

 

2 ,k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ,

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (2k + 3)+ λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ,k

 

 

 

 

γ (2k + 3)+ λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tgφ3 ,k =

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A3 ,k =

 

 

 

 

2γ (k + 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (2k + 1)λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (2k + 1)λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

=

A1,s

 

cosϕ1,s

 

; C

 

= A A

cosϕ

 

 

 

cosϕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

1,k

2 ,k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A3 ,s

 

cosϕ3 ,s

 

 

 

 

1,k

2 ,k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tgφ1,k

=

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

A1,k

=

γ (k + 1)(k + 2)

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (2k + 1)+ λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (2k + 1)+ λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tgφ2 ,k

=

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

A2 ,k

 

=

γ (k + 1)(k + 2)

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (2k + 3)+ λ

 

 

 

 

3

( 0,2 )

(τ,γ)

 

 

 

 

γ (2k + 3)+ λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

tgφ3 ,k =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A3,k =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (2k + 5)+ λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (2k + 5)+ λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tgφ4 ,k =

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A4 ,k =

 

γ (k + 1)(k + 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (2k + 1)λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ (2k + 1)λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

=

A1,s

 

 

cosϕ1,s

 

; C

 

= A

 

A

 

A

cosϕ

 

 

 

cosϕ

 

 

cosϕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

1,k

 

2 ,k

3,k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A4 ,s

 

 

cosϕ4 ,s

 

 

 

 

 

1,k

 

2 ,k 3,k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналитические выражения коэффициентов разложения для 5 модели

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.6

 

 

 

ψk (τ ,γ / α)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

β5,k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

L(1)(τ ,γ )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ 2 (k + 1)A 2 B k

cos2 φ

1,k

 

cos[kφ

2 ,k

 

 

(k + 2)φ ]

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,k

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,k

 

 

 

 

 

2

 

L(k2 )(τ ,γ )

 

 

 

 

 

 

 

γ 3 (k + 1)(k + 2)

A 3 B k cos3

φ

1,k

cos[kφ

2 ,k

(k + 3)φ

1,k

]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1,k

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

( 0,1)

(τ,γ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ϕ2 ,k

 

 

k 1

(ϕ1,s

 

 

+

ϕ3 ,s

k 1

 

 

 

 

 

 

Pk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Ck (k + 1)cos ϕ1,k

 

+

 

 

) Bs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

4

 

 

( 0,2 )

(τ,γ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ϕ2 ,k

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

 

Pk

 

 

 

 

 

 

 

4 Ck (2k + 3)cos ϕ1,k

 

+ϕ3 ,k + (ϕ1,s +

ϕ4 ,s ) Bs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

58

 

Аналитические выражения коэффициентов разложения для 6 и 7 моделей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.7

ψk (τ ,γ / α)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

β6,7,k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ

2 (k + 1) A

2 B k

cos2

φ

1,k

[cos[kφ

2 ,k

(k + 2)φ

1,k

]m

 

 

L(k1)(τ ,γ )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,k

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

m

 

 

λ

 

sin[kφ2 ,k

(k + 2)φ1,k

]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ 3 (k + 1)(k + 2)

A

3 B k cos3 φ

1,k

[cos[kφ

2 ,k

(k

+

3)φ

1,k

]m

 

L(2 )(τ ,γ )

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

1,k

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

m

 

λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

sin[kφ2 ,k (k + 3)φ1,k ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Ck

(k + 1) cos ϕ1,k

+ϕ2 ,k

+ k 1 (ϕ1,s

+ϕ3 ,s

)

±

 

 

 

3

P( 0,1) (τ,γ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

±

 

 

 

sin ϕ1,k

+ϕ2 ,k + (ϕ1,s +ϕ3 ,s ) Bs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Ck (2k

+ 3) cos ϕ1,k +

ϕ2 ,k

+ϕ3 ,k + k 1 (ϕ1,s +ϕ4 ,s

) ±

4

P( 0,2 ) (τ,γ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

λ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

±

 

 

 

 

sin ϕ1,k +ϕ

2 ,k

+ϕ3,k + (ϕ1,s

+ϕ4 ,s

) Bs

 

 

 

 

 

 

ω0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

Коэффициенты разложения

 

βk могут быть представлены и в алгебраической

форме. В качестве примера в таблице 5.8 представлены коэффициенты разложения в ортогональном базисе Лежандра для типовых моделей корреляционных функций.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ρx (τ )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

βk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

eλ

 

τ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2α(2k + 1)CksCks+s (1)s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ +α

(2s + 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 + λ

 

 

 

 

 

)

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

2λ +α(2s + 1)

2

 

 

 

 

 

 

eλ

 

 

τ

 

 

 

 

 

τ

 

 

 

 

2α(2k + 1)Cks Cks+s (

1)s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

[λ +α(2s + 1)]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 λ

 

 

 

 

 

)

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

α(2s + 1)

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

eλ

 

τ

 

 

 

 

τ

 

 

 

 

2α(2k + 1)Cks Cks+s (1)s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

[λ +α(2s + 1)]

 

 

 

 

 

 

 

(1 + λ

 

+ λ2τ 2 / 3)

k

 

 

8λ2 + 9αλ(2s + 1)+α 2 (2s + 1)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

eλ

τ

τ

2α(2k + 1)Cks Cks+s (1)s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

3[λ +α(2s + 1)]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

λ +α(2s + 1)

 

5

 

 

 

 

 

 

eλ

 

τ

 

cosω τ

 

 

 

2α(2k + 1)Cks Cks+s

(1)s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[λ +α(2s + 1)]2 +ω02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

λ

 

τ

 

 

 

λ

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

s

 

 

 

2λ +α(2s + 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2α(2k + 1)Ck Ck

 

(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

cosω0τ +

ω0

sinω0

τ

 

 

+s

 

 

[λ +α(2s

+ 1)]2 +ω02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

 

 

λ

 

τ

 

 

 

λ

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

s

 

 

 

 

α(2s + 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2α(2k + 1)Ck Ck

 

(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

cosω0τ

ω0

sinω0

τ

 

+s

 

 

[λ +α(2s

+ 1)]2 +ω02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s=0

 

 

 

 

 

59

Алгебраические выражения для коэффициентов разложения типовых моделей корреляционных и ортогональных функций приведены в Приложении 10.

Воспользовавшись выражениями для оценки коэффициентов разложения, определим погрешности аппроксимации в соответствии с (5.17). На рисунке 5.3 представлены результаты оценки погрешности аппроксимации 5, 6 моделей с параметрами λ = 1, ω0 , α = 0,1961 ортогональными функциями Лежандра.

 

1

 

 

 

 

 

0.75

 

 

 

 

δ(n)

0.5

 

 

 

 

 

0.25

 

 

 

 

 

0

0

10

20

30

 

 

 

 

n

 

Рисунок 5.3 - Погрешность аппроксимации ортогональными функциями Лежандра

Из анализа рис. 5.3 видно, что при n → ∞ δ(n)0 , т.е. выполняется равенство Парсеваля (см. лабораторную работу 1).

5.1.3. Определение параметра масштаба ортогональных функций

Как показали исследования значение погрешности аппроксимации, определяемой выражением (5.17), зависит от параметра масштаба [21].

В таблице 5.9 приведены результаты определения погрешности аппроксимации

нормированной корреляционной функции вида ρ

x

(τ ,λ

5

,ω

0 ,5

) = eλ5

 

τ

 

cos(ω

τ ) при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 ,5

разных значениях m , в зависимости от отношения параметра ортогональных функ-

ций к показателю затухания исследуемых корреляционных функций –

χ

 

=

γ

для

5

λ

5

ортогональных базисов Якоби (α,0).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из полученных результатов видно, что при выбранной модели корреляционной функции, μ = const , m = const , погрешность существенным образом зависит от χ ,

т.е. γ . Кроме того, наблюдаются локальные экстремумы погрешности, количество

которых зависит от m [21]. Следует отметить, что исследователя интересует значение параметра α , обеспечивающего минимум квадратической погрешности аппроксимации, т.е. определение глобального минимума.

Отметим, что точное решение задачи определения параметра масштаба в силу свойств ортогональных функций возможно лишь для ортогональных функций Лагер-

ра [22, 23].

Для этого необходимо решить уравнение относительно α

βm+1 =0 .

60

 

 

Относительная методическая погрешность аппроксимации

 

 

 

 

 

 

НКФ δ(χ / m,μ) в ортогональном базисе Якоби (α,0)

 

Таблица 5.9

ψk (τ ,γ / α)

График методической погрешности

 

 

 

 

График методической погрешности

 

 

 

(μ5

= 3,4,5; m = 2)

 

 

(μ5

= 5; m = 3,4,5)

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.83

 

 

 

 

 

 

0.83

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ(χ,2,3) 0.67

 

 

 

 

 

 

δ(χ,3,5) 0.67

 

 

 

 

 

 

 

P(1 2,0)(τ,γ)

δ(χ,2,4)

0.5

 

 

 

 

 

 

δ(χ,4,5) 0.5

 

 

 

 

 

 

 

k

 

δ(χ,2,5) 0.33

 

 

 

 

 

 

δ(χ,5,5) 0.33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.17

 

 

 

 

 

 

0.17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 0

0.83

1.67

2.5

3.33

4.17

5

0 0

1

2

3

4

5

6

 

 

 

 

 

 

χ

 

 

 

 

 

 

 

χ

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.83

 

 

 

 

 

 

0.83

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ(χ,2,3) 0.67

 

 

 

 

 

 

δ(χ,3,5) 0.67

 

 

 

 

 

 

 

P(1 2,0)(τ,γ)

δ(χ,2,4)

0.5

 

 

 

 

 

 

δ(χ,4,5) 0.5

 

 

 

 

 

 

 

k

 

δ(χ,2,5) 0.33

 

 

 

 

 

 

δ(χ,5,5) 0.33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.17

 

 

 

 

 

 

0.17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 0

0.83

1.67

2.5

3.33

4.17

5

0 0

1

2

3

4

5

6

 

 

 

 

 

 

χ

 

 

 

 

 

 

 

χ

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.83

 

 

 

 

 

 

0.83

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ(χ,2,3) 0.67

 

 

 

 

 

 

δ(χ,3,5) 0.67

 

 

 

 

 

 

 

P( 1,0 )

(τ,γ)

δ(χ,2,4)

0.5

 

 

 

 

 

 

δ(χ,4,5) 0.5

 

 

 

 

 

 

 

k

 

δ(χ,2,5) 0.33

 

 

 

 

 

 

δ(χ,5,5) 0.33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.17

 

 

 

 

 

 

0.17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 0

0.83

1.67

2.5

3.33

4.17

5

0

0

1

2

3

4

5

6

 

 

 

 

 

 

χ

 

 

 

 

 

 

 

χ

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.83

 

 

 

 

 

 

0.83

 

 

 

 

 

 

 

(τ,γ)

δ(χ,2,3) 0.67

 

 

 

 

 

 

δ(χ,3,5) 0.67

 

 

 

 

 

 

( 0,0 )

δ(χ,2,4)

0.5

 

 

 

 

 

 

δ(χ,4,5) 0.5

 

 

 

 

 

 

 

Pk

δ(χ,2,5) 0.33

 

 

 

 

 

 

δ(χ,5,5) 0.33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.17

 

 

 

 

 

 

0.17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 0

0.83

1.67

2.5

3.33

4.17

5

0 0

1

2

3

4

5

6

 

 

 

 

 

 

χ

 

 

 

 

 

 

 

χ

 

 

 

61

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.83

 

 

 

 

 

 

 

0.83

 

 

 

 

 

 

 

δ(χ,2

,3) 0.67

 

 

 

 

 

 

δ(χ,3,5) 0.67

 

 

 

 

 

 

P( 2,0 ) (τ,γ)

δ(χ,2

,4)

0.5

 

 

 

 

 

 

δ(χ,4,5)

0.5

 

 

 

 

 

 

k

δ(χ,2

,5) 0.33

 

 

 

 

 

 

δ(χ,5,5) 0.33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.17

 

 

 

 

 

 

 

0.17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 0

0.83

1.67

2.5

3.33

4.17

5

 

0 0

1

2

3

4

5

6

 

 

 

 

 

 

χ

 

 

 

 

 

 

 

χ

 

 

 

Рассмотрим один из эмпирических способов определения параметра масштаба ортогональных функций, у которых μ(τ )= 1 [21]. Он основан на применении соот-

ношения неопределенности [51]

 

 

 

 

 

ωэ,kτk(2)

=

π

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.30)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wk* (jω)

 

 

2 dω

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

-

эквивалентная

частота пропускания ортогонального

 

 

 

 

 

ωэ,k =

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Wk* ( jω )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фильтра k-ого порядка;

 

 

 

 

 

 

Wk* (jω)= φk (τ ,α)ejωτ dτ -

частотная характеристика ортогонального фильтра

k-ого порядка;

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

φk (τ ,α)=

 

ψk (τ ,α) - импульсная переходная характеристика ортогонально-

 

ψ

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

го фильтра k-ого порядка;

 

 

 

 

 

 

 

(2 ) =

φk (τ ,α)dτ

 

(0)/ φ

 

(τ ,α)

 

 

τ

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=W *

 

-

длительность импульсной переходной

 

 

 

 

 

(τ ,α)

 

 

 

k ,и

φ

k

 

 

 

 

k

 

k

max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

характеристики ортогонального фильтра k-ого порядка;

Отсюда

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ωэ,k

=

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.31)

 

 

 

2τk(2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заметим, что квадраты модуля частотных характеристик рассматриваемых ортогональных фильтров соответствуют квадратам модуля апериодического звена первого порядка (см. таблицу 4.2), импульсная характеристика которого определяется выражением

h (τ )=

1

exp[τ (2 )τ].

(5.32)

τ (2 )

k

k ,и

 

 

 

k ,и

Следовательно, можно записать, что для погрешности восстановления импульсной переходной характеристики при линейной интерполяции 2% [21]

62

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]