Материал: Лекция 7-05

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

W(x)

0.3653

 

0.1990

0.1669

0.1592

 

0.1669

0.1990

0.3653

 

0.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W(x)

 

 

 

 

 

0.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A=1B

 

 

 

 

 

 

0.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A=2B

 

 

0.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

0.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

Чем больше А, тем кривая ниже и шире. Площадь под каждой из кривых

W(x) равна 1 (условие нормировки)..

 

 

 

 

ФРВ мгновенных значений для гармонического колебания со случайной фазой : x(t)=A cos( t + ) имеет вид:

 

 

0,х A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(x)

 

 

 

 

arcsin

 

 

 

,

x

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,x A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

-1.0

 

 

-0.75

 

 

 

-0.5

-0.25

 

0

0.25

0.5

0.75

 

1.0

 

A=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(x)

-0.0

 

 

0.23

 

 

 

0.33

0.42

 

0.5

0.58

0.67

0.77

 

1.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

-2.0

 

 

 

-1.5

 

 

 

-1.0

 

-0.5

 

0

 

0.5

 

1.0

1.5

 

2.0

 

A=2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(x)

 

 

 

0

 

 

 

0.23

 

 

 

0.33

 

0.42

0.5

 

0.58

 

0.67

0.77

 

1

 

11

1.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(x)

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

0.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A=1B

 

A=2B

 

 

0.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

-0.2

 

 

 

 

 

 

 

 

-2.5 -2 -1.5 -1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

Определим

дисперсию

x(t)=A cos( t +

)

путем усреднения по

времени одной реализации и путем усреднения по множеству

реализаций.

 

 

 

 

 

 

 

 

Усреднение по времени одной реализации находится так:

 

 

 

 

1

T

 

 

 

 

A

2

T

 

 

 

 

2 lim

A2 sin2 ( t )dt lim

 

(0.5 0.5cos(2 t 2 )dt

 

 

 

 

T T

0

 

 

 

T T

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

2

 

T

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

[ 0.5dt 0.5cos(2 t 2 )dt]

 

 

 

 

 

 

 

 

T T

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

2

 

 

T

 

A

2

 

 

 

T

 

A

2

 

lim

 

 

0.5t |

lim

 

[sin(2 t 2 )] |

 

 

;

 

 

 

4 T

 

 

T T

 

 

0

T

 

 

 

0

 

2

 

Усреднение по множеству реализаций находится так:

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

2

 

 

 

 

1

2 2

 

 

 

2

x2W (x)dx

 

 

x

dx

 

| x / A y |

A y

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A A2 x2

 

 

 

 

1

1 y2

A

2

 

A

2

 

 

( )] A

2

 

 

 

 

 

 

 

arcsin x |

[

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

1

 

2

2

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

Для эргодического, стационарного случайного процесса усреднения по времени одной реализации дает

тот же результат, что и усреднения по множеству реализаций.

2. ФПВ мгновенных значений x нормального случайного имеет вид:

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( x m )2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W (x)

 

 

 

 

e

2 2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для заданного процесса m1

равно 0 и для 12 =1 и

для 22 =4 получим,

соответственно:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W (x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W (x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

8

;

 

 

 

 

 

 

 

e

2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

-3

 

 

 

 

 

-2

 

 

-1

 

 

 

0

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

3

 

2=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W(x)

 

 

0.0044

 

 

 

 

0.0541

 

0.2426

 

 

0.4000

 

 

 

 

0.2426

 

 

0.0541

 

0.0044

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

-6

 

 

 

-4

 

 

-2

 

 

0

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

4

 

6

 

 

2=4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W(x)

 

0.0022

 

 

0.0271

0.1213

 

 

0.2000

 

 

0.1213

 

 

 

0.0271

0.0022

 

0.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W(x)

 

 

0.35

 

 

 

 

 

 

0.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M2=1

 

 

0.25

 

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

 

0.15

 

 

 

 

 

 

0.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M2=4

 

0.05

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

0

 

 

 

 

 

 

-6

-4

-2

0

2

4

6

ФРВ мгновенных значений нормального случайного имеет вид:

x

1

 

x

 

x2

x

 

F (x) W (x)dx

 

 

e

2

 

 

 

 

 

2

dx F

 

 

; ;

 

 

 

 

2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

σ

 

F(x) – интеграл вероятности, табулированная функция.

13

x

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0

0.5

1.0

1.5

2.0

12 =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(x)

0.023

0.07

0.16

0.31

0.5

0.69

0.84

0.93

0.977

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

-4

-3

-2

-1

0

1

2

 

3

 

4

22 =4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(x)

0.023

0.07

0.16

0.31

0.5

0.69

0.84

 

0.93

 

0.977

14

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

0.9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.8

 

 

 

 

 

 

M2=4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M2=1

 

 

 

 

 

0.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

0

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

3.Построим ФПВ

случайного

процесса,

образованного суммой

гармонического колебания с

амплитудой

А1

и нормального

случайного процесса со средним значением m1=0 и дисперсией 12. Эта ФПВ представляет собой свертку двух ФПВ, соответствующих гармоническому колебанию и нормальному процессу. Графики ФПВ суммарного процесса показаны на рисунке. Вид ФПВ зависит от параметра h2:

h2 A2

2 2

15

Источник: https://studfile.net/preview/16571065/