дифференцируем неограниченное
количество раз, так как существует неограниченное количество производных от
этой функции. В частности, ковариационная функция и дисперсия первой
производной равны:
,                         
.                                       
Дважды продифференцировав  и умножив на 
,
получим ковариационную функцию второй производной случайного процесса 
:
, при этом дисперсия второй производной
. ■
Пример 2.6. Ковариационная функция случайного
процесса 
:
.                             
Найти ковариационную функцию, дисперсию и интервал корреляции его производной.
Подставив в , получим
.        
Приравняв в  
 к нулю, найдем дисперсию производной случайного
процесса 
 и ее нормированную корреляционную функцию
[5]:
,
, откуда интервал корреляции [5]
.
Отметим, что интервал корреляции
исходного процесса 
 равен
.
Как и следовало ожидать, интервал
корреляции 
 производной процесса меньше интервала
корреляции 
 самого процесса, так как идеальный
дифференциатор является фильтром верхних частот с комплексной частотной
характеристикой 
 (см. табл. 1.1). При дифференцировании
случайных процессов усиливаются верхние частоты и, как следствие, уменьшается
интервал корреляции.
Нетрудно убедиться, что
первая производная от  терпит разрыв в точке 
, поэтому случайный процесс 
 с ковариационной функцией  недифференцируем, а случайный процесс
 с ковариационной функцией  имеет только первую
производную. ■
Теперь определим характеристики интеграла от стационарного случайного процесса. Очевидно, что математическое ожидание определяется следующим соотношением:
.         
Ковариационная функция интеграла от стационарного случайного процесса

.           
Дисперсия интеграла от этого процесса зависит от времени и определяется формулой
,                             вывод которой дан, например, в [4].
Из формул и следует, что интеграл от стационарного случайного процесса является нестационарным случайным процес сом [5].
Пример 2.7. Найти ковариационную функцию интеграла от белого шума с ковариационной функцией
.                                   
По формуле найдем, что
.                       
При вычислении двукратного
интеграла  следует внимательно отнестись к тому,
в каком порядке вычислять интегралы. Всплеск дельта-функции должен попасть в
область интегрирования. Для этого необходимо интегрировать по переменной,
имеющей больший диапазон. Пусть 
, тогда, интегрируя
сначала по 
 и используя фильтрующее свойство
дельта-функции, получим
.
Аналогично при 
,
интегрируя сначала по 
, получим
.
Окончательное выражение для ковариационной функции имеет вид
.
Дисперсия процесса 
 
.                              
Дисперсию процесса 
 также можно найти с помощью формулы . Подставив  в , получим

.                    
При вычислении учтено, что

при 
или 
.
Таким образом, дисперсия
интеграла от белого шума линейно возрастает с увеличением времени
интегрирования 
. ■ 
Пример 2.7. Найти дисперсию интеграла от
стационарного процесса 
, имеющего ковариационную функцию
вида 
.
В соответствии с формулой
. ■
1.  На вход фильтра, схема которого
приведена на рис. 1.2, воздействует стационарный случайный процесс с
корреляционной функцией 
. Найти спектральную
плотность мощности и дисперсию выходного процесса.
2.  На вход фильтра, схема которого
приведена на рис. 1.3, воздействует стационарный случайные процесс с
корреляционной функцией 
. Найти спектральную
плотность мощности и дисперсию выходного процесса.
3.  На вход идеального интегратора,
начиная с 
, воздействует стационарный случайный
процесс с корреляционной функцией 
. Математическое
ожидание входного процесса больше нуля. Определить, через какое время математическое
ожидание выходного случайного процесса достигнет величины 
. 
4.  На вход идеального интегратора,
начиная с 
, воздействует стационарный случайный
процесс с корреляционной функцией 
. Определить дисперсию
выходного процесса.
5. На вход линейного фильтра с импульсной характеристикой
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.