Гязянфяр рцстямов автоматик

8.7. Стасионар вя ергодик тясадцфи просесляр 

 

1. Стасионар тясадцфи просес.Тясадцфи просес о заман эениш 

мянада  стасионар  просес  сайылыр  ки,  онун  рийази  эюзлямяси  сабит, 

коррелйасийа  функсийасы  ися  аргументлярин 

1

2

t

t







  фяргиндян 

асылы олсун. Йяни:  

        

const

)

t

(

m

x



,  

)

(

K

)

t

,

t

(

K

)

t

,

t

(

K

x

1

2

x

2

1

x







. 

Дисперсийанын хассясиня ясасян: 

 

const

)

0

(

K

)

t

t

(

K

)

t

(

D

~

x

t

t

t

1

2

x

x

2

1













 . 

Демяли,  стасионар  тясадцфи  просесин  дисперсийасы  да  бцтцн 

n

2

1

t

,

,

t

,

t



  кясикляриндя  сабит  кямиййят  олуб 

0





  гиймятиндя 

коррелйасийа функсийасынын гиймятиня бярабярдир.  

)

(

K

)

(

K

)

t

t

(

K

)

t

t

(

K

x

x

2

1

x

1

2

x

















 олдуьундан коррел-

йасийа функсийасы ъцт функсийадыр. Заман мцддяти 



 артдыгъа 

)

t

(

x

 

гиймяти иля 

)

t

(

x





 гиймяти арасындакы ялагя зяифляйир вя 







 

щалында 

0

)

(

K

x





. 

Даща  эениш  мянада,  яэяр 

)

t

(

X

  просесинин  йухарыда  олдуьу 

кими  тякъя  бир  вя  икитяртибли  дейил,  бцтцн   

n

2

1

f

,

,

f

,

f



  тяртибли 

пайланма функсийалары (вя йа 

n

2

1

p

,

,

p

,

p



 ещтималларыын пайланма 

сыхлыглары) заман оху цзря бцтцн 

n

2

1

t

,

,

t

,

t



 нюгтяляринин 



 гядяр 

сцрцшмясиндян  асылы  олмазса,  беля  тясадцфи  просес  дар  мянада 

стасионар  тясадцфи  просес  адланыр.  Башга  сюзля,  бцтцн  к-тяптибли  (

n

,

,

2

,

1

k





)  пайланма  функсийалары  заманын  башланьыъ  анындан 

асылы олмайан тясадцфи просес дар мянада стасионар тясадцфи просес 

адланыр.  Айдындыр  ки,  дар  мянада  стасионар  просес  эениш  мянада 

да стасионар просесдир. 

323 

 

Биз  бир  вя  икитяртибли  моментляри  юйряндийимиздян  йалныз 

эениш мянада просесляр иля мящдудлашаъаьыг. 

2. Ергодик тясадцфи просес. Тясадцфи просесин ансамбла эю-

ря  реализасийалар  чохлуьунун  орталашдырылмасы  нятиъясиндя  алынмыш 

статистик характеристикалары бюйцк заман интервалында олан истянилян 

бир  реализасийасынын  орталашдырылмасы  нятиъясиндя  алынмыш  статистик 

характеристикаларына  бярабяр  оларса,  беля  тясадцфи  просес  ергодик 

тясадцфи просес адланыр.                                    

Ергодик  просес  стасионар  тясадцфи  просесдир.  Бу  сябябдян 

ергодик просесин мцхтялиф 

k

t  заман   анларына аид олан 

)

t

(

x

k

 кя-

миййятлярини  онлары  ардыъыллыьындан  асылы  олмайараг 



гарышдырмаг



  

олар.  Гейд  едяк  ки,  стасионар  тясадцфи  просес  ергодик  олмайа  да 

биляр.  Мясялян,  замана  эюря  мцхтялиф    сабит 

const

)

t

(

x

k



  реали-

засийалары олан 

)

t

(

X

 тясадцфи просеси стасионар олуб ергодик дейил. 

Беля ки, бир реализасийа цзря тапылмыш орта гиймят ансамблын истяни-

лян 

k

t  кясийиндя 

)

t

(

x

k

-лары ъямлямяк вя реализасийаларын сайына 

бюлмякля  алынмыш  орта  гиймятя  бярабяр  олмайаъагдыр.  Цмумий-

йятля, бир статистик характеристикайа эюря ергодик олан просес диэя-

риня нязярян ергодик олмайа биляр. Биз фярз едяъяйик ки, ергодик-

лик шярти бцтцн бахаъаьымыз характеритикалара нязярян юдянилмир. 

Шякил 8.21, а вя б-дя тясадцфи просесин ансамбла (чохлуьа) вя 

замана эюря реализасийалары эюстярилмишдир. 

 

 

Шякил 8.21 

а) 

б) 

324 

 

 

 Ергодиклик хцсусиййяти бюйцк практики ящямиййятя маликдир. 

Щяр  щансы  бир  обйектин  чохлуьа  эюря  реализасийаларыны  топламаг 

чятинлик  тюрядярся  (адятян,  яксяр  щалларда  беля  олур),  ергодик 

просес щалында онлары бир узун мцддятли реализасийа иля явяз етмяк 

олар.  Бу  заман  сигналы  мцвафиг  ъищаза  дахил  едяряк  обйектин 

бцтцн иш мцддяти ярзиндя статистик характеристикаларыны щесабламаг 

олар.  

Беляликля, ергодик просесин сонсуз заман интервалында (нязяри 

ъящятъя) олан бир реализасийасы онун ансамбла эюря сонсуз сайда 

реализасийалар чохлуьуну там тяйин едир. 

3. Замана  эюря  орталашдырма. Ергодик  тясадцфи  просесин 

статистик характеристикалары. Беля просесин статистик характеристика-

лары  бир  узун  мцддятли  тяърцбя  (мцшащидя)  нятиъясиндя  алынмыш 

)

t

(

x

 реализасийасы ясасында тяйин едилир (бах, шякил 8.21,б). 

Ергодик просесин статистик характеристикалары заман областында 

тяйин едилир. Йяни, интеграллама дяйишяни х дейил, т-дир. 

Фярз  едяк  ки, 

)

T

,

T

(



  интервалында 

)

t

(

x

  тясадцфи  просесинин 

реализасийасы верилмишдир. Айдындыр ки, орта гиймят: 

 

   







T

T

т

dt

)

t

(

x

T

2

1

m

. 

Беля щесабланмыш 

т

m  кямиййятинин юзц мцхтялиф 

T

2

 узунлу-

ьунда  олан  реализасийалар  цчцн  тясадцфи  кямиййят  олаъагдыр. 

Ялбяття, практики бахымдан интервалын узунлуьу артдыгъа тясадцфи-

лик азалыр. Лакин бизя, 

т

m  тясадцфи кямиййятинин тясадцфи олмайан 

x

m  рийази эюзлямясини щесабламаьа имкан верян ифадя лазымдыр. 

Бу ифадяни алаг. 

т

m -нин дисерсийасы:  

 

   

















T

0

т

2

x

d

)

(

R

)

T

/

1

(

T

2

]

m

[

D

. 

Ергодик  просесдя 







  щалында 

0

)

(

R





  олдуьундан 

325 

 





T

 щалында хята 

0

2





 сыфыра йахынлашыр. Башга сюзля, 







, 

0

)

(

R





 шярти юдянилярся, мцшащидя интервалы 





T

 олмалыдыр. 

Бу щалда замана эюря орта гиймят даща тясадцфи олмайыб юзцнцн 

x

m  рийази эюзлямясиня йахынлашыр (орта квадратик мянада):  

 

   

x

т

T

T

T

m

]

m

[

M

dt

)

t

(

x

T

2

1

lim

M





























. 

Беляликля,  нязяри  мцддяаларда  тясадцфи  кямиййятин  заман 

реализасийасы  бир-бириня 



йапышдырылмыш



  2Т  интервал  узунлуглу  вя 

бцтцн заман охуну тутан реализасийалар шяклиндя тясяввцр олунур. 

1. Рийази эюзлямя. Сонлу 2Т интервалында (орта гиймят): 

       







T

T

т

dt

)

t

(

x

T

2

1

m

; 

сонсуз интервалда:  

 

   











T

T

T

x

dt

)

t

(

x

T

2

1

lim

m

. 

(8.20) 

Просес ергодик олдуьундан 

x

x

m

~

m



,

x

x

D

~

D



, 

x

x

K

R



.   

2. Дисперсийа:  

 

 















T

T

x

T

o

x

dt

]

m

)

t

(

x

[

T

2

1

lim

)]

t

(

x

[

M

D

. 

(8.21) 

3. Автокоррелйасийа функсийасы (мяркязляшдирилмиш):  

     

. 

     

          





























T

T

x

x

T

o

o

x

dt

]

m

)

t

(

x

][

m

)

t

(

x

[

T

2

1

lim

)]

t

(

x

)

t

(

x

[

M

)

(

R

 

(8.22) 

4. Гаршылыглы коррелйасийа функсийасы:  

326 

 

      

. 

     

          





























T

T

y

x

T

o

o

xy

dt

]

m

)

t

(

y

][

m

)

t

(

x

[

T

2

1

lim

)]

t

(

y

)

t

(

x

[

M

)

(

R

  (8.23) 

Мцшащидяляр 2Т интервалында апарылдыгда 

lim

ишарясини нязяр-

дян атмаг лазымдыр. 

Бу ифадялярдя 

x

o

m

)

t

(

x

)

t

(

x





 мяркязляшмиш дяйишян адланыр 

вя  тясадцфи  просесин  сыфыра  нязярян  вязиййятини  характеризя  едир. 

Беля  ки, 

)

t

(

x

  сигналы 

x

m   иля  бирликдя  юлчцлдцйцндян  ондан 

x

m  

кямиййятини  чыхсаг,  алынмыш 

)

t

(

x

o

  просеси  сыфыра  нязярян  мяркяз-

ляшяъякдир  (бах,  шякил  8.17). 

1

2

t

t







  ики  заман  аны  арасындакы 

мцддятдир.  Коррелйасийа  функсийалары  мяркязляшдирилмиш  олмайа 

да биляр. 

Гейд  едяк  ки,  автокоррелйасийа  функсийасындан  фяргли  олараг 

гаршылыглы  коррелйасийа  функсийасы 

)

(

R

)

(

R

xy

xy











  олдуьундан 

тяк функсийадыр вя 

)

0

(

R

)

0

(

R

|

)

(

R

|

y

x

xy





 . 

Шякил  8.22-дя  типик  коррелйасийа  функсийаларынын  графикляри 

эюстярилмишдир. 

 

 

Шякил 8.22 

   

Яэяр гаршылыглы коррелйасийа функсийасы  Х вя Й тясадцфи  про-

сесляри арасында статистик ялагяни характеризя едирся, автокоррелйа-

сийа  функсийасы 

)

(

R

x



  ейни  тясадцфи  Х  просесинин  заман  цзря 

327 

 

мцхтялиф  гиймятляри  арасындакы  ялагяни  характеризя  едир.  Башга 

сюзля, инди баш вермиш щадисянин сонракы заман анларында баш веря 

биляъяк щадисяйя ня дяряъядя тясир етмясини характеризя едир. Бу 

мянада,  коррелйасийа  функсийасы  просесин  йаддашынын  дяринлийини 

характеризя едир.   

Бир чох щалларда нормалашдырылмыш коррелйасийа функсийаларын-

дан истифадя етмяк ялверишли олур: 

 

   

)

0

(

R

)

(

R

)

(

R

x

x

N

x







 , 

(8.24) 

 

   

)

0

(

R

)

0

(

R

)

(

R

)

(

R

y

x

xy

N

xy







 . 

(8.25) 

Эюрцндцйц  кими, 

0





  щалында 

1

)

0

(

R

,

1

)

0

(

R

N

xy

N

x





  олду-

ьундан мцхтялиф тясадцфи просесляр цчцн нормалашдырылмыш коррел-

йасийа функсийаларыны мцгайися етмяк мцмкцндцр. 

Реал статистика ясасында гурулмуш коррелйасийа функсийаларынын 

ашкар аналитик йазылышы чох мцряккяб олдуьундан онлары шякил 8.23, 

а вя б-дя эюстярилмиш 

     

|

|

x

x

e

D

)

(

R











 , 













cos

e

D

)

(

R

|

|

x

x

 

функсийалары иля апроксимасийа едирляр.  

 

 

                            а)                                          б) 

Шякил 8.23 

   

Аь  кцй  адлы  тясадцфи  просес  истянилян  ики  гиймятляри  арасында 

ялагяси  олмайан  просесдир.  Бу  просес  реал  тясадцфи  просеслярин 

идеаллашдырылмыш  модели  олуб  тянзимлямя  системляринин  компцтер 

симулйасийасында эениш истифадя олунур. 

328 

 

Мяркязляшдирилмиш  аь  кцйцн  коррелйасийа 

функсийасы  шякил  8.24-дя  эюстярилмишдир:  Рийази 

йазылышы: 

            























 .

 

яэяр  

          

, 

яэяр  

      

0

0

0

)

(

)

(

R

x

 

Бурада 

)

(





  сащяси  ващидя,  амплитуду  ися   

сонсузлуьа бярабяр олан идеал импулсдур. Мялум 

олдуьу  кими,  беля  импулс  Диракын  делта-функсийасы  олуб  цмуми-

ляшдирилмиш функсийалар синифиня аиддир. 

 

8.8. Тясадцфи  просесин  коррелйасийа  функсийасынын  тяърцби 

мцшащидя ясасында тяйини   

 

Физики  тядгигатларда 

0

t



  олдуьундан  (8.22)  ифадяси  ашаьыдакы 

шякилдя йазылыр: 

 

   

dt

)

t

(

x

)

t

(

x

T

1

)

(

R

T

0

x











 . 

(8.26)

 

Бу ифадя ясас щесаблама дцстурудур. (8.26) ифадясинин дягиг-

лийи  Т  мцшащидя  мцддятинин  узунлуьундан  асылыдыр.  Биринъиси,  Т 

тядгиг  олунан  обйектин  мяхсуси  кечид  просесляринин  сюнмя 

k

T  

мцддятиндян чох бюйцк эютцрцлмялидир: 

k

T

T





. Икинъиси, (8.26) 

интегралы параметрдян асылы олан интегралдыр. Бу щалда параметр 



 

кямиййятидир. 

)

(

R

x



  графикинин 

)

(

R

i



  ординатларыны  щесабламаг 

цчцн  интеграл 



  параметринин 

]

,

0

[

max







  интервалындан  эютцрцл-

мцш мцхтялиф 

i



 гиймяти цчцн щяр дяфя йенидян щесабланмалыдыр. 

Демяли,  бир 

)

(

R

i



  гиймятини  щесабламаг  цчцн  Т  мцддяти  тяляб 

олунур.  Яэяр  10  сайда 

10

2

1

,

,

,









 

)

(

R

i



  ординатларыны  щесабла-

маг  лазымдырса,  цмуми  мцшащидянин  вахты 

T

10





  олмалыдыр. 

Бундан  башга 

max

i







  йахынлашдыгъа 

)

t

(

x





  сцрцшдцрцлмцш 

дяйишянинин  Т  интервалындан  чыхмасы  тез  баш  верир.  Бу  сябябдян 

бюйцк 



-лар  цчцн 

)

(

R

i



  ординатларынын  щесабланма  хятасы  артыр. 

 

Шякил 8.24

 

329 

 

Хятаны азалтмаг цчцн 

max

T







, мясялян,

max

10

T





 гябул едир-

ляр. 

Коррелйаторлар. Ифадя (8.26) ясасян щесабламалары автомат-

лашдырмаг  цчцн  коррелйатор  адланан  гурьулардан  истифадя  едирляр. 

Коррелйаторун садяляшдирилмиш схеми шякил 8.25-дя эюстярилмишдир. 

Шякилдян эюрцндцйц кими, коррелйатор тякрарланма периоду Т 

олан  импулс  типли  ъищаздыр.  Чыхыша 

)

(

R

i



  амплитудларыны  щамарла-

маг цчцн екстраполйатор гошмаг олар.  

Щесабламалар 

0

t



-дан  дейил, 





t

  анындан  башланыр. 

0

)

t

(

x







, 

]

,

0

[

t





 гябул етмяк олар. Йяни интегралын ашаьы сяр-

щяддини 





t

 гябул етмяк лазымдыр. Бу хцсусиййяти нязяря алсаг, 

Т-ни бир гядяр дя бюйцк эютцрмяк лазымдыр.  

 

 

Шякил 8.25 

 

Гаршылыглы 

)

(

R

xy



  коррелйасийа  функсийасыны  да  аналожи  схем 

цзря щесабламаг олар. Бу щалда 2 вурма блокунун икинъи эиришиня 

)

t

(

y

 сигналыны вермяк лазымдыр. Шякилдя, 1 – лянэитмя блоку, 3 – 

интеграллайыъыдыр. 

Дискрет щал.  Щесабламалары  рягям  щесаблама  машынында 

апармаг цчцн Т интервалында 

)

t

(

x





 вя 

)

t

(

x

 мялуматлары щяр 

t



 

квантлама  аддымындан  бир  гябул  олунур.  Йцксяк  тезликли  щармо-

никалары 



тутмаг



 цчцн 

t



 кифайят гядяр кичик эютцрмяк лазымдыр. 

Бу  щалда  ъари  вахт   

t

k

t





, 

N

,

,

2

,

1

,

0

k





,  мцшащидя  мцддяти 

t

N

T





,  сцрцшдцрмя  вахты 

t

i

t







, 

M

,

,

1

,

0

i





t



-нин  там 

мислиня бярабярдир. Бурада 

t

/

M

max







. 

Дискрет  щалда  (8.26)  дцстуруну  щяр  бир  и  ординатыны  щесабла-

330 

 

маг цчцн ашаьыдакы шякилдя йазмаг олар: 

 

)

t

k

(

x

)

t

i

t

k

(

x

N

1

)

t

i

(

R

N

i

k

x

























, 

M

,

,

1

,

0

i





 

(8.26)

 

Сцрцшдцрцлмцш 

t

)

i

k

(

x





 дяйишяниндя мянфи аргумент алын-

мамасы цчцн ъямлямя 

i

k



 гиймятиндян башлайараг апарылыр. Фи-

зики  олараг,  бу  хцсусиййят  о  демякдир  ки,  бу  сигнал 



  гядяр 

эеъикдийиндян  онун  мейдана  чыхмасы  цчцн 





t

  мцддят  эюзля-

мяк  лазымдыр.  Бу  щал  яввялдя  бахдыьымыз  фасилясиз  вариантда  да 

юз гцввясини сахлайыр. Йяни интегралын ашаьы сярщяддини 

0

t



 де-

йил, 





t

  эютцрмяк,  йухары  сярщяддиня 



  ялая  етмяк  лазымдыр: 





T

. 

Коррелйаторларын тятбигиня аид бир мисала бахаг.