ВВЕДЕНИЕ
Эта книга представляет собой существенно переработанное и расширенное издание нашей книги, вышедшей в 1971 г. которая, в свою очередь, является значительно переработанным вариантом нашей книги «Measurement and Analysis of Random Data», впервые опубликованной в 1966 г. В данное издание вошли более совершенные и современные методы измерения и анализа случайных процессов, в которых отражены последние достижения в области построения моделей, оценки статистических ошибок, методов сбора данных и вычислительных алгоритмов. Первые четыре главы содержат основные сведения, необходимые для чтения книги, и охватывают интуитивные предпосылки теории, свойства линейных систем, основы теории вероятностей и математической статистики и в целом совпадают по содержанию с аналогичным материалом, имеющимся в издании 1971 г. В гл. 5 подробно обсуждаются стационарные случайные процессы, причем основные понятия излагаются более полно и включены новые разделы, например раздел, посвященный производным от случайных процессов. В гл. 6 и 7 выводятся и детально анализируются соотношения, связывающие входные и выходные процессы одномерных и многомерных линейных систем. Особое внимание здесь уделяется современным методам анализа, которые появились за время, прошедшее с момента выхода предыдущего издания книги. Далее в гл. 8 и 9 выводятся формулы для статистических ошибок, присущих разнообразным оценкам параметров, в том числе и тем довольно сложным оценкам, для которых такие формулы в 1971 г. еще не были получены. Гл. 10 и 11 посвящены изложению современных методов сбора и цифровой обработки данных с включением дополнительного материала, относящегося к обработке входных и выходных процессов многомерных линейных систем с помощью эффективных итерационных алгоритмов. Гл. 12, посвященная нестационарным процессам, полностью переработана и значительно расширена. Особое внимание в ней уделяется различным способам спектрального описания нестационарных процессов и
выводу соотношений, связывающих вход и выход линейных систем в случае нестационарных входных процессов и(или) линейных систем с зависящими от времени параметрами. Гл. 13 содержит совершенно новый материал, касающийся преобразования Гильберта и его применений, который вообще отсутствовал в предыдущих изданиях. Для удобства читателя в книгу включены приложения . В приложении А приводится ряд статистических таблиц, облегчающих пользование книгой, а приложение Б содержит краткие определения основных понятий, относящихся к области анализа случайных процессов, что может способствовать стандартизации терминологии в этой области.
Как и издание 1971 г., данная книга задумана прежде всего как справочное пособие для практически работающих инженеров и ученых. Кроме того, авторы стремились дать полное теоретическое введение к своей книге «Engineering Applications of Correlation and Spectral Analysis», вышедшей в 1980 г., имеющей прикладную направленность. Вторая наша цель — дать учебное пособие студентам, специализирующимся в данной области, поэтому в конце каждой главы помещены задачи. Предполагается, что читатель знаком с основами математического анализа и прикладными аспектами теории преобразований Фурье. Желательно также знакомство с основными понятиями теории линейных систем, теории вероятностей и математической статистики, хотя в первых главах книги и дается краткий обзор этих предметов.
Хочется выразить признательность многим нашим коллегам и сотрудникам за помощь в работе над книгой. Мы особенно благодарны Дж. Ричману, просмотревшему часть, рукописи и сделавшему полезные замечания. Мы благодарим также правительственные учреждения и частные компании, оказавшие поддержку нашей работе, а также Калифорнийский университет, Институт повышения квалификации и другие организации, которые поддержали наши семинарские занятия по данной тематике. Наконец, мы признательны Б. Кларк, И. Салазер и Ф. Паррис за их тщательную работу по оформлению рукописи.
Лос-Анджелес, Калифорния, Джулиус С. Бендат,
январь 1986 г. Алан Дж. Пирсол