labview随机数序列_labview创建随机数的多种方法之一

随机数多用于仿真过程中&＃xff0c;LABVIEW作为一种编程语言&＃xff0c;特别适合于仿真过程&＃xff0c;因此&＃xff0c;与常规语言不同&＃xff0c;直接提供了多种创建随机数和随机数序列的方法。但是由于侧重点的不同&＃xff0c;LABVIEW在多个函数选板中&＃xff0c;提供了多种不同的函数&＃xff0c;下面大概总结一下。

一、伪随机数发生器

在LABVIEW数值函数选板中&＃xff0c;提供了一个随机数发生器函数&＃xff0c;返回一个0-1之间的伪随机数。常规语言中都提供了类似的RAND函数&＃xff0c;LV的帮助文件中对该函数没有细节方面的描述。

该函数与常规语言的RAND函数也有不同之处&＃xff0c;常规语言的RAND函数一般可以自行选择种子&＃xff0c;对于相同的种子&＃xff0c;执行相同的算法&＃xff0c;因此会返回相同的随机数。

默认的种子通常是系统时钟&＃xff0c;估计LABVIEW也是如此。但是LABVIEW函数内部可能是在首次调用时使用系统时间作为种子&＃xff0c;再次调用时可能内部使用了前一次的结果作为种子&＃xff0c;因为接近相同时刻函数不会返回相同的随机数&＃xff0c;如下图所示。

二、任意范围的随机数发生器

LV提供的随机数发生器返回的0-1之间的双精度随机数&＃xff0c;实际应用中经常需要的是指定范围的随机数&＃xff0c;这可以通过简单的线性运算实现&＃xff0c;如下图所示。

三、均匀白噪声

均匀白噪声是一组离散的随机数&＃xff0c;随机数的平均值为0&＃xff0c;随机数序列的预期标准偏差

是幅值的0.577倍。

µ &＃61; E{x} &＃61; 0

通过LV的随机数发生器&＃xff0c;可以很容易生成这样的序列&＃xff0c;满足均匀白噪声的标准&＃xff0c;如下图所示&＃xff1a;

LV在信号生成函数选板中专门提供了几种随机数序列发生器&＃xff0c;包括均匀白噪声、周期性随机噪声、高斯噪声、二项式分布的噪声等等&＃xff0c;如下图所示。

信号生成模板的几种噪声生成函数使用方法十分类似&＃xff0c;下面以均匀白噪声为例&＃xff0c;重点分析一下它的用法。

均匀白噪声生成信号函数使用非常简单&＃xff0c;但是特别要注意种子和初始化输入端子的用法&＃xff0c;该函数可以设置种子值&＃xff0c;为-1时表示使用内部随机种子。内部随机种子调用的是基本的随机数发生器函数&＃xff0c;由于基本的随机数发生器函数使用内部时钟作为种子&＃xff0c;所以使用默认随机数种子时&＃xff0c;均匀白噪声实质上是系统时钟相关的。

初始化端子如果为TRUE,每次调用时都可以更新种子值&＃xff0c;如果为FALSE,则连续调用时使用前一次生成的种子值&＃xff0c;看一下该函数的程序框图。

在给定种子时&＃xff0c;因为遵循同样的算法&＃xff0c;所以相同种子值返回的随机数序列是相同的&＃xff0c;如下图所示:

三、正态分布随机数序列

所谓正态分布随机数序列&＃xff0c;就是要求随机数序列必须满足平均值和标准方差的要求&＃xff0c;并呈正态分布。

伪随机序列的期望均值µ和期望标准偏差

是

µ &＃61; E{x} &＃61; 0

&＃61; [E{x – µ}2]1/2 &＃61; s

伪随机序列产生约290个采样后才会出现重复。

下面创建一个正态分布随机数序列&＃xff0c;并计算它的均值和标准方差。

信号生成选板中还提供了其它几种噪声函数&＃xff0c;这里就不再详细讨论了&＃xff0c;下一篇文章中介绍波形函数选板中的几种随机数发生器&＃xff0c;以及概率函数选板中的随机数发生器&＃xff0c;这些随机数发生器都是以信号噪声函数为基础的&＃xff0c;在此基础上进一步实用化。