Устройство для прогнозирования состояния технических объектов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (11) Ю 1) С 06 Р 15/46 ВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ ГОСУД АРСПО ДЕЛ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ .ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ,содержащее блок сравнения, блок возведения в степень, блок индикации,блок управления, первый блок умножения, выходы которого соединены с первыми входами первого сумматора, первые выхады первого блока деленияподключены к первым выходам блока вычитания, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повьппения точности и достоверности значений прогнозируемых параметров, оно содержитаналого-цифровой преобразователь,счетчик импульсов, счетчик числаизмерений, счетчики измеренных значений, первый и второй блоки памяти,второй блок умножения, второй сумматор, второй блок деления, блоксогласования, причем первый выходблока управления подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, блока согласования и к первому входу счетчика импульсов, второйвыход - к первому входу счетчикачисла измерений, третий выход - кпервому входу второго блока памяти, четвертый выход - к второмувходу счетчика числа измерений,к первым входам счетчиков измеренных значении и к второму входу второго блока памяти, пятый выход - к первому входу первого блока памяти, первый вход - к первому входу второго блока деления, а второй вход к первому выходу счетчика числа измерений и первому входу блока индикации, а третий вход - к выходу блока сравнения, второму входу блока индикации, первый выход аналого-цифрового преобразователя соединен с вторым входом счетчика импульсов, второй выход - с третьим входом счетчика импульсов и третьим входом счетчика числа измерений, второй выход которого соединен с первыми вхо- Й дами первого и второго блоков деления, третий выход - с четвертым входом блока управления и вторым С входом блока согласования, третий, вход которого соединен с вторым выхо- Я дом первого блока деления первый вы- Э еЭвшй ход-с вторым входом первого блока памяти и с вторыми входами счетчиков измеренных значений, второй выход - с вторым входом первого сумматора, третий выход - с вторым входом первого блока деления, четвертый выход - с вторым входом блока вычитания и третьим входом первого блока памяти, пятый выход - с первым входом блока возведения в степень, шестой выход - с первыми входами второго блока умножения и третьими входами счетчиков; измеренных значений, седьмой выход - с первым входом второго сумматора, а восьмой выход - с вторым входом второго блока деления, выходы счетчика импульсов соединены с четвертыми входами счетчиков измеренных значений, выходы которых связаВторой 12 блок деления производит деление результата, полученного вторым 11 блоком суммирования, на число проведенных измерений, в результате получаем значение 5М 1- К ) фп.МВторой 14 блок памяти предназначен для записи и хранения и -разряд О ного числа, заданного блоком 17 уп 2 равления которое соответствуете иэ"УЗад меряемого параметра.Блок 13 сравнения производит сравнение значения 62, полученного в 15 результате вычислений, со значением 6 , записанного во втором блоке 14 памяти,Блок 15 индикации осуществляет индикацию и печать среднего значе ния измеряемого сигнала, удовлетворяющего заданной точности и достоверности. Блок 18 согласования предназначен для обеспечения согласованной работы блоков устройства. Он представляет собой двоичный суммирующий счетчик, его блок-схема представлена на фиг.11. Блок 18 согласования работает следующим образом. С приходом команды, поступающей ка второй вход 162 блока (на первый вход триггера 78) от счетчика 16 числа измерений, триггер 78 устанавливается в единичное состояние, при этом элемент И 76 открывается и импульсы с генератора 89 импульсов начинают поступать. через элемент И 76 на вход триггера 79. С приходом первого импульса триггер 79 установливается в единич- фо ное состояние. С прямого вьжода триггера 79 снимается команда с выхода 164 на выдачу информации первым блоком Ь памяти и информации, записанной счетчиком 3 измеренньм значений, С приходом второго импульса от генератора 89 импульсов переходит в единичное состояние триггер 80. При этом запрещается выдача сигнала, снимаемого с прямого выхода триг гера 79 (закрыт элемент И 88),и выдается команда на второй 19 выход. С приходом третьего импульса от генератора 89 импульсов в единичное состояние переходит триггер 81, который запрещает выдачу команды, снимаемой с прямого выхода триггера 80, и выдает команду на выход 20 для пуска блока 7 деления. С приходомимпульса "Конец деления" на вход163 от блока 7 триггер 82 устанавливается в единичное состояние.С прямого выхода триггера 82 снимается команда, которая поступаетна выход 21. С приходом следующихимпульсов от генератора 89 импульсов поочередно устанавливаются в единичное состояние триггеры 83-86, спрямых выходов которых снимаютсякоманды на пуск соответствующихблоков устройства,Блок 17 управления представленна фиг.12, В его состав входит узел90 пуска, представленный на фиг.13,Блок 17 управления работает следующим образом. С включением переключателя 102 "Пуск" в узле 90пуска блока 17 управления происходит следующее:срабатывает реле 99 и становитсяна саяоблокировку через свой замкнувшийся контакт 100,триггер 98 устанавливается в нулевое состояние;на узел 91 хранения программы выдается команда на ввод программы.Узел 91 хранения программы производит засылку исходных данных в блоки 6, 14 и 16 устройства. При задании программы с четвертого выхода узла 91 хранения программы снимается сигнал, который через элемент ИЛИ 97 закрывает элемент И 94 и устанавливает блоки 3,14 и 16 устройства в исходное состояние. По окончании задания программы элемент И 94 открывается и импульсы от генератора 103 импульсов через элементы 93,96 и 94 про. изводят пуск аналого-циФрового преобразователя 1. При этом частота следования импульсов генератора 103импульсов подобрана таким образом, что аналого-цифровой преобразователь 1 в период следования одного тактового импульса успевает преобразовать входной сигнал. При достижении числа измерений М= м ., с вьжода счет. чика 16 числа измерений на вторые входы элементов И 92 и 93 подается сигнал, который закрывает элементИ 93 и открывает элемент И 92. При этом команда на пуск аналого-цифрового преобразователя 1 подаетсяимпульсом "Конец деления", снимаемого с первого выхода блока 12 приокончании цикла работы устройстваи поступающего на вход 125. Пусканалого-цифрового преобразователяпрекращается при поступлении сигнала на вход 128, вырабатываемого приусловииМ=Нщ, или при наличии 9 сигнала на входе 127 от блока 13 сравнения. Этот сигнал через элемент ИЛИ 95переводит триггер 98 в единичное.состояние. Сигнал с прямого выхода триггера 98 через элемент ИЛИ 97 закры Овает элемент И 94При этом сигналом, снимаемым с выхода 132, блоки36 и 14 устанавливаются в исходноесостояние. Для измерения следующегопараметра повторно включается переключатель 102 "Пуск", при этом узел91 хранения программы вводит в блоки 6, 14 и 16 новые исходные данные,характеризующие следующий измеряемый параметр. 20 Устройство работает следующим образом.С нажатием переключателя 102"Пуск" в блоке 17 управления начинаг 5 ется ввод программы, при этом в счетчик 16 числа измерений вводятся пределы измерений Н . , М, во второй, Мблок 14 памяти задается значение 6 в первый блок 6 памяти зэдаютм 4 30 ся нормированные значения и -разрядных чисел. По окончании задания программы блок 17 управления выдает команду на пуск аналого-цифрового преобразователяс частотой генератора 103 импульсов. При этом импуль- З 5 сы, полученные в результате преобразования, поступают на вход 104 счетчика 2 импульсов. Импульс ".Конец преобразования" с аналого-цифрового преобразователя 1 поступает на второй 40 105 вход счетчика 2 импульсов, обеспечивая появление импульса на его-м выходе, соответствующий -й величине измеряемого сигнала, который записывается соответствующим 45 счетчиком 3 измеряемых значений.Импульс "Конец преобразований" с аналого-цифрового преобразователя 1 также поступает на вход 112 счетчика 16 числа измерений. С по явлением сигнала на первом 129 выходе блока 17 управления, поступающего на первый 103 вход счетчика 2 импульсов, его триггеры 26 и 28 устанавливаются в нулевое состояние, на счетный вход счетчика 2 импульсов начинают поступать импульсы. При достижении числа измерений М= М ; , на третьем 15 выходе счетчика 16 измеренных значений появляется сигнал, который, поступая на второй 162 вход блока 18 согласования, обеспечивает его запуск. Сигнал М =М, поступает также на четвертый 128 вход блока 17 управления, с его приходом запуск аналого-цифрового преобразователяпроизводится по окончании циклаработы устройства. Блок 8 согласования выдает управляющие команды, которые обеспечивают согласованную работу блоков устройства. Появление сигнала на первом 164 выходе блока 18 согласования обеспечивает выдачу информации первым 6 блоком памяти и счетчиками 6 измеренных значений, Первый 4 блок умножения производит умножение нормированных значений и -разрядных чисел; поступающих с первого блока 6 памя" ти, на число, соответствующее появлению этих значений, полученное в результате измерений и записанное в счетчиках 3 измеренных значений. Появление сигнала на втором 19 выходе блока согласования 18 обеспечивает пуск первого 5 блока суммирования, Первый 5 блок суммирования производит поразрядное суммирование результатов, полученных первым 4 блоком умножения. Появление сигнала на третьем 20 выходе блока 18 согласования обеспечивает пуск блока 7 деления, Первый 7 блок деления производит деление результатов, полученных первым 5 блоком суммирования, на число проведенных измерений, записанное в счетчике 16 числа измерений. В результате деления получаем среднее значение измеряемого сигнала. Импульс Конец деления", снимаемый с второго 124 выхода первого 7 блока деления, поступает на вход 163, а с него на элемент И 77, блока 18 согласования, при этом триггер 82 переходит в единичное состояние. Появление сигнала на прямомвыходе триггера 82 обеспечивает ,выдачу управляющей команды блокам6 и 7. Блок 8 вычитания производит вычитание из нормированных значений и -разрядных чисел, поступающих спервого 6 блока памяти, значения полученного первым 7 блоком деления В результате получаем нормированные значения отклонений ( х, - х )Появление сигнала на пятом выходе 22блока 18 обеспечивает пуск блока 9 возведения в степень, который возво" дит в квадрат значение х 1- х 1 , Сигнал, снимаемый с б-го выхода 23 бло" ка 18, обеспечивает выдачу информации записанной в счетчиках 3 измеренных значений, и пуск второго 10 блока умножения. Блок 10 производит умножение квадратов нормированных значе.- ний отклонений на число, соответствующее появлению этих отклонений, которое записано в счетчиках 3 измеренных значений. Появление сигнала на седьмом 24 выходе блока 18 обеспечивает пуск второго 11 блока суммирования, который производит суммирование результатов, полученных блоком 10. Появление сигнала на восьмом 25 выходе блока 18 согласования обеспечивает пуск второго 12 блока деления, который производит деление результата, полученного блоком 11 на число проведенных измерений, записанное в счетчике 1 б числа измерений. В результате получаем(,-х 11 и 111ИИмпульс Конец деления" с второго 53 выхода второго блока 12 деления производит пуск блока 13 сравнения. Блок 13 сравнения производит сравне 04533 22ние результата 6 г , полученногоблоком 12 с6 д , поступающегогс второго блока 14 памяти. Если значением Фто блоком 17 управления2выдается команда на пуск аналого-цифрового преобразователя 1. При достижении равенства Ь = 6 , блок 132З ясравнения выдает команду: Эна блок 15 индикации, который 10 производит печать полученного значения х ,на блок 17 управления, которыйпрекращает выдавать команды на пусканалого-цифрового преобразователя 1 15 и устанавливает блоки 6, 14 и 1 б висходное состояние. Блок 17 управления выдает аналогичную команду придостижении равенства М=М, , приэтом блок 15 индикацИя печатает зна чение хс признаком неточен Преимуществом предлагаемого устройства перед известным является то,что оно позволяет определить мини 25 мально необходимое число многократных измерений параметра, удовлетворяющих заданной точности, т.е. уменьпить временные затраты, связанныес этой целью, а также повысить точзр ность прогнозирования состояний технических объектов за счет полученияточных значений прогноэируемыхпараметров,1104533 ны с первыми входами первого блокаумножения, вторые входы которогоподключены к выходам первого блокапамяти и третьим выходам блока вычитания, выходы которого подключены квторым входам блока возведения в степень, выходы которого подключены квторым входам второго блока умножения, третьи входы которого соединены с выходами счетчиков измеренныхзначений, а выходы - с вторыми вхоИзобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано при прогнозировании технического состояния объектов контроля. 5Известно устройство для прогнозирования параметрической надежности узлов радиоэлектронной аппаратуры,содержащее элементы И, счетчики шагов, запрещенных кодов и задания10 числа шагов, шаговый коммутатор, блок анализа и блок установки входных параметров, блок управления, выход которого подключен к управляющим входам блоков перебора реализаций, 15 Формирования тестовых сигналов,моделирования, задания допусков икоммутации, первый вход которого соединен с первым выходом генераторатактовых импульсов, второй выход (20которого подключен к первому входублока коммутации, третий выходк первому входу блока задания допусков. Быход блока коммутации соединен с первым входом блока моделирования, второй вход которого подключен к выходу блока Формированиятестовых сигналов, выход - к второмувходу блока задания допусков, пер- вый выход которого соединен с входом 30 счетчика отказов, блок установки входных параметров своим выходом подключен к третьему входу блока моделирования, первый выход блока перебора реализации через перв ьй ключ соединен с вторым входом блока коммутации, другой вход первого блока объединен с вторым входом блока управления и подключен к дами второго сумматора, выход которого подключен к третьему входувторого блока деления, первый ивторой выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, третий вход которбго подключен к выходу второго блока памяти, а выход первого сумматораподключен к третьему входу первого.блока деления, первый выход которого подключен к третьему входу блока индикации. выходу блока анализа, входы блока анализа подключены к выходам соответствующих элементов И, первые входы которых соединены с вторым выходом блока перебора реализаций, второй вход каждого элемента И подключен к выходу соответствующего счетчика запрещенных кодов, вход каждого иэ которых соединен с соответствующим выходом шагового коммутатора, вход которого соединен с выходом второго ключа, первый вход второго ключа соединен с третьим выходом блока перебора реализаций, второй вход - с вторым выходом блока задания допусков. Быходы счетчика шагов и счетчика задания числа шагов через третий ключ соединены с входом генератора тактовых импульсов, четвертый выход которого подключен к входам блока установки входных параметров и счетчика шагов 1 1.гсдостатком данного устройства является невозможность попучения значений прогнозируемых параметровУ удовлетворяющих требуемой точности и достоверности.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для прогнозирования надежности, содержащее коррелятор, выход которого соединен с первым входом анализатора случайного процесса, а вход является первым входом устройства, анализатор своим вторым входом подключен к первому входу устройства, а выходом - к входу вычислительного блока, выход вычислительного блока соединен с первым вхо1104533Составитель В.Максимов Редактор В.Иванова Техред М.Надь Корректор И.Муска Заказ 526236 Тираж 699 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениИ и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4дом блока возведения в степень,второй вход которого подключен квыходу блока управления, а выход -к первому входу блока произведения,второй вход которого соединен черезблок дифференцирования с вторым входом сумматора, первый вход сумматора подключен к выходу блока управления, а выход через регистрирующий блокк первому выходу устройства, выход 1 Орегистрирующего блока соединен с входом блока сравнения, выход которогоподключен к входу блока управления,один из выходов блока управлениясоединен с первым входом блока деления, второй вход которого являетсятретьим входом устройства, а выходчерез блок вычитания подключен к второму выходу устройства 2.20Недостатком известного устройстваявляется невозможность получениязначений прогнозируемых параметров,удовлетворяющих требуемой точностии достоверности.Целью изобретения является повышение точности и достоверности значений прознозируемых параметров.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для прогнозирования30состояния технических объектов,содержащее блок сравнения, блок возведения в степень, блок индикации,блок управления, первый блок умножения, выходы которого соединены спервыми входами первого сумматора,первые выходы первого блока деленияподключены к первым выходам блокавычитания, введены аналого-цифровойпреобразователь, счетчик импульсов,счетчик числа измерений, счетчики измеренных значений, первый и второйблоки памятй, второй блок умножения,второй сумматор, второй блок деления, блок согласования, причем перч45выи выход блока управления подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, блока согласования и к первому входу счетчикаимпульсов, второй выход - к первомувходу счетчика числа измерений,50третий выход - к первому входу второго блока памяти, четвертый выход -к второму входу счетчика числа измерений, к первым входам счетчиковизмеренных значений и к второму55входу второго блока памяти, пятыйвыход - к первому входу первого,бароха памяти, первый вход - к первому входу второго блока деления, а второй вход - к первому выходу счетчика числа измерений и первому входу блока индикации, а третий вход - к выходу блока сравнения, второму входу блока индикации, первый выход аналого-цифрового преобразователя соединен с вторым входом счетчика импульсов, второй выход - с третьим входом счетчика импульсов и третьим входом счетчика числа измерений, второй выход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков деления, третий выход - с четвертым входом блока управления и вторым входом блока согласования, третий вход которого соединен с вторым выходом первого блока деления, первый выход - с вторым входом первого блока памяти и с вторыми входами счетчиков измеренных значений, второй выход - с вторым входом первого сумматора, третий выход - с вторым входом первого блока деления, четвертый выход - с вторым входом блока вычитания и третьим входом первого блока памяти, пятый выход - с первым входом блока возведения в степень, шестой выход - с первыми входами второго блока умножения и третьими входами счетчикоь измеренных значений, седьмой выход - с первым входом второго сумматора, а восьмой выход - с вторым входом второго блока деления, выходы счетчика импульсов соединены с четвертыми входами счетчиков измеренных значений, выходы которых связаны с первыми входами первого блока умножения, вторые входы которого подключены к выходам первого блока памяти и третьим выходам блока вычитания, выходы которого подключены к вторым входам блока возведения в степень, выходы которого подключены к вторым входам второго блока умножения, третьи входы которого соединены с выходами счетчиков измеренных значений, а выходы - с вторыми входами второго сумматора, выход которого подключен к третьему входу второго блока деления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, третий вход которого подключен к выходу второго блока памяти, а выход первого сумматора подключен к третьему входу первого блока деления, первый1104533 бвыраженная через функцию Лапласа, имеет вид выход которого подключен к третьемувходу блока индикации.На достоверность результатов,полученных при прогнозировании технического состояния объектов диагностирования,оказывают влияние множество внешних и внутренних факторов.К ним относятся помехи, возникающиев объекте, погрешности измерительныхцепей и оператора, влияние различйого рода случайных воздействий. Длятого, чтобы повысить точность прогнозирования состояния технических объектов и достоверность принятия решения,необходимо провести многократные иэ 15мерения прогнозируемых параметров.В ходе прознозирования невозможнополучить точное совпадениетеоретически рассчитанной величиныпрогнозирования с практически полу 20ченной величиной, поэтому вполне закономерным является выделения областизначениИ прогноэируемого параметра,в которой он будет находиться с задан 25ной вероятностью. Вероятность отклонения прогнозируемого параметра отсвоего среднего значения на величину где,6 0,99 0,99 50 0,90 ичины возможных случа йных воздейст еобходимоебразом, чем больше отноотклонение (меньше 6 ) ем с большей вероятностью 5 дет со ть рассматриваемую величину,Иэ формулы (2) видквадратическое отклонется с ростом числа -ина среднеквадратическизмеряемого параметраброса его значений,Для того, чтобы оббуемую достоверностьнеобходимо, исходе изнить условие ах о, что средне ние уменьшамерении, величиго отклонениязависит спечить трерогноэированиятаблицы выполОЗа СЛедовательно, нобходимо провести ерений 1 протра, при котором5 4 б3 о такое количество иэмгноэируемого параметреб Практически, для каждого прогноэируемого параметра, учитывая веверждать, что интервал Р( - Е с хх+Е) =2 ф(ЕУй: гФ(Ц,измеренное значение прогнозируемого параметра,среднее значение (математическое ожидание)прогноэируемого параметрасреднеквадратическое отклонение параметра число измерений,число, определяющее пояление значений соответствующих х; в реэульт те проведения и изме рений.це приведены значения верной вероятности Рд = х - й с х ( х1 6) в зависимости от относительного отклонения,вии, можно установить количество измеренийНтр пределахЪ Если количество ИзмеРении М еб обеспечивает выполнение условия 6(д , то полученное значение прогнозируемого параметра следует считать удовлетворяющим требуемой досто:верности и на этом закончить его ,измерение,На фиг.1 представлена блок-схема устройства на фиг.2 - схема счетчика импульсов.; на фиг.3 - схема счетчика измеренных значений; на фиг.4 схема счетчика числа измерений; на фиг,5 - схема первого блока суммирования; на фиг,б - схема первого блока умножения; на фиг.7 - схема первого блока деления; на фиг. 8- схема регистра остатка первого блока деления; на фиг,9 - схема1104533 Блок 18 согласования (фиг.11) содержит элементы И 76-78, триггеры 78-86 элементы И 87, элементы И 88 с одним инверсным входом и генератор 89 импульсов.Блок 17 управления (фиг. 12) содержит узел 90 пуска, узел 91 хранения программы.Узел 90 пуска (фиг,13) содержит элемент И 92, элемент И 93 с одним инверсным входом, элемент И 94, элементы ИЛИ 95-97, триггер 98, реле 99 с первым 100 и вторым 101 контактами, переключатель 102 "Пуск".Блок 17 (фиг.12) содержит также генератор 103 импульсов.Счетчик 2 имеет входы 104 и 105, счетчик 3 - входы 106-109, счетчик 16 входы 110-112 и выходы 113-115, сум" матор 5 - входы 116 и 117, блок 4 входы 118 и 119, блок 7 - входы 120- 122 и выходы 123 и 124, блок 17 - вхо ды 125-128 и выходы 129-133, блок 8 - входы 134-136 и выход 137, блок 6 входы 138-140 и выход 141, блок 9 " входы 142 и 143, блок 10 - входы 144-146, сумматор 11 - входы 47 и 148, блок 12 - входы 149-151 и выходы 52 и 153, блоК 13 - входы 154-156 и выход 157, блок 14 - входы 158 и 159 и выход 160, блок 18 - входы 161 163 и выход 164, регистр 46 - выходы 165-168 и выход 169, узел 49 входы - 170-172 и выход 173, узел 52- входы 174 и 175 и выходы 176-179, регистр 46 - выход 180, узел 90 - вход 181 и блок 15 - входы 182-184.Первый выход аналого-цифрового преобразователя 1 соединен с вторым 104 входом счетчика 2 импульсов, второй выход - с третьим входом счетчика 2 импульсов и третьим 112 входом счетчика 16 числа измерений, а первый вход - с первым 129 выходом блока 17 управления. Первый 103 вход счетчика 2 импульсов подключен к первому 29 выходу блока 17 управления, а выходы соединены с четвертыми 09 входами счетчиков 3 измеренных значений. узла коммутации первого блока деления на фиг.10 - схема местногоузла управления первого блокаделения; на фиг.11 - схема блокасогласования; на фиг.12 - схема 5блока управления; на фиг.13схема узла пуска блока управления.Устройство. содержит (фиг.1) аналого"цифровой преобразователь 1,счетчик 2 импульсов, счетчик 3 изме- Оренных значений, первый 4 блок умножения, первый 5 блок суммирования,первый 6 блок памяти, первый 7 блокделения, блок 8 вычитания, блок 9возведения в степень, второй блок 10 5умножения, второй сумматор 11, вто"рой блок 12 деления, блок 13 сравнения, второй блок 4 памяти, блок 15индикации, счетчик 16 числа измерений, блок 17 управления и,блок 18 20согласования с выходами 19-25.Счетчик 2 импульсов (фиг.2) содержит триггеры 26, элементы И 27,триггеры 28,элемент ИЛИ 29, элемент И 30 с одним инверсным входоми элемент И 31.Счетчик 3 измеренных значений(фиг.4) содержит триггеры 35, элементы И 36 и 37, элемент ИЛИ 38,триггеры 39 и 40 и элемент И 41.Первый сумматор (фиг.5) содержитдвоичный сумматор 42.35Первый блок 4 умножения (фиг.6) со.держит двоичный полусумматор 43, двоичный сумматор 44 и сумматор 45.Первый блок 7 деления (фиг.7) содержит регистр 46 остатка, регистр 47 дещлителя, регистр 48 частного, первый49 и второй 50 узлы коммутации, сумматор 51, местный узел 52 управления,линии 53-57 задержки, элементы ИЛИ58-61 и элемент И 62.Регистр 46 остатка (фиг.8) содержит элемент И 63, триггер 64 и элемент И 65. Первый узел 49 коммутации (фиг.9) содержит элемент И 66, элемент И 67 с одним инверсным входом и элемент ИЛИ 68.Местный узел 52 управления (фиг. 10) содержит элемент И 69 с одним инверсным входом, элемент И 70, элемент И 71 с одним инверсным входом, триггеры 72 и 73, элемент И 74 и линию 75 задержки.,Первые 106 входы счетчиков 3 измеренных значений подключены к четвертому 132 выходу блока 17 управления, вторые 107 входы - к первому 164 выходу блока 18 согласования, третьи 108 входы - к шестому 23 выходу блока 18 согласования, а выходы - к первым 118 входам первого 4блока умножения и третьим 145 входам второго 10 блока умножения. Вто. рые 19 входы первого 4 блока умножения соединены с выходами 141 первого блока памяти, а выходы - с первыми 116 входами первого 5 сумматора, второй 117 вход которого подключен к второму 19 выходу блока 18 согласования. Выход первого 5 сумматора соединен с третьим 122 вхо О дом первого 7 блока деления. Первый 138 вход первого блока памяти подключен к пятому 133 выходу блока 17 управления, второй 139 вход - к первому 164 выходу блока 18 согласо вания, третий 140 вход - к четвертому 21 выходу блока 18 согласования, а выходы 141 - к третьим 136 входам блока 8 вычитания, Первый 120 вход первого 7 блока деле О ния соединен с вторым 114 выходом счетчика 16 числа измерений, второй 121 вход - с третьим 20 выходом блока 18 согласования, первый 123 выход - с первыми 134 входами 25 блока 8 вычитания и третьим 184 входом блока 15 индикации, второй 124 выход - с третьим 163 входом блока 18 согласования, Второй 135 вход блока 8 вычитания подключен к30 четвертому 21 выходу блока 18 согласования, а выходы 137 - с вторыми 143 входами блока 9 возведения в степень, Первый вход 142 блока 9 возведения в степень соединен с пятым 22 выходом блока 18 согласования, а выходы - с вторыми 145 входами второго блока 10 умножения. Первые 144 входы второго 10 блока умножения подключены к шестому 23 выходу блока 18 согласования, а выходы - к вторым 148 входам второго 11 сумматора. Первый 147 вход второго 11 сумматора соединен с седьмым 24 выходом блока 45 18 согласования, выход - с третьим 151 входам второго 12 блока деления. Первый 149 вход второго 12 блока деления подключен к второму 114 выходу счетчика 16 числа измерений,50 второй .вход 150 - к восьмому 25 выходу блока 18 согласования, первый выход 152 - к первому 154 входу блока 13 сравнения и к первому 125 входу блока 17 управления, второй 153 выходк второму 155 входу блока 13 сравне 55 ния.Третий 156 вход блока 13 сравнения соединен с выходом 160 второго 14 блока памяти, а выход 157 - с вторым183 входом блока 15 индикации и ктретьему 127 входу блока 17 управления. Первый 158 вход второго блока 14памяти подключен к третьему 131 выходублока 17 управления, второй 159вход - к четвертому 138 выходу бло"ка 17 управления.Первый 182 вход блока 15 индикации соединен с первым 113 выходомсчетчика 16 числа измерений, Первый 110 вход счетчика 16 числа измерений подключен к второму 130 выходу блока 17 управления, второй 111вход - к четвертому 132 выходу блока 17 управления, первый 113 выход - с вторым 126 входом блока 17управления, третий 115 выход - к четвертому 128 входу блока 17 управления и к второму 162 входу блока 18согласования, Первый выход 129 блока 17 управления соединен с первым161 входом блока 18 согласования.Счетчик 2 импульсов предназначен для накопления импульсов, поступающих на его второй 104 вход с первого выхода аналого-цифрового преобразователя 1. Число накопленных импульсов будет пропорционально величине входного сигнала,Триггеры 26 в счетчике 2 импульсов предназначены для подсчета импульсов, соответствующих детерминированной величине измеряемого сигнала.Триггеры 28 предназначены для накопления импульсов, появляющихся в результате влияния на измеряемый параметр случайных воздействий. С помощью логических элементов 29-31обеспечивается чоявление .импульсатолько на 1 -м 1: 1, и ) выходесчетчика 2 импульсов, соответствующем 1 -й величине измеряемого сигнала,Второй 104 вход счетчика 2 импульсов является счетным входом.При подаче на третий 105 входимпульса "Окончание преобразования",поступающего с второго выхода аналогоцифрового преобразователя, производится выдача записанного результата. Первый 103 вход счетчика 2 импульсовпредназначен для установки триггеров26 и 28 в исходное состояние по команде, поступающей с первого 129 выхода блока 17 управления,Счетчики 3 измеренных значенийпредназначены для подсчета числа импульсов, поступающих на их входы ссоответствуюших выходов счетчика 2 импульсов, Их количество определяется количеством выходов счетчика 2 импульсов.Блок-схема одного из них представлена на фиг.3.Четвертый 109 вход счетчика 3 измеренных значений является счетным входом, он подключен к 1-му выходу счетчика 2 импульсов. 1 ОПервый 106 вход предназначен для перевода триггеров 32 в нулевое состояние по команде с блока 17 управленияЗаписанный результат со счетчика 153 измеренных значений выдается припоступлении на его второй 107 итретий 108 входы разрешающих командот блока 18 согласования,Счетчик 16 числа измерений -предназначен для подсчета числа проведенных измерений входного сигнала, сравнения этого числа с пределами измерений М , , Н , заданных блоком 17ФП фуправления. При этом в случае М М25на блок 18 согласования выдаетсякоманда "Запрет", а "Работа" приМ = М,С,Х, Блок-схема счетчика 6числа измерений представлена на фиг.4.Он представляет собой двоичный сум- ЗОмирующий счетчик, Появление единичного сигнала на выходе триггера39 соответствует достижению числаизмерений Н= М; , появление единичного сигнала на выходе триггера 40соответствует достижению. числа измерений М=М,Сравнение текущего числа измерений с заданными пределами происходит 40 следующим образом, При достижении числа измерений М=й , соответствующая схема И 37 выдает сигнал, который переводит триггер 39 в единичное состояние, т.е. с выхода триггера 39 45 снимается сигнал, свидетельствующий, что М=Н,;. При достижении М:М%ах триггер 40 переходит в единичное состояние, появление сигнала наего выходе соответствует достиже нию Н= Н ,. Третий 112.вход счетчика 16 измерений является счетным входом и подсоединяется к второму выходу аналого-цифрового преобразователя 1. Первый 110 вход служит для задания пределов измерений й;п 1 аах Второй 111 вход служит для установкитриггеров 35, 39 и 40 в нулевое состояние по команде, поступающей с блока 17 управления.Первый 6 блок памяти предназначен для хранения и выдачи на вторые входы блока 4 умножения и блока 8 вычитания нормированных значений, соответствующих величинам измеряемого сигнала, которые могут иметь место при проведении измерений сигнала, искаженного воздействием случайной помехи.Первый блок 5 суммирования представляет собой двоичный сумматор прямого кода, выполненный на двоичных сумматорах и предназначен для проведения поразрядного суммирования результатов, полученных первым блоком 4 умножения. Блок-схема первого 5 блока суммирования представлена на фиг.5, где Р; - значение ,1-го выхода первого 4 блока умножения.Первый 4 блок умножения предназначен для умножения значений соответствующих величин измеряемого сигнала, поступающего с первого блока 6 памяти, на число, соответствующее появлению этих значений в результате проведенных измерений, которое записано в счетчике 3 измеренных значений. Он представляет собой множительное устройство, реализующее матричный алгоритм умножения, Структурная схема множительного устройства для двух пятиразрядных чисел представлена на фиг.6,Первый блок 7 .деления производит деление результатов, полученных первым блоком 5 суммирования на число проведенных измерений, записанныхв счетчике 16 числа измерений. В результате деления получаем среднее значение измеряемого сигнала. Блок-схема первого блока деления представлена на фиг. и 8. В нем реализован алгоритм деления, заключающийся в том, что делитель на каждом шаге вычитается столько раз из делимого, сколько это возможно для получения наименьшего положительного остатка. Цифры частного получаются последовательно, начиная со стороны старшего разряда путем вычитания делителя из делимого на первом шаге, а затем делителя из полученного остатка. Если получен положительный остаток, то цифра частного равно единице, если остаток отрицательный, то цифра частного равна нулю, при этом восстанавливается предыдущий положитель110453 ный остаток. В случае положительногоостатка для получения следующей цифры частного последний остаток сдвигается влево на один разряд (либоделитель вправо на один разряд) и из 5него вычитается делитель и т,д. В случае отрицательного остатка восстанавливается предыдущий положительныйостаток прибавлением к отрицательному остатку делителя и восстановленный остаток сдвигается влево либосдвигается делитель вправо на одинразряд) и из него вычитается делитель,Регистр 46 остатка предназначен 15для оперативного запоминания и воспроизведения л -разрядного числа,поступающего с сумматора 51. Егобчок-схема представлена на фиг.8.Перед вводом в регистр 46 остатка двоичного числа, триггеры 64 устанавливаются в нулевое положение одновременной подачей импульсов на их вторые 166 входы, Двоичные числа подаются на первые 165 входы элементов 25И 63, на вторые входы которых подается импульс записи. Выходные импульсы с элементов И 63 устанавливаюттриггеры 64 в единичное состояние.Считывание записанного в регистр З 0числа происходит в момент поступления импульса считывания на элементИ 65, которое через второй узел 50коммутации поступает на вход сумматора 51. Регистр 47 делителя представляет собой сдвигающий регистр, предназначенный для оперативного заломинания и воспроизведения ь -разрядного числа, поступающего с блока 16,40 причем, в связи с тем, что делитель представляется отрицательным числом, то это число записывается в дополнительном коде. Первый узел 49 коммутации предназначен для подключения к 45 первому входу сумматора 51 и -разрядногб числа, выраженного в прямом коде, поступающего с блока 16 и вадополнительном коде, поступающем с регистра 47 делителя. В прямом коде 50 и -рязрядное число представлено положительным, в дополнительном коде отрицательным. Положительное значение о -разрядного чиспа необходимо для восстановления положительнЬго остатка деления. Структурная схема первого 49 узла коммутации представлена на фиг.9. Для подключения к 3 14входу сумматора 51 и -разрядногочисла, выращенного в прямом коде,на вторые входы элементов И 66 подается команда с местного 52 узла управления.Второй 50 узел коммутации предназначен для подключения на первом тактеделения к второму входу сумматора 51и -разрядного числа, записанного вблоке 5,а на следующих тактах подключается и -разрядное число, считываемое с регистра 46 остатка. Второйузел 50 коммутации выполнен аналогично первому 49.Сумматор 51 является двоичным сумматором дополнительного кода и производит операцию вычитания делителя изделимого и операцию сложения, делителя с остатком при восстановлении положительного остатка.Местный 52 узел управления предназначен для управления работой первого 7 блока деления и реализует описанный выше алгоритм деления. Структурная схема местного узла 52 управления представлена на фиг. 1 О.Единица знакового разряда регистра 46 остатка соответствует отрицательному результату суммирований узла 51,ноль соответствует положителномуостатку, Сигнал на выходе 1/7 элемента И 69 появляется тогда, когдаостаток суммирования блоком 51 положительный, в этом случае знаковыйразряд в регистре 46 равен нулю.Эта информация поступает на элементы И 69 и 70. При этом в регистр 48частного с элемента И 71 записывается единица. Появление сигналов навыходе 178 элемента И 70 соответствует получению отрицательного остатка,в регистр 48 частного с элементаИ 71 записывается ноль. Появлениесигнала на выходе элемента И 70 двараза подряд соответствует получениюнаименьшего положительного остатка,при этом на выходе 176 триггера 73появится сигнал "Конец делениякоторый поступает на элемент И 77 блока 18,Первый 7 блок деления работает следующим образом. С приходом сигнала "Разделить" от блока 18 согласования на второй 121 вход первого блока 7 деления происходит установка в нулевое состояние регистра 47 делителя, регистра 46 остатка, регистра 48 частного. Через время , опреде15 1104533 ляемое линией 54 задержки, подаетсякоманда на считывание о -разрядногочисла, содержащегося в блоке 16,и запись его в регистр 47 делителя, в дополнительном коде. Через время ьопределяемое линией задержки 53, подается команда на считывание о -разрядного числа, хранимого в блоке 5 ина считывание-разрядного числа,записанного в регистре 47 делителя. ООдновременно подается команда на второй узел 50 коммутации, который подключает выход блока 5 к первому входу сумматора 51, на вторые входысумматора 5 1 через первый блок 49 ком 15мутации подключается выход регистра 47 делителя, Сумматор 5 производит вычитание о -разрядного числа,поступающего с регистра 47 делителяиз о -разрядного числа, соответствующего начальному значению Делимого,поступающего с блока 5. Через времяТ , равное времени работы сумматора 51, определяемое линией задержки 57, на регистр 46 остатка пода"ется команда на запись результата вычитания. Если получен положительныйрезультат (знаковый разряд регистра 46 остатка равен нулю), то в регистр 48 записывается единица.На втором выходе местного узла 52 управле 30ния появится сигнал, который производит сдвиг регистра 47 делителя вправо. Этот сигнал, пройдя элементИЛИ 58, обеспечивает считывание информации, записанной в регистр 46остатка; которая через второй узел50 коммутации поступает на первыйвход сумматора 51. Через время задержки ь обеспечиваемое лииией 56 задержки, подается команда на установку регистра 46 остатка в нулевоесостояние, Этот же сигнал, через элементы ИЛИ 60-62 обеспечивает считывание н -разрядного числа, записанного в регистре 47 делителя, Сумматор 51 производит вычитание делителя из полученного остатка. Если получен положительный остаток, то блок7 деления работает аналогичным образом. Если получен отрицательный ос- фтаток (знаковый разряд регистра 46остатка равен единице), то в регистр 48 частного записывается ноль,а на третьем выходе местного узла 52управления появится сигнал, которыйобеспечивает считывание информации,хранимой в регистре 46 остатка,и передачу ей на первый вход сумма 16тора 51 Через время задеРжки Г обеспеченное линией 55 задержки, подается команда на первый блок 49 коммутации, который подключает и -разрядное число, записанное в блоке 16, к второму входу сумматора 51. Сумматор 5 производит сложе" ние значений ь -разрядных чисел, поступающих на его входы (восстанавливается положительный остаток), при этом ,в регистр 48 .частного единица не записывается, так как нет сигнала на выходе элемента И 71, закрытого единичным сигналом, снимаемым с единичного выхода триггера 72, Далее устройство работает по алгоритму, соответствующему получению положительного остатка. Если отрицательный остаток получен два раза подряд (получен наименьший оста" ток вычитания), то на четвертом выходе (единичный выход триггера 73) местного узла 52 управления появится сигнал "Конец деления", который поступает на блок 18 согласования, и через линию 75 задержки устанавливает триггеры 72 и 73 в исходное состояние.Блок 8 вычитания представляет собой двоичный сумматор дополнительного кода и предназначен для вычитания из нормированных значений-разрядных чисел, поступающих с первого блока 6 памяти, значения, полученного первым блоком 7 деления. В результате этого получаем нормированные значения отклонений (х; - х ). Блок 9 возведения в степень вбзводит результаты вычислений блока 8 в квадрат. Он представляет собой множительное устройство. По своему схем- ному решению он аналогичен блоку 4 умножения,Второй 10 блок умножения предназначен для умножения квадратов нормированных значений (х, - х) на число, соответствующее появлению этих отклонений в результате проведенных измерений и записанное в счетчике 3 измеренных значений. По своему схем- ному решению он аналогичен блоку 4 умножения.Второй 11 блок суммирования предназначен для суммирования результато, полученных блоком 10. По своему схемному решению он аналогичен перво" му 5 блоку суммирования.