Дифференцирующе-сглаживающий частотноимпульсный экстраполирующий преобразователь

-фф а о 532 ОБУ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социалистических Республик) Заявлено явки М присоединением3) Приоритет -Государственный комите Совета Министров СССРньМ 38 43) Опубликов 15,10.76. Бюлл по делам изобретении и открытий(45) Дата опубликования описания 2) Автор изобретения И. И. Холкин язанский радиотехнический инстиИзобретение отнооится,к области преобразователей частотно-импульсных сигналов в код и может быть,использовано в качестве связующего элемента при сопряжении частотных датчиков с ЦВМ в системах авторегулирования и управления, а также,как автономное устройство для измерения и экстраполяции частоты и ее производных.Известен дифференцирующе - сглаживающий преобразователь знакопеременных час. тотно-импульсных сигналов в код, содержащий основной и дополнительный реверсивные счетчики с двоичными умножителями 11.Однако этот, преобразователь обеопечивает измерение сипнала в установившемся режиме с нулевой динамической ошибкой только при аппроксимациями сигнала полиномом первой степени.Известен также дифференцирующе-сглаживающий частотно, импульсный экстраполирующий преобразователь, который содержит реверсивные счетчики, распределители импульсов, двоичные умножители и делители частоты 121,Известный преобразователь при преобразовании частотно-импульсного сигнала, его опибающая является параболой, может измерять,сигнал в установившемся режиме с динамической ошибкой, которая может составлять значительную величину (до 13%), кроме тогоон,не,позволяет измерять вторую производную сигнала.С целью повышения точностл предсказания измеряемого сигнала и его производной 5 на фиксирова 1 еный временной, интервал предлагаемый дифференцирующе-сглаживающий частотно-;имлульсный экстраполирующий преобразователь снабжен вторым дополнительпым реверсивным счетчиком с двоичным умножп телем, выход которого через первый делительчастоты соединен через вычитающее устройство с входом этого счетчика, через второй делитель частоты - с распределителем первого дополнительного реверсивного счетчика 15 и через третий делитель частоты - с распределителем основного реверсивного счетчика, входы второго дополнительного реверсивного счетчика соединены через вычитающее устройство, распределитель и раздвигатель пм пульсов с входом частотомера и с выходомосновного двоичного умножителя.На чертеже изображена функциональнаясхема преобразователя.Дифференцирующе-сглаживающий частот,но-,импульсный экстр аполирующий преобр азователь содержит основной реверсивный счетчик 1, первый и второй дополнительные счетчики 2 и 3 с цепями обратной связи от знаковых триггеров 4 и 5, двоичные дополнитель- ЗО ные умножители б - 8, вычитающее устройство 9, распределители 10 - 12, раздвигатель 13 совпадающих импульсов, делители 14 - 18 частоты, с помощью которых устанавливается необходимый интервал упреждения.Вход у"стройства через раздвигатель 13, распределитель 10 и вычитающее устройство 9 соединен с суммирующим входом счетчи 1 ка 3 и через распределитель 12 - с основным счстчи 1 ком 1, Вычитающий вход счетчика 3 че;рез вычитающее устройство 9, распределитель 10 и раздвигатель 13 соединен с выходом первого умножителя б, а также через распределитель Р 2 - с входом счетчика 1. Выход ум 1 ножителя 8 через делитель 14 частоты и вычитающее устройство 9 соединен с входом счетчика 3, через делитель 1 б и распределитель 11 - с входом счетч 1 ика 2 и через делитель 17 и распределитель 12 - с входом счетчипса 1.Выход двоичного умножителя 7 через делитель 15 подключен и распределителю 10 и через делитель 18 - ,к распределителю 12. Выход ум 1 ножителя б соединен с раздвигателем 13, Выход 19 счетчика 3 служит для из 1 мерения ускорения сигнала Р,.(1), а выходы 20 и 21 счетчиков 2 и 1 предназначены для предсказания скорост 1 и изменения сигнала и его значения,Работа устройства в динамике описывается системой уравнений1+ К 173(т) - Г 1(с)111 тРз(1) = РоУвых,(1)172 (1) о выхя(1)171(1): ГоН вых,(1)ГДЕ Иь Иг, И, - ЧИСЛа РаЗРЯДОВ В СЧЕтЧИКаХ 1 - 3; живых, (1), Л 7 вых,(1), Увых, (1) - тЕКущИЕ значения ч 1 исел;в счетчиках 1 - 3, представленные в прямом коде с фиксированной запятой; К 14, К 18, К 18, К,7, К - коэффициенты передачи делителей 14 - 18 частоты. 17 о - значение опорной частоты для двоичных умножителей. Г 1(1), Рг(1), Р 3(Ц - значение частот импульсных сигналов на выходе двоичных умножителей б, 7,и 8. т - ,интервал времен 1 и, на который 1 предсказывается скорость изменения текущего значения сигнала 17,(1).Для определения параметров преобразователя при предсказании текущего значениясигнала Р,.(1) на,интервал т запишем передаточную функцию по сигналу ошибки.:,(Р) = Н (Р) -(Р)5 Мвых, -. (Р)гд Н(1) = 1. (Р)= 1+ Р+ Р- оператор п 1 редсказания по гпараболическому закону;Ув вч (Р)10 Ф,(Р) =.передаточная функция, опреобразователя по выходу 21.Для предсказания текущего значения сигнала 17,.(1) по параболическому закону без динамической ошибки по скорости и ускорению необходимо приравнять коэффициенты при Р и Р,в формуле (2), представленной в развернутом виде, нулю. При этом условии значения коэффициентов деления делителей о 0 равны К 5 К 18Т,25 К 4 = Т К 17 2 у у К 8 К 8 (3) где Т 1 = 2",ЕоТг 2 в /Ро 30 При предс 1 казании скорости изменения текущего значения сигнала Т,.(1) на интервал т передаточная функция по сигналу ошибки имеет вид 35 Ф (Р) = Н 2(Р) - фг(Р). Для предсказания текущего значения скорости изменения сигнала Р(1) по линейному закону без динамической ошибки, необходимо, чтобы коэффициент,при Р в развернутой формуле (4) равнялся нулю. Откуда вытекает, что К 15+К 8 Т, К,. Т,(5) 55 Тапоим образом, при предсказании текущего значения сигнала 1,.(1) 1 коэффициенты передачи делителей 14, 1 б определяются по фор муле (3), а,при 1 првдсказании его пер 1 вой производной - :по формуле (5), Введение делителей 1 б - 18 частоты обусловлено тем, что,необходимый интервал упреждения сможет быть как больше, так,и меньше величин Т 1, Т в65 то,время как величины К 14 К 18, К 18 Кгп К 18 где Нг(Р) == Р (1 + Рт) - опеЖвых (Р) Т,.,(Р)45 преобразователя по выходу 20.532057 Формула изобретения Кы = - К 1 з Т,К 14 - К 17Т,Т, 7(Кы = - + К 1 аТ,(7) Составитель В. Лякишев Корректор и Симкина Техред Л. Кочемирова Редактор Т. Янова Заказ 927/121 Изд.1677 Тираж 1029 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, )К, Раушская наб д. 4/5Тип. Харьк. фил. пред. Патент могут, принимать значения только меньшиеили равные единице. Для предсказания на интервал т текущего значения сигнала Р,.1 ф), снимаемого с выхода У,ы,1 по параболическому закону без динамической ошибки по скорости и ускорению необходимо, чтобы коэффициенты передачи делителей 14, 15 определялись из выра- жений а для предсказания скорости изменения сигнала Р, по линейному закону без динамической ошибочки коэффициент передачи делителя 15 определяется из выражения Частотно-импульсные ситналы Р,(1), Р(1) и Рз(Е), линейно-связанные с соответствующи- МИ ЧИСЛОВЫМИ ЗиачснияИИ Левых, ГЦ Л вых1 вых(О, представляют,предаказанные на интервал т,полезную составляющую сигнала Р,.(У) и ее первую и вторую производную. Дифферанцпру 1 още - сглаживающий частотно-импульсный экстраполирующий преобразователь, содержащий реверсивные счетчики с подключенными и их входам распределителями импульсов и к выходам двоичными умножителями с делителями частоты, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения 1 О точности предсказания измеряемого сигналаи его производной на фиксированный временной интервал, он,снабжен вторым дополнительным реверсивным счетчиком с двоичным умножителем, выход которого через первый 15 делитель частоты соединен через вычитающееустройство с входом этого счетчика, через второй делитель частоты - с распределителем первого дополнительного реверсивного счетчика 1 и через третий делитель частоты - с рас прЕделителем основного реверсивного счетчика, входы второго дополнительного реверсивного счетчика соединены через вычитающее устройство, распределитель и раздвигатель импульсов с входом частотомера и с выходом основного двоичного умножителя.Источники информации, пр 11 нятые во внимание,при экспертизе:1. Авт. свид, СССР196445, М. Кл.б 01 К 23/10, Н 03 К 13/20, 11,03.66 г.ЗО 2, Авт, свил. СССР304618, Л, Кл.2С 06 Л 3/00, 02.07.68 г.