Прогнозирующее вычислительное устройство

(45) Дата опубликования описания 21.10.76 51) Ч Кл з 6 06 Г 15/46 6 05 В 23/02Государственный комитет Совета Министров СССР до делам изобретенийи открытий(71) Заявитель Украинский заочный политехнический институ 54) ПРОГНОЗИРУЮЩЕЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬН УСТРОЙСТВОИзобретение от 1 носится к автоматике и может быть использовано для прогнозирования изменения тенденций прогнозируемого, параметра технологических, процессов в автоматизированных системах управления технологическими процессами.Известные пропнозирующие устройства хаРактеризуются невьгсокой точностью прогнозирования, возможностью прогнозирования только стационарных процессов, большим,временем вычислений и сложенностью. Одно из них предназначено для вычисления вероятности безотказной работы контролируемого элемента и содержит экстраполятор, вход которого подключен к выходу системы обегаю- щего, контроля, а выход - к одному из входов блошка вычисления, вероятности безотказной работы контролируемого элемента и через схему задерики - к одному из входов блока вычисления величины, характеризующей диоперсию произведенных предсказаний. Второй вход последнего соединен с выходом системы обегающего контроля, а выход - со вторым входом блока вычисления вероятности, третий вход которого подключен к выходу системы обегающего контроля, а выход соединен с регистрирующим устройством. Другое устройство предназначено для профилактической диагностики с прогнозированием отказа,контролируемых объектов в фикоирован 2ный момент времени, и содержит блок обегающего контроля, вь 1 ход которого соединен с одним из входоз функционального блока вычисления, вероятностных параметров и входом блока вычисления ивадрата,разности, сумматор, блок управления, последовательно соединенные блок вычислезвия интеграла вероятностей и регистратор, а также комю"г,атор и блоки оперативной и внешней памяти, Характерным для обоих устройств является то, что они имеют невысокую точность прогнозирования и возможность,пропнозирования только стационарных процессов. Наибо.:ее близким по технической сущности к изоб,;етению является устройство, предназначен;:ое для прогнозирования тенденции развития г.1 оцвоса в автоматизированных системах упр: вления непрерывными технологическими и оцессами аппаратов большой инерционност; и содержащее блок обегающего контроля, с;единенный с ним функциональный блок, ксммутатор, сумматор, блоки оперативной и внешней памяти, блок управления н посл: овательчо соединенные блок вычисления 25 теграла вероятности, регистратор, сх".ысравнения, блоки коррекции, блок формп ования знака. Это устройство характеризу .я сложностью и большим временем вычнс,;- 1 чй30 Целью изобретения является упрощение6 ( - 11+У - У;). 50 55 и)пг,б 0 55 устрой тгва и сокращение времени вычислений, В описываемом устройстве это достигается тем, что оно содержит блок вычислений первой средней конечной разноспи и блок вычислвния начального значения функции, выход которого соединен с третьим входом коммутатора, а первый, второй и третий входы соединены соответственно с выходами второй схемы сравнения, блока формирования знака и:вторым выходом коммутатора, и"рвый выход которого соединен со входом блока вычисления первой средней, конечной разностивыход которого соединен,с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом первой схемы сравнения.На чертеже приведена блок-схема описываемого устройства.Оно содержит блок 1 обегающего контроля, блок 2 управления, функционалыный блок 3, коммутатор 4, блок 5 вычисления первой средней конекой разности, блок памяти б, первую и вторую схемы сравнения 7 и 8, блок формирования знака 9, блок 10 вычисления начального значения функции и регисгратор 11, Блок 1 обегающего контроля, предназначенный для коммутации контролируемых объектов, соединен с блоком 2 который управляет,работой прогнозирующего,вычислительного устройства; выход блока 2 соединен с функциональным блоком 3, вычисляющим верон пностные параметры, выход которого соединен с одним из входов коммуматора 4, один из,выходов которого соединен со входом блока 5,вычисления первой средней конечной разности, вычисляющего значение Л; по фор. муле где Л;, Л;, - первые средние конечные разности в г-й,- 1-й точках;г - номер, производимого прогноза;у, - начальное значение функции; у; - текущее значение функции, выход которого соединен с одним из входов коммутатора 4, Один из выходов коммутатора 4 соединен со входом блока памяти б, выход которого соединен с одним из входов коммутатора 4. Выход ячейки хранения пг блока намяти б соединен с г,рвым входом первой схемы сравнения 7, осуществляющей сравнение где и - число огклонений прогнозируемогозначения У от текущего значения функции;пг - константа,Второй, вход первой схемы сравнения 7 соединен с одним из выходов ,коммутатора 4, выход первой схемы сравнения 7 соединен с одним из входов коммутатора 4. Выход ячейки 25 30 35 40 45 хранения О блока памяти 6 соед 4 ел с первым входом второй схемы сравнения 8, осугцеспвляющей сравнекиие где а - разность прогнозируемого и текущего значоний функции в г-й точке, второй вход которой соединен с одним из выходов коммутатора 4. Первый выход второй схемы сравнения 8 соединен с блоком формирования знака 9, формирующим знак Л; в зависимости от проверки условия Л;)О, Второй выход второй схемы сравнения 8 соединен с пврвым входом блока 10 вычисления начального значения функции, вычисляющего значение упо формуле где е - константа,второй вход которого соединен с выходом блока формирова"ия знака 9, Третий вход блока,вычисления начального значения функции соединен с одним из выходов коммутатора 4. Выход блока 10 вычисления начального значения функции соединен с одним из входов коммутатора 4. Один из выходов коммутатора 4,соединен со,входом регистратора 11.Информация о значении параметра у;, характеризующего текущее (в г-й,момент времени) значение функции состояния контролируемого,параметра, через блок 1 обегающего контроля, блок 2 управления поступает а функционалыный блок 3 и через коммутатор 4 - в блок 5 вычисления первой средней ко,нечной разиости, Последующая работа устройства осуществляется в десять тактов.В первом такте с блока памяти б через коммутатор 4 поступают номер производимого,пропноза , параметр Л;, и начальное зчачение функции ув блок вычисления первой конечной разности, где вычисляется значение Л; по формуле Вычисленное значение Л; через коммутатор 4поступает на функциональный блок 3 и записывается в блок памяти б. Во втором такте значения г, у, Й с блока памяти б через коммутатор 4 поступают на функциональный блок 3, вычисляющий прогнозируемое значение У;+ по формуле где У;+г, - прогнозируемое значение контролируемого параметра в (+Й)-йточ:ке;Й - ;период прогнозирования. В третьем такте с блока памяти б значе532104 а= У, - у У;+ = у,+(е+й - 1)Л;. К=е. и. т,Зо 40 Лг)0 и аО. 50 Л;(О и а(О,кие У; через кэммутатор 4 поступаетна функциэнальный блок 3, который вычисляет значение а,по формуле где У; - прогнозируемое значение контролируемого параметра в -й точечке, и регистрирует число отклонений и параметра а.гВ четвертом такте значения о;и 1 с блока памяти 6 через коммутатор 4 поступают на функциональный блок 3, вычисляющий значение о; по форм:уле1- 2 (1; - у) гс= -1 - 1 с - 1 где ог;, -,- дисперсия пропнозируемого г 0значенияв с-й и- 1-й точках. Вычисленное значение дисперсии о -с через коммутатор 4 записывается в блок памяти б,В пятом такте число отклонений п параметра а с функционального блока 3 через 25 коммутатор 4 и константа т с блока памяти б поступают на первую схему сравнения 7, осущсствляющую сравнение. Если это условие не выполняется, то устройство начинает работать с первого такта. Если это условие выпо.тняется, то в шестом такте значение Л; и значение константы 0,с блока 35 памяти б, и значение а - с функционального блока 3 через коммутатор 4,поступают,на вторую схему сравнения 8, осуществляющую сравнение Если эти условия вылолняются, то в блоке формирования знатока 9 значению Л; присваивается знак- , если не выполняется условие 45 Л,)0 и выполняется условие а)0, то значение Л;,со второй схемы сравнения 8 поступает на блок 10 вычисления начального значения функции, Если выполняются условия то в блоке формирования знака 9 значению Л; присваивается знак +, если не выполняется условие Л;(О и выполняется условие а(0, то значение Л; со второй схемы сравнения З,поступает на блок вычисления начального значения функции 10. В седьмом такте значение константы 1 с 50блока:непамяти б через коммутатор 4 поступает в блох 10 вычисления начального значения функции, где вычисляется значение у,по формулеу = у; - еЛ. Вычисленное значение параметра у, через коммутатор 4 записывается в блок памяти б.В восьмом такте значение у, с блока 10 вычисления начального значения функции, значения К , Л; с блэка памяти б через коммутатор 4 поступают в функциональный блок 3, где вычисляется уточненное пропнозируемое значение У;. по формуле Вычисленное значение У;. через коммутатор 4 записывается в блок памяти б.В девятом такте значение е с блока памяти б через коммутатор 4 поступает в ячейку храненияблока памяти 6, т. е. В десятом такте значение У;+ печатается цифропечатающим устройством - регистратором 1. Формула изобретения Прогнозирующее вычислительное устройство, содержащее блок обегающего контроля, блок управления, функциональный блок, коммутатор, блок памяти, схемы сравнения, блок формирования энана и регистратор, причем выход блока обегающего контроля соединен с входом блока управления, выходы которого соединены с одними из входов коммутатора, блока памяти и функционального блокавторой вход которого соединен с одним из выходов коммутатора, другие выходы которого соединены с регистратором, со входами схем сравнения и блока памяти, выходы которого соединены с другими входами коммутатора и схем сравнения, выход второй схемы сравнения соединен со входом блока формирования знака, о т л,и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и сокращения времени вычислений, оно содержит блок вычисления первой средней конечной разности и блок,вычисления начального значения функциивыход которого соединен с третьим, входом коммутатора, а первыйвторой и третий входы соединены сооветсвенно с выходами второй схемы сравнения, блока формирования знака и вторым выходом коммутатора, первый выход которого соединен со входом блока вычисления первой средней конечной разности, выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом, первой схемы сравнения.Составитель В. МаксимовТехред 3. Тараненко Редактор Л. Тюрина Корректор И. Сны кина Тип. Харьк. фил. пред. Патент Заказ 926(221 Изд. Мц 1873 Тираж 864 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5