Устройство для экстраполяции

(и) 5709 О 1 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯь Д Союз Советских Социалистических Республиксоединением заявки Ъ сп Государственный комитет Совета Министров СССР(71) Заявитель Е. С. Потапов и В. В. Сюзев Московское ордена Ленина и ордена Трудового Кр высшее техническое училище им. Н. Э, Баного Знамениана 4) УСТРОЙС ЭКСТРАПОЛЯЦИИ Изоб технике Изве живаю и блок Одна функциние осится к вычислител тно устрощий фильт сравнения о такое ональные устройство имеевозможности,ольшие йство 1, содержащее сглар, сумматор, блок умножения Известно также наиболее близкое по техническому решению к изобретению устройство 2, содержащее сглаживающий фильтр нулевого порядка, дифференцирующе-сглаживающие фильтры первого и второго порядка, первый сумматор, первый второй и третий блоки умножения, причем входы всех фильтров объединены и соединены с входами устройства, выходы сглаживающего фильтра нулевогопорядка и первых двух блоков умножения подключены к соответствующим входам первого сумматора, выход которого подсоединен к выходу устройства.Недостатком известного устройства является то, что передаточная функция его выбирается такого порядка, который соответствует наибольшей предполагаемой степени полинома, аппроксимирующего входной сигнал. При этом чем выше степень аппроксимирующего полинома, тем меньше степень сглаживания случайных ошибок, т. е. тем меньше точность экстраполяции. Если же на интервале времени 1, 1 - Т,где Т - память экстраполятора (или наблюдательное время), на входе действует сигнал,полезная составляющая которого аппроксимнруется полнномом меньшей степени, уровеньслучайных ошибок на выходе остается прежним. С понижением порядка передаточнойфункции экстраполятора в,соотвстствии состепенью аппроксимирующего полинома, уро 10 вень случайных ошибок соответственно понижается.Цель изобретения - повышение точности идостоверности вычисления экстраполированного значения полезной составляющей сигна 15 ла,Это достигается тем, что устройство содержит второй сумматор, первый и второй блокисравнения, первый и второй переключатели ивычислительный блок, Первые входы всех бло 20 ков умножения соединены соответственно спервыми тремя выходами вычислительногоблока, вторые входы первого и третьего блоков умножения объединены и через первый переключатель подключены к выходу дифферен 25 цирующе-сглаживающего фильтра второго порядка, выход которого подсоединен к первомувходу первого блока сравнения, вторым входом связанного с четвертым выходом вычислительного блока, вход которого объединен с30 вторым входом первого переключателя и под45 50 сумматоры 4 и 5, блоки 6, 7 и 8 умножения, переключатели 9 и 10, блоки 11 и 12 сравнения, вычислительный блок 13.Устройство для экстраполяции работает следующим образом.На входы фильтров 1, 2 и 3 подается непрерывный сигнал или последовательность отсчетов непрерывного сигнала, представляющая смесь полезной составляющей с аддитивной помехой, На выходах этих фильтров формируются соответственно величины хо, х и х, В вычислительный блок 13 в качестве исходных данных введены уровень случайных ошибок на входе и величина наблюдательного времени. В нем же вырабатывается величина времени экстраполяции (например, программным путем; в частном случае может быть т,=сопй). На первом, втором и третьем выходах блока 13 формируются множители соответственно2--- ), т,+ - ( и - , а на четвертом2 6 2 2выходе - первый вероятностный пороговый уровень в соответствии с выражением (5), который сравнивается с величиной х с помощью блока 12. В случае превышения х первого вероятностного уровня на выходе блока 12 сравнения появляется сигнал, открывающий переключатель 10, с помощью блока 7 умножения вычисляется приращение экстраполированного значения сигнала за счет второй производной. Одновременно с помощью блока 8 умножения вычисляются компенсация в х за счет второй производной (см, выражение (2. На пятом выходе блока 13, в зависимости от наличия или отсутствия сигнала на выходе блока 12 сравнения, формируется второй или третий вероятностный пороговый уровень в соответствии с выражением (б) или (7), который сравнивается с величиной х на выходе сумматора 5 с помощью блока 11. В случае превышения х(Ц вероятностного порогового уровня на выходе блока 11 сравнения появляется сигнал, открывающий переключатель 9, и с помощью блока б умножения вычисляется приращение экстраполированного значения сигнала за счет первой производной.Таким образом, после суммирования на сумматоре 4 получаем выходной сигнал2х(1+т,) =х+х(1) т,+х(9) 5 10 15 20 25 30 35 40 Формула изобретения Устройство для экстраполяции, содержащее сглаживающий фильтр нулевого порядка, дифференцирующе-сглаживающий фильтр первого порядка, дифференцирующе - сглаживающий фильтр второго порядка, первый сумматор, первый, второй и третий блоки умножения, причем входы всех фильтров объединены и подключены к входу устройства, выходы сглаживающего фильтра нулевого порядка и первых двух блоков умножения подключены к соответствующим входам первого сумматора, выход которого подсоединен к выходу устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и достоверности вычисления экстраполированного значения полезной составляющей сигнала, устройство содержит второй сумматор, первый и второй блоки сравнения, первый и второй переключател и вычислительный блок, причем первые входы всех блоков умножения подключены соответственно к первым трем выходам вычислительного блока, вторые входы первого и третьего блоков умножения объединены и через первый переключатель подключены к выходу дифференцирующе-сглаживающего фильтра второго порядка, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого подсоединен к четвертому выходу вычислительного блока, вход которого объединен с вторым входом первого переключателя и подсоединен к выходу первого блока сравнения, дифференцирующе-сглаживающий фильтр первого порядка через второй сумматор и второй переключатель подключен к второму входу второго блока умножения, выход третьего блока умножения подключен к второму входу второго сумматора, выход которого через второй блок сравнения подключен к второму входу второго переключателя, а пятый выход вычислительного блока подключен к второму входу второго блока сравнения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 333571, кл, 6 06 Р 15/36, 1970,2. Коршунов Ю. М Бобиков А. И. Цифровые сглаживающие и преобразующие системы, Энергия, 1969, с. 86 - 99,570901 Составитель А. Горностаев Техред Е. Хмелева Корректор Е. Хмелева Редактор И, Грузова Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1942/7 Изд. Мо 711 Тираж 818 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва; Ж, Раушская наб., д. 4/5