Экстраполятор

( Ж 96493 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 18 с присоединением К 1,77 44244/1 Я 7/3 явки М дарственный вонвтеСССРелам нзоорвтвннйи открытей)УД 681.3 (088 Дата опублнковання опнсанн 1,79(71) Заявитель Трудового Красног е им. Н. Э. Баумана осковское о амени высщ на Ленина и ордентехническое училищ(54) ЭКСТР сумматора. Блок задержек выполнен наблоках памяти и с ключами во входныхцепях и на управляемых кольцевых коммутаторах, на соответствующих выходах которых вырабатываются задержанные значения входной функции. При этом постоянная составляющая упрежденного значения вырабатывается по трем дискретам,с учетом второй производной входнойфункции 21.Недостаток прототипа заключается втом, что линейная составляющая экстраполирующей функции вырабатывается безучета второй производной, по двум соседним ординатам входной функшти, чтоснижает точность экстраполяшти,Целью изобретения является повышение точности,щий аполятор, содеры, подключенны Известен экстрдискретные фильтрточнику входногоподключенные к вщих фильтров, и сНедостатком и сигнала, фор ыходам соот умматор 11 звестного экс тст раполятора является ысо точност ь, понейного в нем пр кстраполя кол лизали акоп итываются л ных значения экстраЭто дос тор, соде едователь первого из раполятора оеаянень Изобретение относится к области авоматики и вычислительной техники и может быть применено в устройствах выисления упрежденных значений функции, адаваемой равностоящими дискретными начениями. два соседних дискретполируемой функции,Наиболее близким по технической сущности к данному является экстраполятор,содержащий трехзвенный блок задержек,подключенный к входу, выходы блоказадержек подключены к блоку суммирования и к интеГратору, а выходы последнихсоединены с соответствующими входами тигается тем, что в экстрапоржащий три соединенных. попо элемента задержки, вход которых является входом экс выходы элементов задержки с соответствующими входами696493 10 20 блока суммирования, генератор линейноизменяющегося напряжении и сумматор,причем управляющие входы элементовзадержки и генератора линейно изменяющегося напряжения подключены к шинезадания интервала, дополнительно введе,ны первый и второй цифроаналоговые преобразователи и блок регулироваиия хрутизны, выход хоторого подключен к входу генератора линейно изменяющегосянапряжения, выход первого элемента задержки через первый цифроаналоговыйпреобразователь связан с первым входомсумматора, выход блока суммированиясоединен с цифровым входом второгоцифроаналогового преобразователя, аналоговый вход которого подключен к выходугенератора линецно изменяошегося напряжения, а ВыхОд - к Второму Входусумматора, причем блок суммированиясодержит три сумматора-вычитателя,первый вход блока суммирования соединен с первым входом первого сумматоравычитателя, второй вход блока суммиро.вания соединен с вторым входом первого сумматора-вычитателя и с первымвходом второго сумматора-вычитателя,второй вход которого соединен с треть-им входом блока суммирования, а выходы а 0первого и второго сумматоров-вычитателей подключены к соответствующим входам третьего сумматора-вычитатепя, выход которого является выходом блокасуммирования. 35Блок-схема экстраполятора представлена на чертеже. Экстраполятор содержит элементы 1-3 задержки, блок 4 сум,мирования, сумматоры-вычитатели 5-7,цифроаналоговые преобразователи 8 и 9, 40сумматор 10, генератор 11 линейно изменяющегося напряжения, блок 12 регулировки крутизны, вход 13 экстраполятора, шину задания интервала 14 и выход 15 экстраполятора, 45Экстраполятор работает следующимобразом.Элементы 1-3 задержки предназначены для приема и хранения кодов ординатх, х 1,х 2 и экстраполируемой функции,Суммирующий блок 4 реализует выражениелхэ=2(х - х 1)-х - х,а) (1)Цифроаналоговый преобразователь 8 55предназначен для преобразования кода х;в иапряжение 3 , пропорциональноеэтому коду, которое подается .на входсумматора 10. Цифроаналоговый преобра 4зователь 9 совместно с генератором 11 предназначены для выработки линейного изменяющегося во времени напряжения Ь 0, пропорционального величинеЭЬХ Ьхэ (2) где дА - интервал дискретизации во времени экстраполируемой функции; время эхстраполяции, Причем выбором хрутизны изменения напряжения в генераторе 10 обеспечивается та же пропорциональность между ьУВ и дх что и между У и х, В рабочем режиме очередным импульсом конца интервала экстраполяции, поступающего на шину 14, осуществляется перенос содержимого элемента 1 в элемент 2 с одновременным приемом кода очередной ординаты экстраполируемой функции через вход 13 и перенос содержимого элемента 2 в элемент 3. Одновременно обнуляется и запускается вновь генератор 11, генерируя линейно-изменяющееся напряжение, начиная от нулевого значения. После окончания переходных процессов на выходе блока 4 устанавливае".ся код, пропорциональный величине А хв (т.е. приращению функции на интервале ь 1, если считать, что экстраполируемая функция изменяется во времени как полином 2-ой степени). Сумматор осуществляет непрерывное суммирование двух напряжений, в результате чего с выхсда экстраполятора снимается линейно изменяющееся напряжение7 ф 3 ) ф ь 3 э(3)Переход к следующему интервалу экстраполяции осуществляется подачей импульса конца очередного интервалаэкстраполяции на шину 14, Если учесть, что первая и вторая производные функции, описываемой поли- номом 2-ой степени, определяются по трем равноотстоящим отсчетам из выраженийЗхх 1+ хпх= , (в) ф(хп.-1+ х.-а)Г 3 П- П-Ято экстраполированное значение такой функции может быть вычислено по форму- ле 1х- х+к,ф = (п- п"л)2Э+к -2 х +м ). (61аЯд; и ии( Ц 2При этом фСь из (б) получимт,е, приращение функции на интервале экстраполяции определяется выражением (1), С учетом этого приращения предлагаемый экстраполятор реализует вычисление экстраполированного значения функцияпо формуле(8)х =хп+лха -зБкоторая совпадает с точным значением функции в начале и конце интервала экстраполяции и отличается от точного значения (Р) на величинуМ , а Э 9 х -х:(х -2 х .х ) ( - -1), (9)э а и и- п, дф, дСЭкстремальное значение отклонения достигается при Т : и составляет с,- ",1-/ ";- -1 О 1Таким образом предлагаемый экстраполятор обеспечивает ошибку экстраполяции в 8 раз меньшую, чем экстраполятор первого порядка, использу 1 ощий две соседние ординаты экстраполируемой функции. Технико-экономический эффект, достигаемый при использовании изобретения, состоит в повышении точности экстраполяции полиномиальных функций при небольшом объеме и технологичности используемого оборудования.Ф о р м у л а изобретения1, Экстраполятор, содержащий три соединенных последовательно элемента задержки, вход первого из которых является входом экстраполятора, выходы элементов задержки соединены с соответствующими входами блока суммирования, генератор линейно изменяющегося напряжения и сумматор, причем управляющие входы элементов задержки и генератораГлинейно изменяющегося напряжешя подключены к шине задания интервала,о т л и ч а ю щ и й с я ,тем, что, сцелью повышения точности, в экстраполятор дополнительно введены первый ивторой цифроаналоговый преобразователии блок регулировки крутизны, выход которого подключен к входу генератора ли 10 нейно изменяющегося напряжения, выходпервого элемента задержки через первыйцифроаналоговый преобразователь связанс первым входом сумматоравыход блока суммирования соединен с цифровымвходом второго цифроаналогового преобразователя, аналоговый вход которогоподключен к выходу генератора линейноизменяющегося напряжения, а выход -к второму входу сумматора.2. Экстраполятор по и, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок суммирования содержит три сумматора-вычитателя, первый вход блока суммированиясоединен с первым входом первого сум 25матора -вычитателя, второй вход блокасуммирования соединен с вторым входомпервого сумматора-вычитателя, и с первым входом второго сумматора-вычитателя, второй вход которого соединен стретьим входом блока суммирования, авыходы первого и второго сумматороввычитателей подключены к соответствующим входам третьего сумматора-вычитателя, выход которого является выходомблока суммирования.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Цыпкин Я. 3. Теория линейных им 40пульсных систем, М., Физматгиз, 1963с. 655.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2441331, кл. О 06 0 7/30,6.01.77 (прототип) .696493 иницх аз 6770/51 Тираж 780 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/