Экстраполятор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11,932508 Союз СоветскинСоциалистическиеРеспублик(53)М. Кн. С 06 й 7/30 3 Ъеудерстеенные квинтет СССР не двлаи нзебретеннй н етерытнй(54) экстРАполятоРИзобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в специали. зированныхвычислительных машинах и в корректирующих устройствах систем автоматического управления.Пв основному авт. св, 1 Р 691881 известен экстраполятор, используемый в автоматике и вычислительной технике для выработки упреждающего сигнала с упреждением на один шаг, причем10 экстраполирующая Функция вырабатывается, путем преобразования и обработки трех соседних дискретных значений исходной Функции, Этот экстраполятор состоит из трех ключей, трех запоми 15 нающих элементов, трех коммутаторов, двух сумматоров, инвертора, интегратора и генератора-распределителя тактовых импульсов, выходы которого20 подключены к соответствующим управляю. щим входам ключей и коммутаторов, при этом вход экстраполятора соединен с сигнальными входами всех ключей, выходы которых соединены с сигнальными входами всех ключей, выходы которых соединены с сигнальнымивходами запоминающих элементов; первый, второй и третий входы первогокоммутатора соединены соответственно свыходами первого, второго и тре"тьего запоминающих элементов; первый,второй и третий входы второго коммутатора соединены соответственно с выходами второго, третьего и первогозапоминающих элементов; первый, второй и третий входы третьего коммутато"ра соединены соответственно с выходами третьего, первого и второго запоминающих элементов; первые выходыкоммутаторов объединены и через ин"вертор соединейы с первыми входамивторого сумматора и интегратора, вторые выходы коммутаторов объединеныи соединены с вторыми входами второго сумматора и интегратора, третьивыходы коммутаторов объединены и соединены с третьим входом второго сум932508 ф 3матора, а выходы второго сумматора и генератора-распределителя 8 тактовых интегратора соединены соответственно ипульсов соединены с управляющимис первым и вторым входами первого входами ключей 1 - 1 и коммутатосумматора. ров 3 1 - 3. Выход инвертора 4 и треРабота такого экстраполятора без 5 тьи выходы коммутаторов соединены . учета переходных процессов может соответственно с входами блоков 9,1 быть описана выражением и 9 переменных коэффициентов, выхоу, х. 1ды которых соединены соответственно4 -фМ 1)" (8-;)1), с первым и третьим входами суммато 1) о ра 5, второй вход которого соединен где 1 ц - момент времени, соответст-, с вторыми выходами коммутаторов. Одвующий взятию последнего новременно выход инвертора 4 и вторыеотсчета в предыдущей се- выходы коммутаторов соединены с перрии измерений; вым и вторым входами интегратора 6,1 Щ- текущее значение экстра Управляющие входы блоков 9 1 - 92 пеполируемой величины 1 . ременных коэффициентов соединен сОднако рассматриваемый экстрапо- блоком 10 управления. лятор работает в строго фиксирован- Предлагаемый экстраполятор рабоном диапазоне упреждений и позволяет тает следующимобразом, выработать экстраполированный сигнал в Входной сигнал Щс) поступает одс упреждением только на один шаг новременно на сигнальные входы всех что является его недостатком и в ря- ключей 1 А - 1, которые поочередно де случаев ограничивает обЛасть при- циклически открываются в начале кажМенения. дого такта работы экстраполятора наЦель изобретения - расширение 5 короткие промежутки времени дФ, досфункциональных возможностей экстрапо- таточные для передачи мгновенного зналятора за счет задания переменного чения входного сигнала на сигнальные диапазона упреждения, т.е, создания входы запоминающих элементов 2- 2 возможности экстраполировать на один, где мгновенные значения входного сиг" два и более шагов вперед при сохране- нала запоминаются, образуя упорядонии величины относительной точности ценную по времени последовательность экстраполяции неизменной. его дискретных значений для равноотсУказанная цель достигается тем, тоящих промежутков времени, и сохранячто в экстраполятор введены блок ются постоянными по амплитуде каждый управления и два блока переменных из запоминающих элементов 2 1 - 2 в коэффициентов, первый из которых вклю- течение трех тактов работы экстрапочен междувыходом инвертора и первым лятора. С выходов запоминающих элевходом второго сумматора, второй- ментов 2 1 - 2 дискретные значения между третьими выходами коммутато- входного сигнала поступают на соотров и третьим входом второго сумма- ветствующие входы коммутаторов 3 -3,отора, управляющие входы блоков пере- которые поочередно включаются на кажменных коэффициентов подключены к дом такте работы экстраполятора и выходам блока управления; осуществляют коммутацию выходов запоНа чертеже изображена блок-схема минающих элементов 2 1 - 2, Совместпредлагаемого экстраролятора. ная работа ключей 1.1 - 1 и коммутаЭкстраполятор состоит из ключей45торов 3,1 - 3 организована таким об 1 - 1, входы которых соединены с разом, что на каждом такте работы входом экстраполятора,.а выходы клю- на выходы коммутаторов поступают три чей 1 - .1 д соединены с входами за- соседних, упорядоченных по .времени, поминающих элементов 2- 2, выходы дискретных значения входного сигнала, запоминающих элементов 2 - 2 сое в зафиксированные запоминающими элемендиненц с соответствующими входами тами 2 - 2 в равноотстоящие момен- коммутаторов 3 - 3, первые, вторые ты времени, т.е. значения Щ 1 ), и третьи выходы которых соответствен(1,) и Б(1 ) соответственно но объединены, Первые выходы комму- (где 1 = 1,2,3 п - номер такта работаторов,соединены с входом инвертора 55 ты экстраполятора), На следующем 4. Выходы сумматора 5 и интегратора такте работы экстраполятора указан соединены соответственно. с первым ные выше дискретные значения входнои вторым входами сумматора . Выходы го сигнала в результате переключенияФориула изобретения Зстраполятор по авт. св. М 691881,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с 5 . 9325 одного из ключей 1 - 1 и одного из коммутаторов 3 - 3 З заменяются новой упорядоченной по времени после довательностью дискретных значений 11 + ) ф Й ) и ц р сдвинутой 5 относительно предыдущей последовательности на одно дискретное значение в . сторону вытеснения более раннего дискретного значения входного сигнала и т.д. на каждом последующем так те. Зто достигается тем, что на каждом такте работы циклически последовательно срабатывает один из ключей 1 - 1 и один из коммутаторов 3 -3, например, на 1-ом такте срабатывают 15 ключ 1 и коммутатор 3, на 1+1-ом такте - ключ 1 д и коммутатор 3, на +2-ом такте - ключ 1 и коммутатор 3 и т.д, Таким образом, на выходы коммутаторов поступают квантованные 20 по уровню, причем амплитуда каждого уровня пропорциональна мгновенным значениям входного сигнала в момен- ты его фиксации, т.е. в моменты его подачи на входы запоминающих элементов 2 1 - 2, и сдвинутые относительно друг друга на один такт ступенча-.тые сигналы. Выходы коммутаторов 3- 3 соединены с решающей частью экстраполятора. С выхода инверторасигнал поступает на вход блока 94 переменных коэффициентов, где умножается на весовой коэффициент И и далее поступает на первый вход сумматора 5, Сигнал со вторых выходов ком"35 мутаторов непосредственно поступает на второй вход сумматора 5. Суммиро" вание по второму входу сумматора 5 осуществляется с постоянным коэффициентом И= 1/3 независимо от режи 46 ма работы устройства. Сигнал с третьих выходов коммутаторов поступает на вход второго блока 92 переменных коэффициентов, умножается на весовой коэффициент М и поступает на третий45 вход сумматора 5, на выходе которого вырабатывается дискретная составляющая упрежденного сигнала. Выработка непрерывной составляющей упрежденного сигнала осуществляется интегратором 6, С выходов сумматора 5 и интегратора 6 соответственно дискретная и непрерывная составляющие упрежденного сигнала поступают на входы сумматора 7, на выходе которого вырабатывается аналоговый упрежденный сигнал с задан 5. ным упреждением. Величина упреждения задается дискретно и определяется значениями весовых коэффициентов И 4 и 08 6М, которые устанавливаются блокамипеременных коэффициентов 9,1 и 92 покомандам, поступающим от блока 10управления.Значения весовых коэффициентовМ и ИЗ в зависимости от требуемогоупреждения могут быть рассчитаны поформулам: 1 +И= - г -1,2)и, = .дд Сз)где 1 - заданное упреждение1,2,3 П 1),и заложены в вида дискретных значений в блоки 9 - 9 переменныхкоэффициентов соответственно.Работой экстраполятора управляетгенератор-распределитель 8 тактовыхимпульсов, с выхода которого импульсы малой длительности поступают науправляющие входы ключей 1 - 1 З,обеспечивая поочередное срабатываниеодного ключа (открывание ) в началекаждого такта, а импульсы, длительностью в один такт, поступает поочередно на управляющие входы коммутаторов 3 - 3, также обеспечивая ихпооцередную циклическую работу,коммутацию и передачу сигналов с выходов запоминающих элементов 2- 2 уна выходы коммутаторов. На каждом такте работы экстраполятора управляющиесигналы от генератора-распределителя8 тактовых импульсов поступают на ууправляющие входы одного ключа и одного коммутатора.Технико-экономический эффект отиспользования предлагаемого устройства заключается в существенном расширении Функциональных возможностейэкстраполятора при сохранении требуемой точности выработки упрежденного сигнала, т.е. обеспечении экстра"поляции на одну, две и более точеквперед путем задания посредством блоков 9 и 9 переменных коэффициентовсоответствующих значений весовых коэффициентов И 4 и И, а также в повышении надежности работы устройстваблагодаря применению хорошо освоенных промышленностью высоконадежныхэлементов со стабильными характеристи.ками.7 932508 8 целью расширения Функциональных воз- матора, управляющие входы блоков пеможностей за счет задания переменного ременных коэффициентов подключены к диапазона упреждения, в него введены выходам блока управления. блок управления и два блока переменных коэффициентов, первый из которых 6 Источники информации, включен. между выходом инвертора и пер принятые во внимание при экспертизе вым входом второго сумматора, вто, Авторское свидетельство СССР рой - между третьими выходами комму- У 691881, кл. С 06 С 7/30, 1977 (протаторов и третьим входом второго сум- тотип).10Составитель И. Шелиповаакто М. Ткач Техоеп 3, Фанта Козырек Бокш 110 Я, Москва, Ж, Р у1/5Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Ф Н РЗаказ 3786/70ВНИИП Тираж 732 И Государственнопо делам изобрете Подпио комитета СССРий и открытийа шская наб. ц,