Устройство для аппроксимации функций

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиизСоциапистичесникРеспубпин(22)Заявлено 10.10.80 (21) 2992317/18-2 чс присоединением заявки Эй(51)М. Кл,6 06 Г 15/353 ЗЬЧРВарстивыВ квеитет СССР в двлан изебретеей и еарытнй(53) УДК 681, .325(088.8) ППРОКСИИАЦИИ ФУНКЦИЙ 5 Й) УСТРОЙСТВО Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для кусочно-линейной аппроксимации производных Функций, заданных цифровым кодом ординат, следующих через произвольные интервалы аргумента.Известно устройство для аппроксимации функций, содержащее цифроаналоговый преобразователь, сумматор, интегратор, блок умножения, блоки памяти и ключи 13.Устройство осуществляет кусочно- линейную аппроксимацию по значениям ординат, заданных в цифровой форме и следующих через произвольные интервалы, однако обладает пониженной точ. ностью иэ-за наличия инструментальных ошибок, связанных с аналоговым характером обработки информации,Известно также устройство для ап проксимации функций, содержащее регистры, счетчики, цифроаналоговые преобразователи, генератор импульсов, дешифратор, элементы задержки и элементы И и ИЛИ С 2.Недостатком устройства также является пониженная точность аппроксимации из-за наличия инструментальных погрешностей, связанных с нестабильностью опорных напряжений выходного цифроаналогового преобразователя и наличием выбросов напряжения при смене кодов ординат.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для аппроксимации функций, содержащее регистр узловых значений ординат, вход обну" ления которого соединен с выходом обнуления вычитающего блока и с первым входом элемента И, подключенного вторым входом к выходу генератора импульсов, а выходом - к сигнальномУ входу управляемого делителя частоты, сОединенного выходом со счетным вхо дом реверсивного счетчика, подключенного выходами разрядов к входам выходного цифроаналогового преобра 93448зователя и к первой группе входоввычитающего блока, выход знака разности которого соединен с входом управления реверсов реверсивного счетчика, вторая группа входов подключена через последовательно соединенныеблок памяти и дешифратор к выходамрегистра узловых значений ординат,а выходы кода разности вычитающего.блока соединены с управляющими вхо фдами управляющего делителя частоты..Режим аппроксимации функций непосредственно по кодам узловых значений ординат, поступающих на регистр,является частным случаем работы этого устройства (например, когда коды,выбираемые из блока памяти, совпадают с кодами, поступающими на регистр) Г 3 3Недостатком данного устройства является пониженная точность кусочнолинейной аппроксимации, что обусловлено выборкой кодов узловых значений ординат через равные интервалыизменения аргумента. 25Цель изобретения - повышение точности аппроксимации путем произвольного задания интервалов аппроксимации,Указанная цель достигается тем,что в устройство для аппроксимациифункций, содержащее регистр узловыхзначений ординат, вход обнуления которого соединен с выходом обнулениявычитающего блока и с первым входомЗ 5элемента И, подключенного вторым входом к выходу генератора импульсов, авыходом - к сигнальному входу управляемого делителя частоты, соединенного выходом со счетным входом реверсивного счетчика, подключенного выходами разрядов к входам выходногоцифроаналогового преобразователя ик первой группе входов вычитающегоблока, выход знака разности которого45соединен с входом управления реверсом реверсивного счетчика, дополнительно введены регистр текущего интервала и блок деления, соединенныйпервой группой разрядных входов свыходами кода разности вычитающего5 Облока, второй группой разрядных входов - с выходами регистра текущегоинтервала, стробирующим входом - свыходом обнуления вычитающего блокаи с входом обнуления регистра текущего интервала, а выходами - с управляющими входами управляемого делителя частоты, причем вторая группа 1 4входов вычитающего блока подключенак выходам регистра узловых значенийординат.На чертеже изображена блок-схемаустройства для аппроксимации Функций.Устройство содержит генератор 1импульсов, элемент И 2, управляемыйделитель 3 частоты, реверсивный счетчик 4, выходной цифроаналоговый преобразователь 5 , вычитающий блок 6,регистр 7 узловых значений ординат,блок 8 деления и регистр 9 текущегоинтервала, Вход обнуления регистра 7соединен с выходом 10 обнуления вычитающего блока 6, стробирующим входом блока 8 деления, входом обнуления регистра 9 и с первым входом элемента И 2. Элемент И 2 подключен вторым входом к выходу генератора 1, авыходом - к сигнальному входу управляемого делителя 3, соединенного управляющими входами с выходами блока 8 деления, а выходом - со счетнымвходом счетчика 4. Выходы разрядовсчетчика 4 подключены к входам выходного цифроаналоговогопреобразователя 5 и к первой группе входов вычитающего блока 6. Последний соединен второй группой входов с выходамирегистра 7, выходом 11 знака разности - с входом управления реверсомсчетчика 4, а выходами 12 кода разности - с первой группой разрядныхвходов блока 8 деления, подключенноговторой группой разрядных входов к выходам регистра 9Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии счетчик 4и регистры 7 и 9 обнулены. Соответственно на выходе 10 обнуления блока 6, вычисляющего разность кодовординат, поступающих с регистра 7 исчетчика 4, Формируется сигнал, который закрывает элемент И 2, а на стробирующий вход блока 8 деления подаетразрешение на деление, Длительностьсигнала с выхода 10 определяетсявременем, необходимым для установки коэффициента передачи в делителе3 частоты.При поступлении на входы регистра7 узловых значений ординат х; параллельного кода х, в вычитающем блоке 6вычисляется разность кодов (х-х 1).На выходе 10 блока 6 формируется задний фронт сигнала обнуления, Вычисленная разность (х-хо) поступает на5 93448 6 первую группу входов блока 8 деления. шение точности аппроксимации за счет Одновременно с поступлением на ре- соответствующего выбора величин ингистр 7 кода хна входы регистра 9 тервалов, а также расширение области текущего интервала поступает код теку возможного применения устройства. щего значения интервала аппроксимацииЙ го 1 . С выхода регистра 9 код М1 О,1поступает на вторую группу входов формула изобретения блока 8 деления, формирующего код согласно формуле Уст 35 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 698012, кл. С 06 6 7/30, 1978.2. Авторское свидетельство СССРМ 398969, кл. С 06 О 7/28, 19713. Авторское свидетельство СССР.по заявке Ю 28550 14/18-24,кл. С 06 Г 15/34, 1979 (прототип).(х,-хо)СО 13 м СО 43в соответствии с которым устанавливается коэффициент передачи делителя 3 частоты на первом участке аппроксимации. Задним фронтом импульса с выхода 10 блока 6 регистры 7 и 9 обнуляются, элемент И 2 открывается и импульсы с выхода генератора 1 через делитель 3 частоты начинают поступать на счетчик 4, Выходной код счетчика 4 преобразуется цифроаналоговым преобразователем 5 в выходной сигнал.При совпадении кода счетчика 4 и кода х на выходе 10 блока 6 фор мируется передний фронт сигнала обнуления, по которому элемент И 2 закрывается и подается сигнал разрешения в блок 8 деления для вычисления коэффициента передачи делителя Зф 3 частоты на следующем участке аппрок симации. Вычисление коэффициента передачи на 1-ом. участке в блоке 8 осуществляется по формуле Ь;-ч-,)Г 1-1,11 Г 4 ;На последующих участках аппроксимации устройство работает аналогично.При изменении знака крутизны фуне40 ции в узловых точках разность кодов х+ и х изменяет знак и признак знака крутизны с выхода 11 блока 6 управляет реверсом счетчика 4.Установка устройства в исходное45 состояние осуществляется подачей на входы регистров 7 и 9 нулевого кода.Таким образом, предлагаемое устройство для аппроксимации функций позволяет осуществить ступенчато-линейную аппроксимацию функций, задавае 50 мых параллельными кодами ординат, следующих через произвольные интервалы аргумента, что обеспечивает повыроиство для аппроксимации функций, содержащее регйстр узловых значений ординат, вход обнуления которо. го соединен с выходом обнуления вычитающего блока и с первым входом элемента И, подключенного вторым входом к выходу генератора имульсов, а выходом - к сигнальному входу управляемого делителя частоты, соединенного выходом со счетным входом ревер. сивного счетчика, подключенного выходами разрядов к входам выходного цифроаналогового преобразователя и к первой группе входов вычитающего блока, выход знака разности которо. го соединен с входом управления реверсом реверсивного счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности аппроксимации путем произвольного задания интервалов аппроксимации, в него допол. нительно введены регистр текущего интервала и блок деления, соединенный первой группой разрядных входов с выходами кода разности вычитающего блока, второй группой разрядных входов - с выходами регистра текущего интервала, стробирующим входом - с выходом обнуления вычитающего блока и с входом обнуления регистра текущего интервала, а выходами - с управляющими входами управляемого делителя час" тоты, причем вторая группа входов . вычитающего блока подключена к выхо" дам регистра узловых значений орди" нат.93448 Составитель С, КазиновТехред И. Гайду Корректор А, Гриценко ор Н. Заказ 3937/45 аж 731 Государственного кониелам изобретений и от Москва, Ж, Рауюск Подписноетета СССРрытийя наб., д. Ти ВНИИПтететееетеа а ее Веететететелиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,