Устройство для определения экстремумов функций

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ройствах автоматического регулирования, Цель изобретения - расширение области применения за счет идентифицирования экстремумов входныхфункций без определения абсолютнойвеличины. Устройство содержит триреверсивных счетчика, шесть элементов И, элемент ИЛИ, одновибратор сповторным запуском, управляющийэлемент, содержащий генератор опорной частоты, счетчик-делитель натри и дешифратор. Устройство нахо-.дит экстремальные точки входной функции, представленной изменяющимсяво времени число-импульсным сигналом, за счет использования сигналов,формирующихся на выходах обратногопереноса реверсивных счетчиков прикоммутации входного сигнала и свойстводновибратора с повторным запуском,3 ил. ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(46) 23,08,86, Бюл. У 31 (71) Специализированный проектный конструкторско-технологический институт по разработке и внедрению автоматизированных систем для оборудования с программным управлением (72) С.Ф.Танасиенко и И.О.Абугов (53) 681.325(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР йф 849200, кл. С 06 Р 7/00, 1979.Авторское свидетельство СССР Ф 351212, кл. С 06 Р 7/02, 1971.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯЭКСТРЕМУМОВ ФУНКЦИЙ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике иможет быть использовано в информационно-измерительных системах и уст 801252771 А 150 Счетчик Интервал времени т,т,т,+ 0 10 50 55 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах и в устройствах автоматического регулирования, наиболее целесообразно применение изобретения в тех случаях, когда требуется определить точку экстремума и его характер (максимум или минимум) без определения абсолютной величины экстремума, как это часто требуется в системах экстремального регулирования.Цель изобретения - расширение области применения эа счет идентифицирования экстремумов входных функций без определения абсолютной величины.На фиг, 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема узла управления, на фиг. 3 - временные диаграммы работы устройства. Устройство содержит реверсивныесчетчики 1, 2 и 10, элементы И Э, 4,6, 7, 11 и 12, информационный вход5 устройства, элемент ИЛИ 8, узел9 управления, одновибратор 13 с повторным запуском, выход 14 устройства.Узел 9 управления содержит генератор 15 опорной частоты, счетчикделитель 16 на три, дешифраТор 17,выходы 18,Устройство работает следующимобразом.Импульсы с выхода генератора 15опорной частоты (фиг, 2) делятсясчетчиком-делителем 16 на три и поступают на входы дешифратора 17. Частота колебаний генератора 15 опорной частоты прямо пропорциональначастоте следования входных импульсов устройства и выбирается исходяиэ требований к точности определения момента экстремума. Например,если минимальная частота следованиявходных импульсов устройства равнаР и требуется определить экстремумис погрешностью не более 17, то частота опорного генератора Р, определяется соотношением Рб Рщ, /100.На временных диаграммах работыустройства (фиг. 3) изображен входной сигнал генератора 15 опорной частоты (а), выходные сигналы дешифратора 17, являющиеся выхбдными сигналами управляющего узла 9 (фиг.1). 25 30 35 40 45 Иэ рассмотрения временных диаграмм следует, что в любой момент времени на одном иэ выходов управляющего узла 9 сформирован сигнал, на двух других выходах сигналы отсутствуют. Соединения выходов управляющего узла 9 с входами входных элементов И 3, 4 и 11 и установочными входами реверсивных счетчиков 1, 2 и 10 обеспечивают изменение режимов работы счетчиков согласно таблице,Примечание: +-работа счетчика в режиме суммирования, "-" - работа в режиме вычитания; 0 - сброс счетчика в 0".Таким образом, каждый иэ реверсивных счетчиков 1, 2 и 10 в течение трех периодов следования импульсов генератора 15 опорной частоты проходит три режима работы: суммирование количества импульсов входного сигнала, вычитание количества импульсов входного сигнала; установка в "0", Использование выходов обратного переноса реверсивных счетчиков 1, 2 и 10 для нахождения экстремальных точек входной функции, представленной изменяющимся во времени число-импульсным сигналом, основано на свойстве реверсивных счетчиков ( например, микросхем К 155 ИЕ 7 в соответствующем включении) формировать на укаэанном выходе сигнал в том случае, когда число вычитаемых импульсов превысит на единицу число ранее просуммированных счетчиком импульсов. На фиг. Зж изображена входная функция устройства как изменяющаяся во времени частота следования входных импульсов. При увеличении частоты входного сигнала устройства на вход, например, первого реверсивного счетчика 1 в режиме вычитания (фиг, Зе, интервал Т) всегда поступает больше импульсов, чем ранее поступило в режим суммирования771 з 1252 (фиг, Зе, интервал Т). Поэтому на выходе обратного переноса этого счетчика каждый раз н интервалах, подобных Т будет появляться импульс, поступающий на первый вход 5 второго выходного элемента И 7. Аналогично ведут себя второй реверсивный счетчик 2 в интервале Т 5 и третий ренерсивный счетчик 10 в интервале Т сигналы с выходов кото рых поступают на первые входы соответственно третьего выходного и пер ного выходного элементов И 12 и 6. Реализованная в устройстве коммутация выходных сигналов управляющего 5 узла 9 обеспечивает прохождение на один нз входов элемента ИЛИ 8 выходного сигнала именно того реверсивного счетчика 1, 2 или 1 О, который н данном интервале времени 20 (фиг, Зе интервалы Т Т, Тз и им подобные) находится в режиме вычитания входных импульсов устройства, Следонательно, на ныходе элемента ИЛИ 8 формируются сигналы с периодом следования импульсов генератора 15 опорной частоты до момента , (фиг. Зж и). Эти импульсы поступают на вход одновибратора 13 с повторным запуском, Если длитель ность собственного импульса указанного одновибратора несколько (на 5- 103) превышает длительность периода генератора 15 опорной частоты,то до прихода следующего выходного импульса элемента ИЛИ 8 одновибратор 13 с повторным запуском не успевает изменить свое состояние, на его выходе постоянно будет сформирован единичншй сигнал (фиг. Зц до момен та Г., ). В качестве подобного одновибратора может быть использована, например, микросхема К 155 АГЗ.Как только частота входного сигнала устройства перестает увеличи ваться ( или начинает уменьшаться), импульсы на выходах обратного переноса ренерсинных счетчиков 1, 2 и 10 перестают формироваться, поскольку из содержимого любого счетчика, 50 накопленного н предыдущий период сум. миронания этим счетчиком, н текущем периоде будет вычитаться меньшеечисло, Сигналы ца первые входы выходных элементов И 6, 7 и 12 не посту пают, на входе одцонибратора 13 с повторным запуском сигналы отсутствуют и он переключается н нулевое состаяцие - сигнал ца выходе 14 устройстпа (фиг, З1момент Г, ). Изэтого следует, что отрицательный перепад напряжения на выходе 14 устрсйстна идентифицирует момент достижениявходной функцией максимума, Когда частота входного сигнала устройствавновь начинает увеличиваться (фиг,ЗАмомент С ), на выходах обратного переноса реверсивных счетчиков 1, 2 и1 О начинают формироваться описанныевыше сигналы, которые обуславливаютпоявление сигнала на выходе элементаИЛИ 8 (фиг. ЗО момент),которыйидентифицирует момент достижениявходной функцией устройства минимума, Очевидно, что выходной сигналустройства аналогичен выходному сигналу традиционного сигнум-реле. Формула и з обретения Устройство для определения экстре. мумон функций, содержащее первый и второй ренерсивцые счетчики, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены с информационным входом устройства, ныход первого элемента И подключен к суммирующему входу первого реверсивного счетчика, выход второго элемента И - к нычитающему входу первого и суммирующему входу второго ренерсинцых счетчиков, элемент ИПИ, третий и четвертый элементы И, выходы которых соответственно соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ, узел управления, первый выход которого подключен к второму входу первого элемента И и первому входу четвертого элемента И, второй выход узла упранлеция подключец к второму входу второго и первому входу третьего элементов И, о тл и ч а ю щ е е с я тем что, с целью расширения области примецеция за счет определения экстремумов входных функций без опрепелеция абсолютной неличицы узел управления содержит генератор опорной частоты, счетчик-делитель на три и дешифратор, причем выход генератора опорной частоты соедицец сп счетным входом счетчика-делителя ца трц, выходы разрядов которого подклюзсцн к входам дешифратора первый и второй выходы которого являются перным и вторым выходами узла управления, в устройство дсполцитс.пьцо введены31 г одновибратор с повторным запуском, пятый и шестой элементы И и третий реверсивный счетчик, суммирующий вход которого подключен к выходу пятого элемента И и к вычитающему входу второго реверсивного счетчика, а вычитающий вход - к выходу первого элемента И, первый вход пятого элемента И соединен с информационныч входом устройства, а второй - с первым входом шестого элемента И, с входом установки в "0" первого реверсивного счетчика и с третьим выходом дешиАратора узла управления,52771первый и второй выходы которогосоответственно соединены с входамиустановки в 0 второго и третьего реверсивных счетчиков, выходыобратного переноса первого, второго и третьего реверсивных счетчиковподключены к вторым входам соответственно третьего, шестого и четвертого элементов И, выход шестого эле мента И соединен с третьим входомэлемента ИЛИ, выход которого соединен с входом одновибратора с повторгным запуском, выход которого является выходом устройства.1252771 е я сигналауюррйщЯ ддааУ зле юею 7 сии 8дьаод 14УпР/7 аа Ь 2. 3 орректор В.Бутяга каэ 4620/48 Подписикомитета СССРоткрытийкая наб д. 4/5 тавителв А Апекактор В,Петраш Техред М.Ходанич Тираа 671 ВНИИПИ Государственно по делам иэобретений 13035, Москва, Ж, Ра%ад гвчеращпра. ОПОрО/ аскюлы рф дыхпды счвпцонай//7 еля,. , на тра 1д/АРЙ ешорр гпора,огород, ул, Проектная, 4