Устройство для определения наибольших и наименьших значений функций

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОРИА ЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 010 19) ц 06 Р 15/3 НИЕ ИЗОБРЕТЕ НА ущих значений соединен с первымсумматора и информационным входом коммутатора, выход которого под-ключен к входу регистра акстремальных значений, второй вход сумматора является инюрмацнонным входом устройства, о тличающее ся тем, что, спелые ;увеличения помехозаякщенности устройства, в него введены блок вычитания и выходной коммутатор, причем входы блока вычитания соединены соответственно с вы-. ходами регистров текущих и экстремальных значений, а выход подключен к первому входу алемента ИЛИ, выход которого соединен с управлянидим входом коматора ходом сумм тора тера и, ра тек входом мут а коммутарого под- С" ремальных ния исслединен с х значе 00 значений,устройствадуемой фувторым вхний ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Куйбышевский политехническийинститут им,В,В,Куйбышева и Сызранский турбостроительный завод(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 402001, кл. С, 06 Р 15/36, 1971.2. Авторское свицетельство СССРВ 903896, кл. ( 06 Г 15/36; 1980(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАИБОЛЬШИХ И. НАИМЕНЬШИХЗНАЧЕНИИ ФУНКИИЙ, содержащее регистр текущих значений, блок умнойения,триггер, сумматор, регистр экстремальных значений, коммутатор, причем первыйвход значения исследуемой функции устройства соединен с первым входом блька умножения, второй вход которого подключен к выходу триггера, выход региста второй вход - с вы, счетным входом тригкадим входом выходногонформационный вход котовыходу регистра акста выход является вых, второй вход значенкции устройства соеодом регистра текуаиматор, регистр, экстремальных значений, коммутатор, причем первый вход значения исследуемой функции устройства соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого подключен к выходу триггера, выход регистра текущих значений соединен с первым входом сумматора и информационным входом коммутатора, выход которого подключен к входу регистра экстремальных значений, второй вход сумматора является информационным входом устройства, введены блок вычитания и выходной коммутатор, причем входы блока вычитаниясоединены соответственно с выходами регистров текущих и экстремальных значе - ний, а выход подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединенс управляющим входом коммутатора, авторой вход - с выходом сумматора,счетным входом триггера и управляющимвходом выходного коммутатора, информационный вход которого подключен к выходу регистра экстремальных значений,а выход является выходом устройства,второй вход значения исследуемой функции устройства соединен с вторым входом регистра текущих значений.На фиг. 1 дана функциональная элек рическая схема устройства; на фиг. 2 график входного напряжения; на фиг. 3 схема коммутатора,Устройство содержит блок 1 умножения, триггер 2, регистр 3 текущих значений, сумматор 4, коммутатор 5, блок 6вычитания, элемент ИЛИ 7, регистр 8 экстремальных значений коммутатор 9. Устройство работает следующим образом.. В исходном состоянии в регистрах 3 и8 хранятся нули по всем разрядам, коммутаторы 5 и 9 закрыты по управлякьщим входам. На третий вход устройства подан постоянный сиг нал, соответствующий пороговому напряжению (фиг.2). На выходе устройства сигнал также отсуствует. На первый вход устройства поступает код, соответствующий значению исследуемой функции, причем знаковыйразряд кода поступает через первый входустройства и блок 1 умножения. Такая коммутация позволяет на выходе регистра 3 текущих значений поцучать сигналАК А К(1 )12 (1) где А равно + 1 в исходном состоянииА=1 фК .:1 - й входной код исследуемой фун(с 1.кции без знакового разряда.е 1088010 2Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использованопри разработке специализированной вычис лительной и измерительной аппаратуры,предназначенной для определения наибольших и наименьших значений функции на5заданном интервале, например, определениянаибольших и наименьших значений корреляционных функций на кажпом периопе колебаний.1 ОИзвестно устройство для экстремумовфункций, содержащее регистр текущегозначения, регистр экстремального значения, сумматор, коммутатор, схему сравнения С 13,15Недостатком этого устройства является фиксирование всех локальных максимумов и минимумов, хотя некоторые изних могут являться результатом воэдейстия случайных помех, Это приводит к20снижению точности определения характеристик исследуемой функции Кроме того, при исследовании переходных процессов важно знать, сколько периодовколебаний совершит переходная функция25прежде, ячем закончится переходнои про.цесс. Однако устройства, фиксирующиевсе существующие экстремумы, определяют число периодов с погрешностями.Наиболее близким по техническомурешению к предлагаемому является устройство для определения экстремумовфункций, содержащее регистр текущегозначения, сумматор, коммутатор, блокумножения, регистр экстремальных значений и триггер, причем информационнный 35вход устройства соединен с первыми входами блока умножения и сумматора, выход которого соединен с входом регистра текущих значений, выход которого подключен к второму входу сумматора и 40информационным входам коммутаторов,выход которого соединен со входом регистра экстремальных значений, выходблока умножения подключен к управляющему входу коммутатора и счетнымвходом триггера, выход которого подключен к второму входу блока умножения 23.Недостатком известного устройстватакже является погрешность, возникающая при определении наибольших и наименьших значений функций.Белью изобретения является увеличение помехозащищенности устройства.Поставленная цель достигается тем, 55что в устройство для определения экстремумов, содержащее регистр текущих.значений, блок умножения, триггер, сум31088Коммутатор 5 разрешает прием выходного сигнала регистра 3 текущих значений под воздействием управляющих сиг налов, поступакицих с выхода элемента ИЛИ 7, входы которого подключены к5 знаковым разрядам блока 6 вычитания и сумматора .4, причем управляющий сигнал с блока 6 вычитания определяется твк;0= К- АК (2) где Х -.сигнал с выхода регистра 3; ОАК - сигнал с выхода регистра 3,определяемый выражением (1).Управляющий сигнал сумматора 4: Тогда на выходе устройства будет появляться сигнал в том случае, если исследуемая функция сменит знак и ее значение превысит Пороговый уровень В это же время изменится код, хранящийся в регистре 8. Кроме того, в регистре 8 ход изменяется и в том случае, когда поступающий на первый и второй входы устройства код превышает любой из ранее пришедших по абсолютной величине.Рассмотрим работу устройства при поступлении на вход устройства цоследовательности кодов (фиг.2). Длительность цикла работы устройства определяется4 частотой поступления входных сигнвпов, .Нулевой цикл: . =О,В регистре 8 код не изменится. Нв выходе устройства сигнал не изменится,=7.АК = - К(7)ф Х= К(5); Ое= Х-АкеОв СО: (с Щ+ АК;ОО, В регистре 8 код изменится; с " -К(7).1= 8.АК = -К(8)3 х = -К(7) 0 е = Ф- АК;ОеО; Ою=ВР +АК; Ос) О.Не изменится состояние регистров 8 и прв= 9, (= 10.11.АК = - К(11); Х = -К(7);Ов = Х - АК; ЦЕ . О; О = 02+ АК;.О (О.Раэрешакаций сигнал с выхода сумматора 4 разрешил прохождение содержимого реггистра 8 (т.е. - К(7) на выходе устройИс.= ЮЮ+ АК (3) где 21) - пороговый сигнал, поступающий на третий вход устройства;АК - сигнал, снимаемый с выходарегистра 3.Этот сигнал Ос управляет коммутатором 9 и триггером 2.Активные уровни будут, если0 со и 0 со,(4)/ АК =К(0);, Х=Ор К(0) ) Ор Ое = х - АК; Ое сО;.и = 0 З+ АК;070; 1 Ц) ) О, . 5 Так как ОЕ(0, то через коммутатор 5 в регистр 8 будет занесен код АК, т.е..Х =АК =К(0).На этом нулевой цикл работы заканчивается, и с приходом следующего сиг О нала наинетя новый цикл:1= 1.АК = К(1); х- К(О);Ое = х - Ак; ца) 0; О =33+ Ак;0 оф 1 К 1 1 Ко . 55 Состояние регйстров 3 и 8 не изменяется и на выходе устройства сигнал отсуствует. 010 4ЙюАК = К(2); Х = К(0)3Оа =. Х - АК; аР О; а, = ВЮ+АК;010.,т.е. несмотря на то, что К(2) соответствует локальному экстремальному значению, он не будет зарегистрирован устройтвом,.1= 3.АК = А(3); Х К(ОЦОЕ = Х -АК; 06 ЪО;ОС=ЗЭ+АК;ОсФфК(3) также не будет эарегистрировайустройством, так квк состояние регистров3 и 8 не изменится.= 4,АК = К(4)р х= К(0);0 е = х - АК; Ое0; 0, ЙД+ АК;Несмотря на то, что знак исследуемойфункции изменялся, на выходе .устройства сигнал будет отсутствов.вть, так какего абсолютная величина не превышаетзначение 83) . Введение порогового уровня также приводит к увеличению помехоэвщищенности и, как следствие, точности,Своевременная и правипьная идентификация корреляционной функции позволит по случайным копебаниям нижней прижимной рамы определить неразмалываемые включения, износ размольных валков и другие отклонения От нормальной работы мельницы. Это позволит своевременно остановить мельницу и устранить неисправ ности, что увеличивает срок службы оборудования,5 108ства, смену содержимого регистра 8,смену знака А и т, а.Таким образом, иэ 12-ти коцов(фиг. 2)будуч зафиксированы К(0); К(7), соотвегствующие наибольшему и наименьшому значению функции.Как следует иэ описания работы устройства, все операции по пересылке содержимого из одного регистра в другойипи из регистра на выход Осуществляются 10за один такт работы, который определяется быстродействием элементов и узлов,входящих в устройство, и частотой следования входйых кодов. Коды пересылаются параллельно по информационным шинам (на фиг.1 они показаны двойной линией). Управлякецие сигналы, соответствукзцие одному разряду, поступают на. блоки в соответствии о одинарными линиями на фиг.1. 20Устройство может быть реализованос применением средств вычислительнойтехники: сумматоров, блоков вычитанияна 8 разрядов, Й -разрядных коммутаторов, трнггера, управляемого по счетному входу, одноразрядного блока умножения. С выхода устройства параллельныйкод может быть подключен к регистрирующему прибору, либо к ийтерфейсу ЭВМдпя дальнейшей обработки в системе . 30контропя, управления и т,д. ЭлементИЛИ 7 сиужит для развязки унравляюпах входов коммутаторов 5 и 9. В элементе ИЛИ 7 выполняется логическаяопераюэм В=С+2, где С и Э - входныекоды; В - выходной код (без инверсии).Структурная схема К -разрядного коммутатора включает управляющий вход 10,информационный вход 11разрядов, элемент НЕ 12, схему 13 совпадения по М,40К -разрядный выход 14,8010 ЬКоммутатор работает спедукаам образом.Если на управляюшем входе сигналотрицательной попярности (активный уровень), то входной сигнал через вход 11,схему 13, элемент НЕ 12 поступит на выход 14.Если на управляющем входе 10 сигнал положительной полярносфГН то на элементе 13 нет совпадения, и на выход 14 входной сигнал с входа 11 не поступитИспользование новых элементов-блока вычитания, второго коммутатора, элемента ИЛИ позволяет увеличить точность определения наибольших, и наименьших значений функций, снизить временные .затраты по выбору их из всех локальных экстремумов, высвободить машинное время для решения других задач прн подключении предлагаемого устройства в качестве блока первичной Обработки информации. Все это приводит, к повышению эффективности анализа состояния объекта, описываемого исследуемой функцией, например, определения характеристик.и вида корреляционной функции случайного процесса, описывающего колебания нижней прижимной рамы среднеходной углеразмольной мельницы..Егоро орректор Ю.Макарен ПодписнСЖР д,4/5 1 иал ППП фПатентф, г.Ужо ул.Проектная,4 аз 2674/46 Тираж 699 ВНИИЙИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушскан