RU2204861C1

RU2204861C1 - Rank predicator

Info

Publication number: RU2204861C1
Application number: RU2001129757/09A
Authority: RU
Inventors: Д.В. Андреев
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2001-11-02
Publication date: 2003-05-20

Abstract

FIELD: automatic and analog computer engineering. SUBSTANCE: device that can be used for building functional assemblies of analog computers, automatic monitoring and control means, and analog processors provides for identifying minimal, super-minimal, sub-maximal, and maximal values of analog data signal. Device has three relators of which first and third relators are built around comparator, two EXCLUSIVE OR gates, making and breaking switches; second relator has comparator, two Boolean EXCLUSIVE OR gates, making and breaking switches. EFFECT: enlarged functional capabilities. 1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для построения функциональных узлов аналоговых вычислительных машин, средств автоматического регулирования и управления, аналоговых процессоров и др. The invention relates to automation and analog computing and can be used to build functional units of analog computers, means of automatic regulation and control, analog processors, etc.

Известны ранговые предикаторы (см. например рис.7а на стр. 41 в книге Алгоритмы и устройства обработки сигналов и автоматизация проектирования. Сб. научных трудов. Таллинн: АН Эстонии, 1991 г.), которые идентифицируют супраминимальное значение информационного аналогового сигнала. Rank predictors are known (see, for example, Fig. 7a on page 41 in the book Algorithms and signal processing devices and design automation. Collection of scientific papers. Tallinn: Academy of Sciences of Estonia, 1991), which identify the supraminimum value of an informational analog signal.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных ранговых предикаторов, относится ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется идентификация минимального, субмаксимального или максимального значения информационного аналогового сигнала. The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using known rank predictors is limited functionality, due to the fact that identification of the minimum, submaximal, or maximum value of the information analog signal is not performed.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является, принятый за прототип, ранговый предикатор (рис.76 на стр. 41 в книге Алгоритмы и устройства обработки сигналов и автоматизация проектирования. Сб. научных трудов. Таллинн: АН Эстонии, 1991г.), который содержит три релятора и идентифицирует субмаксимальное значение информационного аналогового сигнала. The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is the rank predictor adopted for the prototype (Fig. 76 on page 41 in the book Algorithms and signal processing devices and design automation. Collection of scientific papers. Tallinn: Academy of Sciences of Estonia, 1991 .), which contains three relays and identifies the submaximum value of the information analog signal.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется идентификация минимального, супраминимального или максимального значения информационного аналогового сигнала. The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using the prototype is limited functionality due to the fact that identification of the minimum, supraminimum or maximum value of the information analog signal is not performed.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения идентификации минимального, супраминимального, субмаксимального или максимального значения информационного аналогового сигнала. The technical result of the invention is the expansion of functionality by providing identification of the minimum, supraminimum, submaximal or maximum value of the information analog signal.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в ранговом предикаторе, содержащем три релятора, состоящих из компаратора, первого ключа, выполненного замыкающим, и второго ключа, выполненного размыкающим, в первом и третьем реляторах и из компаратора, первого ключа, выполненного замыкающим, второго и третьего ключей, выполненных размыкающими, во втором реляторе, входы и выходы ключей являются соответствующими входами и выходами реляторов, первый и второй компараторные входы каждого из которых образованы соответственно неинвертирующим и инвертирующим входами компаратора, вторые компараторные входы трех реляторов подключены к информационному входу рангового предикатора, идентифицирующий вход которого образован объединенными первым, вторым входами первого релятора, подключенного первым и вторым выходами соответственно к второму и объединенным первому, третьему входам второго релятора, третий и объединенные первый, второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами третьего релятора, подключенного первым и вторым выходами к выходу рангового предикатора, особенность заключается в том, что в каждый релятор введены первый и второй булевые элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, подключенные первыми входами к выходу компаратора, выход и второй вход первого булевого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с управляющим входом первого ключа и первым настроечным входом релятора, подключенного вторым настроечным входом к второму входу второго булевого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого в первом и в третьем реляторах соединен с управляющим входом второго ключа, а во втором реляторе - с управляющим входом второго и третьего ключей, первые и вторые настроечные входы трех реляторов подключены соответственно к первому и второму настроечным входам рангового предикатора. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the rank predictor containing three relators, consisting of a comparator, the first key made closing, and the second key made breaking, in the first and third relators and the comparator, the first key made closing, the second and third keys, made disconnecting, in the second relator, the inputs and outputs of the keys are the corresponding inputs and outputs of the relators, the first and second comparator inputs of each of which are If the comparator non-inverting and inverting inputs, respectively, the second comparator inputs of the three relators are connected to the information input of the rank predictor, the identifying input of which is formed by the combined first, second inputs of the first relator, connected by the first and second outputs respectively to the second and combined first, third inputs of the second relay, the third and the combined first, second outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the third relay, connected by the first and the second outputs to the output of the rank predictor, the peculiarity is that the first and second Boolean elements EXCLUSIVE OR are connected to each relator, connected by the first inputs to the output of the comparator, the output and the second input of the first Boolean element EXCLUSIVE OR are connected respectively to the control input of the first key and the first tuning input of the relator connected by the second tuning input to the second input of the second Boolean element EXCLUSIVE OR, the output of which in the first and third relators is connected to the control stroke of the second switch and the second relator - the control input of the second and third keys, first and second tuning inputs three relators respectively connected to first and second tuning inputs predicator rank.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна". The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the set of essential features of the analogue, allowed to identify the set of essential distinguishing features in relation to the applicant’s technical result in the claimed device set forth in the claims. Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:
- дополнение известного средства какой-либо известной частью (частями), присоединяемой (присоединяемыми) к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;
- замена какой-либо части (частей) известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;
- исключение какой-либо части (элемента) средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата;
- увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов;
- выполнение известного средства или его части (частей) из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала;
- создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed device from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not derive explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of the technical result is not revealed from the prior art determined by the applicant, in particular, the following transformations are not provided for by the claimed invention:
- addition of a known product by any known part (s) attached to it according to known rules to achieve a technical result in respect of which the effect of such additions is established;
- replacement of any part (s) of a known product with another known part to achieve a technical result, in respect of which the effect of such a replacement is established;
- the exclusion of any part (element) of the product with the simultaneous exclusion of the function due to its presence and the achievement of the usual result for such exclusion;
- an increase in the number of elements of the same type to enhance the technical result due to the presence in the tool of just such elements;
- the implementation of a known tool or part (s) of a known material to achieve a technical result due to the known properties of this material;
- the creation of a tool consisting of known parts, the choice of which and the relationship between them are based on known rules, recommendations, and the technical result achieved in this case is due only to the known properties of the parts of this tool and the relationships between them.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменении ее вида. Имеется в виду случай, когда известен факт влияния каждого из указанных признаков на технический результат, и новые значения этих признаков или их взаимосвязь могли быть получены исходя из известных зависимостей, закономерностей. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". The described invention is not based on a change in the quantitative characteristic (s), the presentation of such signs in relationship, or a change in its form. This refers to the case when the fact of the influence of each of these characteristics on the technical result is known, and new values of these signs or their relationship could be obtained on the basis of known dependencies and patterns. Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На фиг.1 представлена схема предлагаемого рангового предикатора. На фиг. 2 изображены схемы двухключевого (фиг.2а) и трехключевого (фиг.26) реляторов, которые использованы в предлагаемом предикаторе. Figure 1 presents a diagram of the proposed rank predictor. In FIG. 2 shows diagrams of a two-key (Fig. 2a) and a three-key (Fig. 26) relators that are used in the proposed predictor.

Ранговый предикатор содержит три релятора l₁,...,l₃. Каждый релятор содержит компаратор 2, подсоединенный неинвертирующим и инвертирующим входами соответственно к первому и второму компараторным входам релятора, первый и второй булевые элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3₁ и 3₂, первый и второй ключи 4₁и 4₂, выполненные соответственно замыкающим и размыкающим, релятор (фиг.2б) дополнительно содержит третий ключ 4₃, выполненный размыкающим, входы и выходы ключей являются соответствующими входами и выходами реляторов, первый и второй настроечные входы каждого из которых образованы соответственно вторыми входами элементов 3₁ и 3₂, подключенных первыми входами к выходу компаратора 2, выход элемента 3₁ соединен с управляющим входом ключа 4₁, a выход элемента 3₂ - с управляющим входом ключа 4₂ в двухключевом реляторе (фиг.2а) или с управляющим входом ключей 4₂, 4₃ в трехключевом реляторе (фиг.2б). Первые и вторые настроечные входы трех реляторов подключены соответственно к первому и второму настроечным входам рангового предикатора, информационный и идентифицирующий входы которого образованы соответственно объединенными вторыми компараторными входами трех реляторов и объединенными первым, вторым входами релятора 1₁, подсоединенного первым и вторым выходами соответственно к второму и объединенным первому, третьему входам релятора 1₂, третий и объединенные первый, второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входами релятора 1₃, подсоединенного первым и вторым выходам к выходу рангового предикатора.The rank predictor contains three relators l ₁ , ..., l ₃ . Each relator contains a comparator 2 connected by non-inverting and inverting inputs respectively to the first and second comparator inputs of the relator, the first and second Boolean elements EXCLUSIVE OR 3 ₁ and 3 ₂ , the first and second keys 4 ₁ and 4 ₂ , respectively made closing and opening, the relator (figb) additionally contains a third key 4 ₃ made disconnecting, the inputs and outputs of the keys are the corresponding inputs and outputs of the relators, the first and second tuning inputs of each of which are formed respectively by the inputs of the elements 3 ₁ and 3 ₂ connected by the first inputs to the output of the comparator 2, the output of the element 3 _{1 is} connected to the control input of the key 4 ₁ , and the output of the element 3 ₂ is connected to the control input of the key 4 ₂ in the two-key relay (Fig. 2a) or with the control input of the keys 4 ₂ , 4 ₃ in the three-key relay (Fig.2b). The first and second tuning inputs of the three relators are connected respectively to the first and second tuning inputs of a rank predictor, the information and identification inputs of which are formed by the combined second comparator inputs of the three relators and the combined first, second inputs of the relay 1 ₁ connected by the first and second outputs respectively to the second and the combined first, third inputs of the relator 1 ₂ , the third and the combined first, second outputs of which are connected respectively to the first and the second inputs of the relator 1 ₃ connected to the first and second outputs to the output of the rank predictor.

Работа предлагаемого рангового предикатора осуществляется следующим образом. На первые компараторные входы реляторов l₁,...,l₃ подаются соответственно аналоговые сигналы (напряжения) х₁,...,х₃; на информационный и идентифицирующий входы предикатора подаются соответственно информационный аналоговый сигнал (напряжение) х, значения которого подлежат идентификации, и идентифицирующий аналоговый сигнал (напряжение) у; на первом, втором настроечных входах предикатора фиксируются соответственно необходимые настроечные сигналы f₁, f₂∈{ 0,1}. Если f₁=0 (f₁=1) и сигнал на первом компараторном входе релятора больше либо меньше сигнала на его втором компараторном входе, то ключ 4₁ соответственно замкнут (разомкнут) либо разомкнут (замкнут). Если f₂=0 (f₂=1) и сигнал на первом компараторном входе релятора больше либо меньше сигнала на его втором компараторном входе, то ключи 4₂, 4₃ соответственно разомкнуты (замкнуты) либо замкнуты (разомкнуты). Таким образом, предлагаемый ранговый предикатор будет воспроизводить операцию

где ext= min при f₁=0, f₂=1; ext=supramin при f₁=f₂=1; ext. submax при f₁=f₂=0; ext=max при f₁=1, f₂=0.The work of the proposed rank predictor is as follows. The first comparator inputs of the relators l ₁ , ..., l ₃ are fed respectively analog signals (voltages) x ₁ , ..., x ₃ ; the information and identifying inputs of the predictor are supplied respectively with the information analog signal (voltage) x, the values of which are to be identified, and the identifying analog signal (voltage) y; at the first and second training inputs of the predictor, the necessary training signals f ₁ , f ₂ ∈ {0,1} are fixed respectively. If f ₁ = 0 (f ₁ = 1) and the signal at the first comparator input of the relator is more or less than the signal at its second comparator input, then the key 4 _{1 is} respectively closed (open) or open (closed). If f ₂ = 0 (f ₂ = 1) and the signal at the first comparator input of the relay is more or less than the signal at its second comparator input, then the

keys

4 ₂ , 4 _{3 are} respectively open (closed) or closed (open). Thus, the proposed rank predictor will reproduce the operation

where ext = min with f ₁ = 0, f ₂ = 1; ext = supramin with f ₁ = f ₂ = 1; ext. submax when f ₁ = f ₂ = 0; ext = max for f ₁ = 1, f ₂ = 0.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый ранговый предикатор обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает идентификацию минимального, супраминимального, субмаксимального или максимального значения информационного аналогового сигнала. The above information allows us to conclude that the proposed rank predictor has wider functionality compared to the prototype, as it provides identification of the minimum, supraminimum, submaximal or maximum value of the information analog signal.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в области автоматики и аналоговой вычислительной техники в качестве функционального узла аналоговых вычислительных машин, систем автоматического регулирования и управления и др.;
- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.Thus, the above information indicates the following conditions are met when using the claimed device:
- a tool embodying the claimed device in its implementation, is intended for use in industry, namely in the field of automation and analog computing as a functional unit of analog computers, automatic control systems and others;
- for the claimed device in the form described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application or known prior to the priority date is confirmed;
- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived by the applicant technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

A rank predictor comprising three relators, consisting of a comparator, a first key made by a closing and a second key made by a disconnecting in the first and third relators and from a comparator, a first key made by a closing, a second and third keys made by a breaking, in a second relator , the inputs and outputs of the keys are the corresponding inputs and outputs of the relators, the first and second comparator inputs of each of which are formed respectively by the non-inverting and inverting inputs of the comparator, the second computer The inputs of the three relators are connected to the information input of the rank predictor, the identifying input of which is formed by the combined first, second inputs of the first relator connected by the first and second outputs, respectively, to the second and combined first, third inputs of the second relay, the third and combined first, second outputs of which are connected respectively with the first and second inputs of the third relator, connected by the first and second outputs to the output of the rank predictor, characterized in that each relat the first and second EXCLUSIVE OR boolean elements are connected, connected by the first inputs to the output of the comparator, the output and the second input of the first EXCLUSIVE OR Boolean element are connected respectively to the control input of the first key and the first tuning input of the relator connected to the second input of the second Boolean EXCLUSIVE second relay input whose output in the first and third relators is connected to the control input of the second key, and in the second relator - to the control input of the second and third keys, the first The three tuning inputs of the three relators are connected respectively to the first and second tuning inputs of the rank predictor.