RU2665906C1 - Self-tuning digital smoothing device - Google Patents
Self-tuning digital smoothing device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2665906C1 RU2665906C1 RU2017125653A RU2017125653A RU2665906C1 RU 2665906 C1 RU2665906 C1 RU 2665906C1 RU 2017125653 A RU2017125653 A RU 2017125653A RU 2017125653 A RU2017125653 A RU 2017125653A RU 2665906 C1 RU2665906 C1 RU 2665906C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- smoothing
- output
- unit
- subunit
- Prior art date
Links
- 238000009499 grossing Methods 0.000 title claims abstract description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 39
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 39
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 8
- 108010001267 Protein Subunits Proteins 0.000 abstract 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 6
- 244000309464 bull Species 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000012536 storage buffer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/17—Function evaluation by approximation methods, e.g. inter- or extrapolation, smoothing, least mean square method
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F15/00—Digital computers in general; Data processing equipment in general
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H17/00—Networks using digital techniques
- H03H17/02—Frequency selective networks
- H03H17/04—Recursive filters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Algebra (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для сглаживания стационарных и нестационарных случайных процессов.The invention relates to automation and computer technology and can be used to smooth stationary and non-stationary random processes.
Известно многоканальное цифровое сглаживающее устройство (а.с. СССР №686034, МПК G06F 15/32, бюл. №34, 1979), содержащее m последовательно соединенных каналов с параллельным накапливающим сумматором в каждом и формирователь тактов. Устройство функционально ограничено.Known multi-channel digital smoothing device (AS USSR No. 686034, IPC G06F 15/32, bull. No. 34, 1979), containing m series-connected channels with a parallel accumulating adder in each and a clock generator. The device is functionally limited.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является, выбранное в качестве прототипа, многоканальное цифровое сглаживающее устройство (а.с. СССР №748417, МПК G06F 15/32, бюл. №26, 1980), содержащее формирователь тактов и m последовательно соединенных каналов, каждый из которых содержит комбинационный сумматор и регистр. Устройство также функционально ограничено.The closest in technical essence to the claimed device is a multi-channel digital smoothing device (AS USSR No. 748417, IPC G06F 15/32, bull. No. 26, 1980), selected as a prototype, containing a clock generator and m channels connected in series , each of which contains a combination adder and a register. The device is also functionally limited.
Сглаживаемый входной дискретный сигнал, обычно аддитивной структуры, включает в себя флуктуации, шумы, помехи и выделяемую детерминированную основу (медиану) случайного процесса. Последняя может иметь широкий спектр изменения по скорости: от постоянной или медленно меняющейся до высокой. В аналогах и прототипе для повышения точности (эффективности) сглаживания, т.е. минимизации среднеквадратического отклонения (СКО), задают достаточно большое фиксированное число каналов сглаживания m (см. фиг. 4). Однако, если на вход устройства поступает нестационарная быстро меняющаяся дискретная последовательность (например, почти скачок), то на выходе устройства, в силу интегрирующего характера его работы, возникает фазовый сдвиг Δt (запаздывание) выходных дискрет, искажающий реальный ход изменения медианы процесса (см. Магданов Г.С. Об одном частном случае реализации оператора экспоненциального сглаживания/ СО АН СССР, Автометрия, №5, 1982, с. 85), причем Δt=mT, где Т - цикл работы устройства.The smoothed input discrete signal, usually of an additive structure, includes fluctuations, noise, interference, and a determined determinate basis (median) of a random process. The latter can have a wide range of changes in speed: from constant or slowly changing to high. In analogues and prototype to increase the accuracy (efficiency) of smoothing, i.e. minimization of standard deviation (RMS), specify a sufficiently large fixed number of smoothing channels m (see Fig. 4). However, if an unsteady, rapidly changing discrete sequence (for example, almost a jump) arrives at the input of the device, then, due to the integrating nature of its operation, a phase shift Δt (delay) of the output discrete occurs, distorting the actual course of the process median change (see Magdanov G.S. On one particular case of the implementation of the exponential smoothing operator / SB RAS AS, Avtometriya, No. 5, 1982, p. 85), moreover, Δt = mT, where T is the cycle of the device.
С увеличением числа (m) задействованных каналов сглаживания, т.е. повышения качества фильтрации случайных помех, увеличивается фазовый сдвиг и, как следствие (см. фиг. 5), снижается реакция устройства на изменение скорости медианы процесса (МП). Таким образом, степень сглаживания и реакция устройства на рост (или снижение) скорости МП являются противоречащими друг другу требованиями (см. Чуев Ю.В. «Прогнозирование количественных характеристик процессов» / «СР», 1975, гл. 4, с. 145-149).With an increase in the number (m) of smoothing channels involved, i.e. improving the filtering quality of random noise, the phase shift increases and, as a result (see Fig. 5), the response of the device to a change in the speed of the median process (MP) decreases. Thus, the degree of smoothing and the response of the device to an increase (or decrease) in the MP speed are conflicting requirements (see Chuyev Yu.V. “Forecasting the quantitative characteristics of processes” / “SR”, 1975, chap. 4, p. 145- 149).
Техническая задача для предлагаемого устройства заключается в автоматическом выборе величины степени сглаживания m (числа задействованных каналов сглаживания) обратно пропорциональной скорости медианы процесса, т.е. для стационарных и медленно меняющихся процессов степень сглаживания должна быть достаточно высокой, а для динамичных (быстро меняющихся) процессов ее следует выбирать минимальной.The technical problem for the proposed device is to automatically select the value of the degree of smoothing m (the number of smoothing channels involved) inversely proportional to the speed of the median of the process, i.e. for stationary and slowly changing processes, the degree of smoothing should be sufficiently high, and for dynamic (rapidly changing) processes, it should be selected as minimal.
Поэтому, в самонастраивающееся цифровое сглаживающее устройство, в состав которого входят: блок сглаживания, содержащий мультиплексор, регистр адреса и m=64 последовательно соединенных каналов, каждый из которых состоит из сумматора и регистра, выходы m=1, 2, 4, 8, 16, 32 и 64-го каналов заведены на информационные входы мультиплексора, адресный вход которого подключен к выходу регистра адреса, выход блока сглаживания является информационным выходом (уn), а вход первого канала - информационным входом (хn) устройства; субблок расчета скорости медианы процесса (МП), содержащий буфер регистровой памяти (предыстории входного дискретного процесса), блок инверторов, сумматор и схему формирования абсолютного значения скорости МП из блока инверторов и мультиплексора, выход которого является информационным выходом субблока; субблок подсчета приращений скорости процесса, содержащий два последовательно соединенных регистра хранения текущей y'n[(wT)] и предыдущей у'n[(w-l)T)] дискреты скорости МП, компаратор, два элемента И, 4-х разрядный счетчик приращений и третий элемент И; схема тактирования субблока подсчета приращений, содержащая элемент задержки, триггер, элемент И и регистр сдвига, для решения поставленной задачи введены субблок выбора степени сглаживания по скорости медианы процесса, содержащий компаратор, регистр сдвига, 4-х разрядный счетчик, блок инверторов, двухвходовой и трехвходовой элементы И; узел тактирования субблока выбора степени сглаживания, содержащий элемент задержки, трехвходовой элемент ИЛИ, триггер, генератор импульсов и элемент И; субблок коррекции степени сглаживания на отрицательной динамике (при снижении) скорости МП, содержащий триггер, первый элемент И, 7-ми разрядный счетчик, второй элемент И и инвертор, причем вход установки в «1» триггера субблока коррекции соединен с выходом третьего элемента И субблока подсчета приращений, а прямой выход триггера через инвертор заведен на третий вход трехвходового элемента И субблока выбора степени сглаживания, в котором на младший (первый) разряд регистра сдвига заведен высокий уровень логической «1», шина сдвига регистра, счетный вход счетчика, первый вход двухвходового элемента И и второй вход трехвходового элемента И подключены к выходу элемента И узла тактирования, шина установки в «0» счетчика и шина записи «1» в регистр сдвига соединены с тактирующим входом устройства, выход счетчика через блок инверторов заведен на вход регистра адреса блока сглаживания, а выход 4-го разряда счетчика - на второй вход двухвходового элемента И, выход которого соединен с шиной сброса в «0» регистра адреса блока сглаживания и со вторым входом элемента ИЛИ узла тактирования, шина записи в регистре адреса блока сглаживания подключена к первому входу элемента ИЛИ узла тактирования и к выходу трехвходового элемента И субблока выбора степени сглаживания, выход регистра сдвига которого подсоединен к первому (А) информационному входу компаратора с монтажным сдвигом на один разряд вправо (в сторону младших разрядов), второй (В) информационный вход компаратора, монтажно сдвинутый на (М) разрядов вправо (в сторону младших разрядов), подключен к выходу субблока расчета скорости МП, а управляющий выход соотношения (А>В) компаратора соединен с первым входом первого трехвходового элемента И субблока.Therefore, in a self-tuning digital smoothing device, which includes: a smoothing unit containing a multiplexer, an address register and m = 64 series-connected channels, each of which consists of an adder and a register, outputs m = 1, 2, 4, 8, 16 , 32 and 64 channels are connected to the information inputs of the multiplexer, the address input of which is connected to the output of the address register, the output of the smoothing unit is the information output ( n ), and the input of the first channel is the information input (x n ) of the device; a sub-block for calculating the speed of the median of the process (MP), containing a buffer of register memory (the history of the input discrete process), a block of inverters, an adder and a circuit for generating the absolute value of the speed of the MP from the block of inverters and multiplexer, the output of which is the information output of the sub-block; a sub-block for counting process speed increments, containing two series-connected storage registers for the current y ' n [(wT)] and the previous y' n [(wl) T)] MP speed samples, a comparator, two AND elements, a 4-bit increment counter, and third element AND; an increment counting subunit clocking circuit containing a delay element, a trigger, an AND element, and a shift register; to solve the problem, a subunit for selecting the degree of smoothing by the speed of the median of the process is introduced, containing a comparator, a shift register, a 4-bit counter, an inverter block, a two-input and a three-input And elements; a timing unit of a subunit for selecting a degree of smoothing, comprising a delay element, a three-input OR element, a trigger, a pulse generator, and an AND element; a subunit for correcting the degree of smoothing on the negative dynamics (with decreasing) of the MP speed, containing a trigger, a first element And, a 7-bit counter, a second element And, and an inverter, and the input to the “1” trigger of the correction subunit is connected to the output of the third element And the subunit increment counting, and the direct output of the trigger through the inverter is wired to the third input of the three-input element AND the subunit for choosing the degree of smoothing, in which the lowest (first) bit of the shift register has a high level of logical “1”, shift bus register , the counter counter input, the first input of the two-input element And and the second input of the three-input element And are connected to the output of the element And of the clock node, the setup bus at “0” of the counter and the write bus “1” to the shift register are connected to the clock input of the device, the counter output through the block of inverters is connected to the input of the register address of the smoothing unit, and the output of the 4th digit of the counter is connected to the second input of the two-input element And, the output of which is connected to the reset bus at “0” of the register address of the smoothing unit and is clocked with the second input of the OR element I, the write bus in the address register of the smoothing unit is connected to the first input of the OR element of the clock node and to the output of the three-input element AND subunit of choosing the degree of smoothing, the output of the shift register of which is connected to the first (A) information input of the comparator with the installation shift by one bit to the right (in side of the least significant bits), the second (B) information input of the comparator, mountingly shifted by (M) bits to the right (towards the least significant bits), is connected to the output of the subunit calculating the speed of the MP, and the control output of the ratio (A> ) Of comparator connected to the first input of the first AND gate trehvhodovogo subunit.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: фиг. 1 - блок-схема предлагаемого устройства; фиг. 2 - блок-схема одного канала блока сглаживания; фиг. 3 - схема формирования абсолютного значения скорости МП; фиг. 4 - метрологическая характеристика (эффективность) блока сглаживания на m=64 канала; фиг. 5 - реакция (фазовый сдвиг, запаздывание) устройства на скачок МП; фиг. 6 - пример оценки фазового сдвига (запаздывания) выходной дискреты устройства для разных скоростей медианы входного процесса; приложение 1 и 2 - результаты моделирования работы устройства на ЭВМ при обработке нестационарных случайных процессов.The invention is illustrated by drawings, which depict: FIG. 1 is a block diagram of the proposed device; FIG. 2 is a block diagram of one channel of a smoothing unit; FIG. 3 is a diagram of the formation of the absolute value of the MP speed; FIG. 4 - metrological characteristic (efficiency) of the smoothing unit on m = 64 channels; FIG. 5 - reaction (phase shift, delay) of the device to the MP jump; FIG. 6 is an example of estimating a phase shift (delay) of an output discrete device for different speeds of the median of the input process;
Известны формулы численного дифференцирования для равноотстоящих точек, выраженные через значения функции в этих точках (Демидович Б.П. и Марон И.А. Основы вычислительной математики. М., «ФМ», 1960, гл. XV, § 4, стр. 573), в частности, для трех точек имеем следующую формулу центральной производной:Formulas of numerical differentiation for equally spaced points are known, expressed in terms of the function values at these points (Demidovich B. P. and Maron I. A. Fundamentals of Computational Mathematics. M., “FM”, 1960, chap. XV, § 4, p. 573 ), in particular, for three points we have the following formula for the central derivative:
где уп, Уп-1, Уп-2 - соответственно, первая (текущая), вторая и третья (конечная) расчетные точки (ординаты) буфера хранения предыстории входной сглаженной дискретной последовательности.where y p , y p-1 , y p-2 - respectively, the first (current), second and third (final) calculated points (ordinates) of the storage buffer of the history of the input smoothed discrete sequence.
В численном анализе - это система равноотстоящих точек с шагом h, переходя в реальный масштаб времени и выбирая две точки (ординаты) буфера предыстории (текущую и конечную) получим следующую модификацию формулы вычисления скорости медианы сглаживаемого случайного процесса:In numerical analysis, this is a system of equally spaced points with a step h, going to the real time scale and choosing two points (ordinates) of the history buffer (current and final), we obtain the following modification of the formula for calculating the median speed of a smoothed random process:
где Н=2h - временной интервал замера скорости; уп и уп-Н - текущая и конечная ординаты буфера предыстории; Н=NT, где N - количество регистров в буфере, Т - цикл работы устройства.where H = 2h is the time interval for measuring speed; y p and y p-N - current and final ordinates of the history buffer; H = NT, where N is the number of registers in the buffer, T is the cycle of the device.
Устройство содержит (см. фиг. 1) блок сглаживания 1, состоящий из многоканального сглаживающего устройства 2 (см. авт. св. СССР №748417, кл. G06F 15/32, бюл. №26, 1980) каскадной структуры с m=64 последовательно соединенными каналами 3 (см. фиг. 2), каждый из которых содержит сумматор 4 и регистр 5, мультиплексора 6 и регистра 7 хранения адреса (к) числа задействованных каналов сглаживания m=2k; субблок 8 расчета скорости медианы процесса, содержащий буфер регистровой памяти предыстории процесса из N последовательно соединенных регистров 9, блок инверторов 10, сумматор 11 и схему 12 формирования абсолютного значения скорости (|у'п|) из блока инверторов 13 и мультиплексора 14; субблок 15 выбора степени сглаживания (m) по скорости медианы процесса, содержащий компаратор 16, регистр сдвига 17, счетчик 18, блок инверторов 19, двухвходовой элемент И 20 и трехвходовой элемент И 21; узел тактирования 22, включающий в себя элемент задержки 23, элемент ИЛИ 24, триггер 25, элемент И 26 и генератор импульсов 27 (fr); субблок 28 подсчета приращений скорости МП, содержащий последовательно соединенные регистры 29 и 30 (формирующие буфер предыстории приращений скорости МП), компаратор 31, два элемента И 32 и 33, 4-х разрядный счетчик 34 отрицательных приращений (снижения) скорости МП и третий элемент И 35; схема тактирования 36 субблока подсчета приращений, содержащая элемент задержки 37, триггер 38, элемент И 39 и регистр сдвига 40; субблок 41 коррекции степени сглаживания на отрицательной динамике (при снижении) скорости МП, содержащий триггер 42, первый элемент И 43, второй элемент И 44, 7-ми разрядный счетчик 45 и инвертор 46; информационные вход 47 (хn), выход 48 (уn) и тактирующий вход 49 (fт) устройства.The device contains (see Fig. 1) a
Алгоритм выбора величины степени (канала) сглаживания m обратно пропорциональной величине скорости медианы процесса построен на сравнении этих величин. Диапазон кодов степени сглаживания (1÷64) имеет семь фиксированных ступеней (каналов) m=1, 2, 4, 8, 16, 32 и 64 (см. фиг. 4), чтобы сделать код скорости медианы процесса соизмеримым с этим диапазоном, он делится на масштабный коэффициент Км:Vm=Vn/Км, где Vm - приведенная (виртуальная) скорость медианы процесса, причем ее максимальное значение не должно превышать предельного кода степени сглаживания в устройстве (m=64), т.е Vm макс.<64. Поскольку масштабный коэффициент Км зависит от емкости разрядной сетки аналого-цифрового преобразования (АЦП) входного сигнала, то для 12-ти разрядного АЦП: Км=4096/64=26, М=6; для 10-ти разрядного АЦП:Км=1024/64=24, М=4 и т.д.The algorithm for choosing the degree (channel) of smoothing m is inversely proportional to the speed value of the median of the process based on a comparison of these values. The range of smoothing degree codes (1 ÷ 64) has seven fixed steps (channels) m = 1, 2, 4, 8, 16, 32 and 64 (see Fig. 4) to make the median speed code comparable with this range, it is divided by the scale factor K m : V m = V n / K m , where V m is the reduced (virtual) speed of the median of the process, and its maximum value should not exceed the limit code of the degree of smoothing in the device (m = 64), t. e V m max . <64. Since the scale factor K m depends on the capacity of the bit grid of the analog-to-digital conversion (ADC) of the input signal, then for a 12-bit ADC: K m = 4096/64 = 2 6 , M = 6; for a 10-bit ADC: K m = 1024/64 = 2 4 , M = 4, etc.
Операция приведения кода скорости медианы процесса к требуемому диапазону (0÷64) путем деления ее на масштабный коэффициент производится монтажно - путем сдвига выходных шин субблока 8 расчета скорости МП на М разрядов вправо при вводе их на второй информационный вход компаратора 16 субблока 15 выбора степени сглаживания. Такая операция на блок-схеме (см. фиг. 1) обозначена кружочком.The operation of bringing the speed code of the median of the process to the required range (0 ÷ 64) by dividing it by a scale factor is performed by editing - by shifting the output buses of
Цикл работы устройства состоит из одного такта, тактирующий импульс (fт) со входа 49 устройства инициирует работу блока сглаживания 1, каждый канал которого реализует оператор экспоненциального сглаживания yn=1/2(xn+yn-1). Степень (канал) сглаживания m=2k выбирается мультиплексором 6 в соответствии с кодом адреса канала к=0÷6 в регистре 7. Ордината уn, предварительно сглаженного входного случайного процесса, с выхода 4-го канала блока 1 поступает в первый регистр 9 блока регистровой памяти субблока 8 расчета скорости процесса, одновременно производится перезапись (сдвиг) предшествующих ординат в соседние регистры 9 (т.е. формируется предыстория процесса), по формуле (2) рассчитывается скорость медианы процесса, а на выходе субблока 8 устанавливается ее абсолютное значение Vn. Тактирующий сигнал (fт) со входа 49 записывает «1» в первый (младший) разряд регистра сдвига 17, обнуляет счетчик 18 субблока 15 выбора степени (канала) сглаживания и установкой в «1» триггера 25 инициирует работу узла тактирования 22. Последний - вырабатывает от генератора 27 серию минитактов (fr), причем fr>>fт, первый и последующие из которых сдвигают «1» в регистре сдвига 17 влево на один разряд, формируя в нем потактно (S=l÷7), позиционный код А=2S-1, который в компараторе 16 сравнивается с кодом приведенной скорости процесса В=Vm, одновременно в счетчике 18 идет подсчет количества поступивших импульсов сдвига (S). Вышеперечисленные операции будут продолжаться до выполнения в компараторе 16 соотношения (А>В), высокий уровень («1») выходного сигнала которого, в этом случае, через трехвходовой элемент И 21 разрешит запись в регистр адреса 7 канала блока сглаживания 1 (через блок инверторов 19) инверсного кода счетчика 18 к=S, т.е. выберется канал сглаживания (m), соответствующий скорости медианы процесса. Одновременно, этим же сигналом минитакта с выхода элемента И 21 через элемент ИЛИ 24 обнулится триггер 25, завершив тем самым работу узла тактирования 22 и субблока 15 в этом такте. Инверсия кода количества сдвигов в счетчике 18 делает степень (номер канала) сглаживания m=2k обратно пропорциональной скорости медианы процесса (см. таблицу).Device operation cycle consists of one clock cycle, timing pulse (f T) from the
При отрицательной динамике (снижении, спаде) скорости МП, т.е. при переходе с любой скорости МП на меньшую, например, почти нулевую (стационарную) субблок 15 почти сразу устанавливает максимальную степень (канал) сглаживания m=64. Однако, в составе выходной дискреты этого канала, долгое время, доля прошлых дискрет с более высокими весами будет превалировать над долями текущих (свежих, с малыми весами) дискрет нового стационарного режима (см. фиг. 2, а.с. СССР №686034, кл. G06F 15/32, бюл. №34, 1979). Отсюда, существенный фазовый сдвиг (запаздывание) на выходе устройства в начале стационарного режима (см. Приложение 1 и 2, колонки 9 (dYm) и 10 (dYk), такты W=410÷473).With a negative dynamics (decrease, decline) of the MP velocity, i.e. when switching from any speed of the magnetic field to a lower one, for example, almost zero (stationary)
Субблок 28 определяет момент начала отрицательной динамики, т.е. переход на другую (меньшую) скорость МП, путем подсчета в 4-х разрядном счетчике 34 подряд восемь только отрицательных приращений (А<В) скорости МП: Δy'n=y'n[wT]-y'n[(w-1)]. Положительные приращения (А>В) обнуляют счетчик 34. Схема тактирования 36 с выхода регистра сдвига 40 формирует серию минитактов («а», «в» и «с») для инициации работы субблока 28. Высокий уровень («1») выхода 4-го разряда счетчика 34 разрешит минитактом «с» установить в «1» триггер 42 (dd=l) субблока 41 коррекции степени сглаживания на отрицательной динамике, который инверсным выходом 46 запретит запись (к) на новом стационарном режиме в регистр адреса 7, в последнем останется адрес (к) кода канала (степени) сглаживания предыдущего скоростного режима с минимальным (или существенно меньшим) фазовым сдвигом. Через 64 такта (ΔТ=64Т - интервал достаточный для смены текущих дискрет блока сглаживания 1 новой информацией) 7-й разряд счетчика 45 очередным тактовым сигналом со входа 49 обнулит триггер 42 (dd=0), последний инверсным выходом 46 разрешит работу субблока 15 на других скоростных режимах.
Для исключения неопределенности в работе блока сглаживания 1 при возможном превышении скорости МП (например, при скачке) максимального кода степени сглаживания Vm макс.>64 (m=64) выход 4-го разряда счетчика 18 (S=8) позволит через элемент И 20 очередному импульсу минитакта сбросить в «0» счетчик адреса 7 (к=0) - на выходе блока сглаживания установится минимальная степень (канал) сглаживания (m=1).To eliminate the uncertainty in the operation of the smoothing
В приложении 1 и 2 приведены результаты моделирования работы устройства на ЭВМ:
гдеWhere
Zn - случайный процесс, характеризующий помеху;Z n is a random process characterizing the interference;
Yw - детерминированная основа (эталон) сглаживаемого случайного процесса (СП) Хп;Y w - deterministic basis (standard) of the smoothed random process (SP) X p ;
Ym - выходная дискрета сглаженного СП, медиана процесса (МП). Y m - output discrete smoothed SP, median of the process (MP).
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Самонастраивающееся цифровое сглаживающее устройствоAPPENDIX 1. Self-adjusting digital smoothing device
Результаты моделирования работы устройства при обработке (сглаживании) нестационарного случайного процесса (СП).The results of modeling the operation of the device during processing (smoothing) of a non-stationary random process (SP).
Параметры СП: Объем реализации n=500; Среднее квадратич. отклонение σ[Хn]=9.SP parameters: Sales volume n = 500; Mean square deviation σ [Xn] = 9.
Параметры устройства: Временной интервал замера скорости H=NT=10T. Константа перехода на динамику (ТГ=1)при снижении скорости СП: Nd>10. Время (при ТГ=1) коррекции сглаженного СП после начала динамики Tkor=64T. Масштабный коэффициент приведения Км=8=23, М=3.Device parameters: Time interval for measuring speed H = NT = 10T. The transition constant to the dynamics (TG = 1) with a decrease in the velocity of the joint venture: Nd> 10. The time (at TG = 1) of the correction of the smoothed SP after the beginning of the dynamics is Tkor = 64T. The scale reduction coefficient Km = 8 = 2 3 , M = 3.
Н=10Т, М=3[Км=8], Tkor=64T, Nd=10T, Yw(Makc)=7350.H = 10T, M = 3 [Km = 8], Tkor = 64T, Nd = 10T, Yw (Makc) = 7350.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Самонастраивающееся цифровое сглаживающее устройствоAPPENDIX 2. Self-tuning digital smoothing device
Результаты моделирования работы устройства при обработке (сглаживании) нестационарного случайного процесса (СП). Параметры СП: Объем реализации n=500; Среднее квадратич. отклонение σ[Хn]=9.The results of modeling the operation of the device during processing (smoothing) of a non-stationary random process (SP). SP parameters: Sales volume n = 500; Mean square deviation σ [Xn] = 9.
Параметры устройства: Временной интервал замера скорости H=NT=10T. Константа перехода на динамику (ТГ=1)при снижении скорости СП: Nd>10. Время (при ТГ=1) коррекции сглаженного СП после начала динамики Tkor=64T. Масштабный коэффициент приведения Км=8=23, М=3.Device parameters: Time interval for measuring speed H = NT = 10T. The transition constant to the dynamics (TG = 1) with a decrease in the velocity of the joint venture: Nd> 10. The time (at TG = 1) of the correction of the smoothed SP after the beginning of the dynamics is Tkor = 64T. The scale reduction coefficient Km = 8 = 2 3 , M = 3.
Н=10Т, М=3[Км=8], Tkor=64T, Nd=10T, Yw(Маkс)=7347.H = 10T, M = 3 [Km = 8], Tkor = 64T, Nd = 10T, Yw (Max) = 7347.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017125653A RU2665906C1 (en) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | Self-tuning digital smoothing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017125653A RU2665906C1 (en) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | Self-tuning digital smoothing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2665906C1 true RU2665906C1 (en) | 2018-09-04 |
Family
ID=63460066
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017125653A RU2665906C1 (en) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | Self-tuning digital smoothing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2665906C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2786204C1 (en) * | 2022-08-15 | 2022-12-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" | Digital smoother |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU686034A1 (en) * | 1977-05-10 | 1979-09-15 | Предприятие П/Я М-5953 | Multichannel digital smoothing device |
SU748417A1 (en) * | 1978-06-12 | 1980-07-15 | Предприятие П/Я М-5953 | Multichannel digital smoothing device |
SU864292A1 (en) * | 1979-10-26 | 1981-09-15 | Научно-Исследовательский Институт Прикладных Физических Проблем Белорусского Государственного Университета Им. В.И.Ленина | Digital smoothing device |
SU1092520A1 (en) * | 1983-01-07 | 1984-05-15 | Предприятие П/Я М-5619 | Digital smoothing device |
RU2010325C1 (en) * | 1991-02-06 | 1994-03-30 | Ульяновское государственное особое конструкторское бюро "Альфа" | Digital computing device |
US20050130224A1 (en) * | 2002-05-31 | 2005-06-16 | Celestar Lexico- Sciences, Inc. | Interaction predicting device |
RU2455682C1 (en) * | 2011-07-08 | 2012-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) | Digital predictor |
-
2017
- 2017-07-17 RU RU2017125653A patent/RU2665906C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU686034A1 (en) * | 1977-05-10 | 1979-09-15 | Предприятие П/Я М-5953 | Multichannel digital smoothing device |
SU748417A1 (en) * | 1978-06-12 | 1980-07-15 | Предприятие П/Я М-5953 | Multichannel digital smoothing device |
SU864292A1 (en) * | 1979-10-26 | 1981-09-15 | Научно-Исследовательский Институт Прикладных Физических Проблем Белорусского Государственного Университета Им. В.И.Ленина | Digital smoothing device |
SU1092520A1 (en) * | 1983-01-07 | 1984-05-15 | Предприятие П/Я М-5619 | Digital smoothing device |
RU2010325C1 (en) * | 1991-02-06 | 1994-03-30 | Ульяновское государственное особое конструкторское бюро "Альфа" | Digital computing device |
US20050130224A1 (en) * | 2002-05-31 | 2005-06-16 | Celestar Lexico- Sciences, Inc. | Interaction predicting device |
RU2455682C1 (en) * | 2011-07-08 | 2012-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) | Digital predictor |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2786204C1 (en) * | 2022-08-15 | 2022-12-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" | Digital smoother |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2451328C1 (en) | Adaptive digital predictor | |
RU2450343C1 (en) | Digital predicting and differentiating device | |
RU2455682C1 (en) | Digital predictor | |
RU2446454C1 (en) | Digital predictor | |
JP2018101869A (en) | Delay circuit, count value generation circuit and physical quantity sensor | |
RU2665906C1 (en) | Self-tuning digital smoothing device | |
WO2018081945A1 (en) | Method for detecting background noise of sensor, and device thereof | |
RU2517322C1 (en) | Adaptive digital predicting and differentiating device | |
RU2475831C1 (en) | Adaptive digital predicting and differentiating device | |
RU2622852C1 (en) | Adaptive digital smoothing and predictive device | |
RU2517317C1 (en) | Adaptive digital predicting and differentiating device | |
RU2477887C1 (en) | Digital predictor | |
RU2626338C1 (en) | Adaptive digital smoothing and predictive device | |
RU2535467C1 (en) | Adaptive digital differentiating and predicting device | |
RU2680217C1 (en) | Digital predictor | |
RU2446461C2 (en) | Digital predictor | |
RU2470359C1 (en) | Digital predicting and differentiating device | |
RU2665908C1 (en) | Adaptive smoothing device | |
JP7233636B2 (en) | Data quantization processing method, device, electronic device and storage medium | |
RU2459241C1 (en) | Digital predictor | |
RU2444123C1 (en) | Adaptive smoothing device | |
RU2629643C2 (en) | Adaptive digital predictor | |
RU2714613C1 (en) | Adaptive digital smoothing device | |
RU2720219C1 (en) | Adaptive digital predictive device | |
RU2643645C2 (en) | Digital predictive device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190718 |