RU2675906C1 - Квазилинейный адаптивный экстраполятор - Google Patents

Квазилинейный адаптивный экстраполятор Download PDF

Info

Publication number
RU2675906C1
RU2675906C1 RU2017144065A RU2017144065A RU2675906C1 RU 2675906 C1 RU2675906 C1 RU 2675906C1 RU 2017144065 A RU2017144065 A RU 2017144065A RU 2017144065 A RU2017144065 A RU 2017144065A RU 2675906 C1 RU2675906 C1 RU 2675906C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
storage unit
multiplication
adder
Prior art date
Application number
RU2017144065A
Other languages
English (en)
Inventor
Андрей Александрович Костоглотов
Сергей Валерьевич Лазаренко
Игорь Владимирович Пугачев
Алексей Сергеевич Корнев
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет", (ДГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет", (ДГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет", (ДГТУ)
Priority to RU2017144065A priority Critical patent/RU2675906C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2675906C1 publication Critical patent/RU2675906C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06G—ANALOGUE COMPUTERS
    • G06G7/00—Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
    • G06G7/12—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers
    • G06G7/30—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for interpolation or extrapolation
    • 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
    • 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)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области цифровой обработки информации и может быть использовано для экстраполяции положения движущихся объектов. Техническим результатом является повышение точности оценки, устойчивости и снижение объема вычислительных затрат. Устройство содержит пять запоминающих блоков, три блока умножения, сумматор. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области цифровой обработки информации и может быть использовано для экстраполяции положения движущихся объектов.
Известен линейный экстраполятор, содержащей ячейки памяти, блоки умножения, цифроаналоговые преобразователи, выходной сумматор (см. SU № 691882 МПК6 G06G7/30, опубл. 15.10.79) Это устройство имеет узкие функциональные возможности, т.к. при произвольных характеристиках блоков не всегда возможно настроить устройство для выполнения функций экстраполятора.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является экстраполятор, используемый для процессов, которые аппроксимируются многочленом, имеющим конечную производную, равную нулю, и содержащий: запоминающие устройства, вход экстраполятора, сумматор, выход экстраполятора, вычислительные блоки и соответствующие связи между ними (см. SU № 415672 A1, МПК6 G06G7/30, опубл. 15.02.74). основу прототипа положено полиномиальное представление экстраполируемого процесса, что не отражает его истинного закона изменения, а лишь является его аппроксимацией на ограниченном участке наблюдения.
Задача изобретения - повышение точности оценки, устойчивости и снижение объема вычислительных затрат в сравнении с «альфа-бета» фильтром.
Сущность изобретения заключается в том, что квазилинейный адаптивный экстраполятор, содержащий блоки: первый запоминающий блок, вход которого является первым входом устройства, выход первого запоминающего блока соединен с первым входом первого блока умножения, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход которого соединён со вторым входом второго запоминающего блока и также является выходом устройства, второй вход устройства соединен с первым входом второго запоминающего блока, выход которого соединен со вторым входом первого запоминающего блока и со вторым входом второго блока умножения, выход которого соединен со вторым входом сумматора, третий вход устройства соединён со входом третьего запоминающего блока, выход которого соединён со вторым входом первого блока умножения, четвертый вход устройства соединён со входом четвертого запоминающего блока, выход которого соединен с первым входом второго блока умножения, пятый вход устройства соединён со входом пятого запоминающего блока, выход которого соединён с первым входом третьего блока умножения, выход которого соединен с третьим входом блока сумматора, шестой вход устройства соединен со вторым входом третьего блока умножения.
Техническим результатом является повышение точности оценки, устойчивости и снижение объема вычислительных затрат в сравнении с «альфа-бета» фильтром, что достигается введением в него дополнительного запоминающего устройства, которое является входом экстраполятора, выход которого соединён со вторым входом первого блока умножения.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена структурная схема квазилинейного адаптивного экстраполятора.
Структурная схема квазилинейного адаптивного экстраполятора состоит из: первого входа устройства, которое соединено с запоминающим блоком 1, выход которого соединен с блоком умножения 2, выход которого соединен с сумматором 3, выход которого является выходом устройства, а также соединен с запоминающим блоком 4, выход которого соединен с запоминающим блоком 1 и блоком умножения 5, второй вход устройства соединен с запоминающим блоком 4, третий ход устройства соединен с запоминающим блоком 6, четвертый вход устройства соединен с запоминающим блоком 7, пятый вход устройства соединен с запоминающим блоком 8, выход которого соединен с блоком умножения 9, шестой вход устройства соединен с блоком умножения 9.
В основу построения изобретения положено выражение, полученное с использованием объединенного принципа максимума (см. Костоглотов А.А., Кузнецов А.А., Лазаренко С.В., Ценных Б.М. Анализ функционирования фильтра объединенного принципа максимума при сопровождении маневрирующей цели // Труды XII всероссийского совещания по проблемам управления. ВСПУ-2014, Москва ИПУ РАН, 16–19 июня 2014. С. 378-338.)
(1)
где
Figure 00000001
 – текущий момент времени,
Figure 00000002
– результат наблюдения координаты объекта,
Figure 00000003
 – текущее значение оценки координаты объекта, где
Figure 00000004
 ,
Figure 00000005
 и
Figure 00000006
 – постоянные коэффициенты, определяемые согласно (Костоглотов А.А., Кузнецов А.А., Лазаренко С.В., Ценных Б.М. Анализ функционирования фильтра объединенного принципа максимума при сопровождении маневрирующей цели // Труды XII всероссийского совещания по проблемам управления. ВСПУ-2014, Москва ИПУ РАН, 16–19 июня 2014. С. 378-338).
Выражение (1) получено в (Костоглотов А.А., Кузнецов А.А., Лазаренко С.В., Ценных Б.М. Анализ функционирования фильтра объединенного принципа максимума при сопровождении маневрирующей цели // Труды XII всероссийского совещания по проблемам управления. ВСПУ-2014, Москва ИПУ РАН, 16–19 июня 2014. С. 378-338).
С использованием требования соответствия любой физически реализуемой траектории движения вариационному принципу Гамильтона - Остроградского.
Квазилинейный адаптивный экстраполятор работает следующим образом. За один такт, равный шагу экстраполяции, до начала работы экстраполятора на его входы к запоминающим блокам 6, 7 и 8, с третьего, четвертого и пятого входов устройства подаются значения
Figure 00000004
 ,
Figure 00000005
 и
Figure 00000006
 соответственно, на входы к запоминающим блокам 1 и 4 с первого и второго входов устройства подается значение оценки
Figure 00000007
, численно равное предварительно измеренному значению
Figure 00000008
. Указанные значения задерживаются в запоминающих блоках 1 и 4 на один такт, по истечении которого на выходах запоминающих блоков 1 и 4 формируются значения
Figure 00000009
и
Figure 00000010
, соответственно, а на выходах запоминающих блоков 6, 7 и 8 – значения
Figure 00000004
 ,
Figure 00000005
 и
Figure 00000006
, соответственно. При этом значение
Figure 00000010
 поступает на второй вход блока умножения 5, и на второй вход запоминающего блока 1. На выходе блока умножения 2 формируется значение
Figure 00000011
, поступающее на первый вход блока сумматора 3. С выхода блока умножения 5 значение
Figure 00000012
 поступает на второй вход сумматора 3. При поступлении с шестого входа устройства текущего результата измерения наблюдаемой координаты
Figure 00000013
 поступающего на второй вход блока умножения 9, с выхода которого формируемое значение
Figure 00000014
, поступает на третий вход сумматора 3. При этом на выходе сумматора 3 формируется экстраполируемое значение
Figure 00000015
, поступающее на выход устройства и на второй вход запоминающего блока 4, с выхода которого через один такт оно уже в виде значения
Figure 00000010
 поступает на второй вход запоминающего блока 1 и второй вход блока умножения 5. При этом значения
Figure 00000005
 ,
Figure 00000016
 и
Figure 00000013
 подаются на входы к запоминающим блокам 7, 8 и блоку умножения 9, с четвертого, пятого и шестого входов соответственно через каждый такт, а значение
Figure 00000007
 на входы к запоминающим блокам 1 и 4 с первого второго входа устройства не подается.

Claims (1)

  1. Квазилинейный адаптивный экстраполятор, содержащий блоки: первый запоминающий блок, вход которого является первым входом устройства, выход первого запоминающего блока соединен с первым входом первого блока умножения, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход которого соединён со вторым входом второго запоминающего блока и также является выходом устройства, второй вход устройства соединен с первым входом второго запоминающего блока, выход которого соединен со вторым входом первого запоминающего блока и со вторым входом второго блока умножения, выход которого соединен со вторым входом сумматора, третий вход устройства соединён со входом третьего запоминающего блока, выход которого соединён со вторым входом первого блока умножения, четвертый вход устройства соединён со входом четвертого запоминающего блока, выход которого соединен с первым входом второго блока умножения, пятый вход устройства соединён со входом пятого запоминающего блока, выход которого соединён с первым входом третьего блока умножения, выход которого соединен с третьим входом блока сумматора, шестой вход устройства соединен со вторым входом третьего блока умножения.
RU2017144065A 2017-12-15 2017-12-15 Квазилинейный адаптивный экстраполятор RU2675906C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017144065A RU2675906C1 (ru) 2017-12-15 2017-12-15 Квазилинейный адаптивный экстраполятор

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017144065A RU2675906C1 (ru) 2017-12-15 2017-12-15 Квазилинейный адаптивный экстраполятор

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2675906C1 true RU2675906C1 (ru) 2018-12-25

Family

ID=64753759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017144065A RU2675906C1 (ru) 2017-12-15 2017-12-15 Квазилинейный адаптивный экстраполятор

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2675906C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2780197C1 (ru) * 2021-09-02 2022-09-20 Антон Сергеевич Пеньков Экстраполятор с адаптацией по целевому функционалу

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU415672A1 (ru) * 1971-07-02 1974-02-15
SU1003108A1 (ru) * 1981-10-23 1983-03-07 Предприятие П/Я А-7672 Экстрапол тор
WO2010046742A1 (en) * 2008-10-24 2010-04-29 Topcon Gps, Llc Base data extrapolator to operate with a navigation receiver in real-time kinematic (rtk) and differential global positioning system (dgps) modes
RU2601143C1 (ru) * 2015-05-25 2016-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" Адаптивный экстраполятор

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU415672A1 (ru) * 1971-07-02 1974-02-15
SU1003108A1 (ru) * 1981-10-23 1983-03-07 Предприятие П/Я А-7672 Экстрапол тор
WO2010046742A1 (en) * 2008-10-24 2010-04-29 Topcon Gps, Llc Base data extrapolator to operate with a navigation receiver in real-time kinematic (rtk) and differential global positioning system (dgps) modes
RU2601143C1 (ru) * 2015-05-25 2016-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" Адаптивный экстраполятор

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2780197C1 (ru) * 2021-09-02 2022-09-20 Антон Сергеевич Пеньков Экстраполятор с адаптацией по целевому функционалу

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Miao et al. A new parallel implementation for particle filters and its application to adaptive waveform design
JP2015215336A (ja) 測定センサ用高速接触検出器
Wang et al. A vision-based fully-automatic calibration method for hand-eye serial robot
RU2675906C1 (ru) Квазилинейный адаптивный экстраполятор
RU2601143C1 (ru) Адаптивный экстраполятор
JP2018146351A (ja) マルチセンサシステム、センサバイアス推定装置、センサバイアス推定方法及びセンサバイアス推定プログラム
Sun et al. Self-tuning weighted measurement fusion white noise deconvolution estimator and its convergence analysis
Li et al. A survey of maneuvering target tracking using Kalman filter
Wang et al. Best linear unbiased estimation algorithm with Doppler measurements in spherical coordinates
RU2707960C1 (ru) Вероятностный вычислитель координаты
Mikhailovskaya et al. Bicompact monotonic schemes for a multidimensional linear transport equation
Meng et al. Performance bounds of extended target tracking in cluttered environments
Li et al. Covariance intersection fusion state estimator for descriptor and non descriptor systems
CN109434835B (zh) 一种基于低延迟输出反馈模型的机器人预测控制方法
Ran et al. Self-tuning measurement fusion filter for multisensor ARMA signal and its convergence
Isshiki From integral representation method (IRM) to generalized integral representation method (GIRM)
Saho Fundamental properties and optimal gains of a steady-state velocity measured α-β tracking filter
RU2613623C1 (ru) Устройство терминального управления на основе вариационных принципов
RU116244U1 (ru) Устройство формирования размера следящего строба для оптических следящих систем
Kosuge Tracking errors in the steady state for a 3 dimensional tracking using a linear filter
RU139327U1 (ru) Устройство формирования размера следящего строба для оптических следящих систем
Liu et al. Research and improvement of the formula of correlation coefficient in image processing
Yuan et al. Fusion performance analysis with the correlation
Gao et al. Self-tuning measurement fusion Kalman filter for multisensor systems with companion form
KR20230010604A (ko) 딥러닝 모델의 연산 실행 속도 간접 추정 방법 및 시스템