SU1424017A1 - Apparatus for computing integral operators - Google Patents
Apparatus for computing integral operators Download PDFInfo
- Publication number
- SU1424017A1 SU1424017A1 SU874228299A SU4228299A SU1424017A1 SU 1424017 A1 SU1424017 A1 SU 1424017A1 SU 874228299 A SU874228299 A SU 874228299A SU 4228299 A SU4228299 A SU 4228299A SU 1424017 A1 SU1424017 A1 SU 1424017A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- block
- inputs
- elements
- outputs
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к цифровой вычислительной технике и примен етс дл решени интегральных уравнений Вольтерра-Гаммерштейна в задачах, ГП « /71fj св занных с расчетом прохождени сигналов в лини х св зи, теплопереноса и т.д. Целью изобретени вл етс повышение точности вычислений и быстродействи . Устройство содержит регистр 1 шага, первый блок элементов И 2, первьш накапливающий сумматор 3, первый блок сравнени 4, регистр 5 граничного значени , второй и третий блоки элементов И 6, 7, блок 8 вычислени дра уравнени , четвертый блок элементов И 9, второй накапливающий сумматор 10, блок 11 вычислени подынтегральной функции, первый блок умножени 12, второй блок сравнени 13, второй блок умножени 14, элемент ИЛИ 15, элемент НЕ 16, первый коммутатор 17, п тый блок элементов И 18, элемент задержки 19, блок 20 сдвига, второй коммутатор 21, шестой блок элементов И 22, блок 23 элементов ИЛИ, третий накапливающий сумматор 24, 2 ил. «fci-Ш |Х (Л 4 1С 4The invention relates to digital computing and is used to solve the Volterra-Hammerstein integral equations in problems of GP / 71fj related to the calculation of the signal flow in the communication lines, heat transfer, etc. The aim of the invention is to improve the accuracy of calculations and speed. The device contains a register of 1 step, the first block of elements AND 2, the first accumulating adder 3, the first block of comparison 4, the register 5 of the limit value, the second and third blocks of elements AND 6, 7, the block 8 for calculating the equation frame, the fourth block of elements And 9, the second accumulating adder 10, block 11 calculating the integrand function, first multiplying unit 12, second comparing unit 13, second multiplying unit 14, OR 15 element, NOT 16 element, first switch 17, Fifth block of AND elements 18, delay element 19, block 20 shift, the second switch 21, the sixth block lementov AND 22, OR block elements 23, the third accumulator 24, 2 yl. "FC-W | X (L 4 1C 4
Description
Изобретение относитс к цифровой вычислительной технике и может найти применение в составе специализированного вычислительного устройства дл вычислени интегральных операторов Вольтерра - Гаммерштейна с драми об щего вида дл решени задач анализа и оптимизации нелинейных электрических цепей измерени и контрол napaметров , моделировани , управлени и регулировани объектов и процессов, св занных с преобразованием и передачей энергии, например преобразование энергии в различных датчиках, прохождение сигналов в лини х св зи, влени теп.по- и массопереноса, химические;, и дерные превращени .и т.д.The invention relates to digital computing and can be used as part of a specialized computing device for calculating Volterra-Hammerstein integral operators with general form dramas for solving problems of analyzing and optimizing nonlinear electrical circuits for measuring and controlling naprometers, modeling, controlling and controlling objects and processes associated with the conversion and transmission of energy, such as energy conversion in various sensors, the passage of signals in the communication lines, is Yeni tepop- and mass transfer, chemical;, and nuclear transformations, etc.
Цель изобретени - повышение точности вычислений и быстродействи . На фиг. 1 представлена структурна схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временна диаграмма работы блоков устройства.The purpose of the invention is to improve the accuracy of calculations and speed. FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device; in fig. 2 is a temporary diagram of the operation of the device blocks.
Устройство содержит регистр 1 niara, HcpBbiii блок 2 элементов И, первьп накаплипаюпр1Й сут-матор 3, первый блок 4 сравнени , регистр 5 граничного значени , второй 6 и третий 7 блоки элементов II, блок 8 вычисле- ПИЯ дра уравнени , четвертый блок 9 элементов Н, второй наканливающий cjT.ii.jaTop 10, блок 11 вычислени подынтегральной функции, первый блок 12 умножени , второй блок 13 сравнени , второй блок 14 умножени ,элемент ИПИ 15, элемент НЕ 16, nepBbtfi коммутатор 17, п тый блок 18 элементов И, элемент 19 задержки, блок 20 сдвига , второй коммутатор 21, шестой блок 22 элементов И, блок 23 элементов Ш1Н, третий накат1пиваюи(ий сумматор 24.The device contains a register 1 niara, HcpBbiii block 2 elements And, a first day matrix 3, the first block 4 comparison, the register 5 limit value, the second 6 and the third 7 blocks of elements II, block 8 calculations of the core of the equation, the fourth block 9 elements H, second emitting cjT.ii.jaTop 10, block 11 calculating the integrand function, first multiplying unit 12, second comparing unit 13, second multiplying unit 14, IPI 15 element, HE 16 element, nepBbtfi switch 17, Fifth unit 18 elements And , delay element 19, shift unit 20, second switch 21, sixth unit 22 elements And, a block of 23 elements Ш1Н, the third run-up (its adder 24.
Описание физическшс процессов при решепии задач сводитс к решению нелинейного интегрального уравнени Вольтерра-Гаммерштейна 2-го родаThe description of physical processes in solving problems is reduced to solving a Volterra-Hammerstein nonlinear integral equation of the second kind.
y(t)-J k(t,s)(s)ds f(t), (1)y (t) -J k (t, s) (s) ds f (t), (1)
CLCL
где y(t) - исследуемьш сигнал, k(t;,s) - дро интегрального уравнени , которое несет информацию об исследуемом объекте;where y (t) is the signal under investigation, k (t;, s) is the core of the integral equation that carries information about the object under study;
F - заданна нелинейна функци ;F is a given non-linear function;
f(t) - отклик объекта на исследуемый сигнал; t - врем .f (t) is the response of the object to the signal under study; t - time
Эффективность решени интегрального уравнени (1) зависит от того, насколько успешно будет реализован вход щий в него интегра/1ьный операторThe efficiency of solving the integral equation (1) depends on how successfully the integral integrator is implemented.
«fC"FC
t) k(t,s)F(f (s)ds (2)t) k (t, s) f (f (s) ds (2)
От успешной реализации интегрального оператора зависит производительность и экономичность сепциализиро- ванных процессора и устройства, реализующих интегральньй оператор и уравнение Вольтерра-Гаммерштейна.The performance and efficiency of a separate processor and device that implement the integral operator and the Volterra – Hammerstein equation depend on the successful implementation of the integral operator.
В устройстве реализуетс квадратурный метод численной реализации интегрального оператора (2) посредством расчетного выражени IThe device implements a quadrature method for the numerical implementation of the integral operator (2) by means of the calculated expression I
(ti)h Ajk(tj,t;)F f(tj), (3)(ti) h Ajk (tj, t;) F F (tj), (3)
J.OJ.O
где Aj where is Aj
0,5 при j О, j 1; 1 при О i. j 4 i.0.5 at j O, j 1; 1 at O i. j 4 i.
5 . 5five . five
„ „
00
5five
5five
т.е. реализуютс квадратурна формула трапеций с шагом дискретизации h const.those. the quadrature trapezoid formula with a discretization step h const is realized.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Перед началом работы значение шага h заноситс в первый регистр 1, а значение b верхней границы интегрального оператора - в регистр 5.Все остальные операционные блоки устанавливаютс в О. После подачи управл ющего сигнала Пуск на шину Выдача кода первого 3 и второго 10 накапливающих сумматоров (первый такт работы процессора) значение t: ь tp О с сумматора 3 поступает на первый вход первого блока 11 сравнени , на второй вход которого с регистра 5 поступает значение Ь в результате этого в первом блоке 4 сравнени выполн етс сравнение tg с. Ь, Одновременно значение переменной t t О поступает на первый вход второго блока 13 сравнени , на второй вход ко торого с накапливающего сумматора 10 поступает значение переменной t tp О, в результате чего на втором блоке 13 сравнени происходит сравнение переменной tj t с переменной t tg. Кроме того, одновременно значение переменной t; О поступает на п-входовый элемент ИЛИ 15 (на выходе которого в результате вьтолне- ни логической операции ИЛИ вьфабаты- ваетс нулевой сигнал, выполн ющийBefore starting, the step value h is entered into the first register 1, and the upper limit value b of the integral operator is entered into register 5. All other operational blocks are set to O. After the control signal is applied Bus start, the output of the code of the first 3 and second 10 accumulating adders ( The first processor clock cycle) the value t: Ь tp О from the adder 3 is fed to the first input of the first comparison unit 11, the second input of which from the register 5 receives the value b as a result of this, the comparison tg with is executed in the first 4 comparison block. B. At the same time, the value of the variable t t О is fed to the first input of the second comparison unit 13, the second input of which from the accumulating adder 10 receives the value of the variable t tp 0, with the result that at the second comparison unit 13 there is a comparison of the variable tj t with the variable t tg. In addition, at the same time the value of the variable t; It arrives at the p-input element OR 15 (at the output of which, as a result of the execution of a logical operation OR, a zero signal is produced, which performs
функции управлени ) и на вход блока 11 (в нем вычисл етс значение нелинейной функции F f(t )J.control functions) and to the input of block 11 (it calculates the value of the nonlinear function F f (t) J.
Во втором такте в первом умножителе 12 выполн етс умножение значени шага h, поступающего с регистра 1, на значение налинейной функции ), поступающей с блока 11. В результате получаем значение про- изведени h- F(to)j, а значени переменных tj О и t О через открытые управл ющим сигналом t . b с первого выхода первого блока 4 сравнени второй 6 и третий 7 блоки элементов И проход т на , блок 8, в результате чего в нем вычисл етс значение дра k(te, to). Одновременно управл ющий сигнал tj tj (j i) поступает на вход элемента 19 задержки, на пину сброса третьего накапливающего сумматора, на первые входы первого 17 и второго 21 коммутаторов и открывает первый блок 2 элементов И, в результате чего на первом накапливающем сумматоре 3 вычисл етс t t to + h h.In the second cycle, the first multiplier 12 multiplies the step value h from register 1 by the value of the linear function) from block 11. As a result, we get the value of the product h - F (to) j, and the values of the variables tj 0 and t 0 through the open control signal t. b from the first output of the first block 4 comparing the second 6 and third 7 blocks of the elements AND pass to, block 8, as a result of which the core value k (te, to) is calculated. At the same time, the control signal tj tj (ji) is fed to the input of delay element 19, to the reset pin of the third accumulating adder, to the first inputs of the first 17 and second 21 switches and opens the first block 2 of AND elements, with the result that the first accumulating 3 is calculated tt to + h h.
В третьем такте в первом блоке А сравнени вьшолн етс сравнение t j t с b, во втором блоке 13 срав нени - tj с t| , в блоке 11 вычисл етс значение нелинейной функции F L f (о) а на втором умножителе 14 произведение h k(tp, to ) х (to) .In the third cycle in the first block A, the comparison t j t with b is performed; in the second block 13 of the comparison, tj with t | , in block 11, the value of the nonlinear function F L f (o) is calculated and on the second multiplier 14 the product h k (tp, to) x (to).
В четвертом такте через открытыйIn the fourth bar through the open
управл ющим сигналом tj с tj с перво- го выхода второго блока сравнени чевертый блок 9 элементов И значение шга h поступает на второй накапливающий сумматор 10, где вычисл етс значение tj t tp + h h, в блоке 8 вычисл етс значение дра k(t , to ) в первом умножителе 12 - произведение (to) , в блоке 20 сдвига выполн етс сдвиг на один разр д в в сторону младщих разр дов значени произведени h.k(t6,to) (t ) , в результате чего указанное значение произведени умножаетс на коэффициент AJ 0,5.the control signal tj with tj from the first output of the second comparison unit is a cheated block of 9 elements And the value of h h is fed to the second accumulating adder 10, where the value of tj t tp + hh is calculated, in block 8 the value of the core k is calculated (t, to) in the first multiplier 12 — the product (to); in the shift unit 20, a shift is performed by one bit in the direction of the lower bits of the value of the product hk (t6, to) (t), with the result that the specified value of the product is multiplied by a factor AJ 0.5.
В п том такте в первом блоке 4 сравнени выполн етс сравнение t t с b, во втором блоке 13 сравнени tj t с t; t-, в блоке 11 вычисл етс значение (to)l, во втором умножителе 14 - произведение h k(t , t,) (t ), а в третьем накапливающем сумматоре 24 - значени функции V (to) 0,5 h.k(tp, t) .In the fifth cycle, in the first comparison block 4, a comparison of t t with b is performed, in a second block of comparison 13, tj t with t; t-, in block 11, the value (to) l is calculated, in the second multiplier 14, the product of hk (t, t,) (t), and in the third accumulator 24, the value of the function V (to) 0.5 hk (tp , t).
5 5 5 5
Q Q
сwith
5 five
. F f (to) . Через врем задержки X , достаточное дл фиксации и выдачи результата , с элемента 19 задержки на шину сброса выходного накапливающего сумматора 24 поступает управл ющий сигнал, которьй очищает и подготавливает его к вычислению следующего значени оператора (t).. F f (to). After a delay time X, sufficient for fixing and outputting a result, a delay signal arrives from the delay element 19 on the reset bus of the output accumulating adder 24, which clears and prepares it to calculate the next operator value (t).
Таким образом, :дикл работы устройства состоит из п ти тактов. Работа его иллюстрируетс временной диаграммой (фиг. 2).Thus, the device's work cycle consists of five cycles. Its operation is illustrated by a timing diagram (Fig. 2).
Как видно из временной диграммы, распараллеливание вычислительного процесса позвол ет вычисл ть один член суммыAs can be seen from the time digram, paralleling the computational process allows one member of the sum
i.i.
ZhAj k(ti,tj) (to)ZhAj k (ti, tj) (to)
00
5five
j oj o
за врем t ц 5 N.ftt, где N - номер узла дискретизации, ut - квант времени , определ емый временем обработки информации в самом медленнодействующем операционном блоке устройства. Однако после заполнени всех операционных блоков информацией врем вьщачи результата вычислени одного члена , суммы за счет перекрыти циклов работы будет составл ть Т j 2 N , т.е. установивша с производительность устройства будет всего лишь примерно в два раза меньше производительности его самого медленнодействующего операционного блока.during t t 5 N.ftt, where N is the number of the sampling node, ut is the time slice determined by the time of information processing in the slowest operating unit of the device. However, after filling all the operational blocks with information about the time spent on the result of calculating one member, the amount due to overlapping work cycles will be T j 2 N, i.e. having installed the device performance will be only about two times less than the performance of its slowest operating unit.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874228299A SU1424017A1 (en) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | Apparatus for computing integral operators |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874228299A SU1424017A1 (en) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | Apparatus for computing integral operators |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1424017A1 true SU1424017A1 (en) | 1988-09-15 |
Family
ID=21297718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874228299A SU1424017A1 (en) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | Apparatus for computing integral operators |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1424017A1 (en) |
-
1987
- 1987-02-16 SU SU874228299A patent/SU1424017A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 840921, кл. G 06 F 7/64, 1980. Авторское свидетельство СССР № 188163, кл. G 06 F 7/64, 1973. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1424017A1 (en) | Apparatus for computing integral operators | |
SU1631556A1 (en) | Arithmetic device for fast fourier transform processor | |
SU960806A1 (en) | Device for computing polynoms | |
SU1631555A1 (en) | Arithmetic device for fast fourier transform processor | |
SU1383393A1 (en) | Device for converting by walsh functions | |
SU742952A1 (en) | Haar spectrum analyzer | |
SU651341A1 (en) | Multiplying arrangement | |
SU1076912A1 (en) | Device for calculating values of function (x-y)y | |
SU596952A1 (en) | Arrangement for solving differential simultaneous equations | |
SU1688257A1 (en) | Linear algebraic equations systems solver | |
SU1515162A2 (en) | Integration-arithmetic device | |
SU714409A1 (en) | Digital device for solving linear simultaneous equations | |
SU1113798A1 (en) | Device for computing values of trigonometrical and hyperbolic functions | |
SU798862A1 (en) | Device for solving simultaneous linear equations | |
SU962973A1 (en) | Device for computing polynomial values | |
SU1076911A1 (en) | Device for calculating values of function z(x-y)/(x+y) | |
SU1658150A2 (en) | Device for square root extraction | |
SU873148A1 (en) | Digital harmonic analyzer | |
SU1024914A1 (en) | Device for computing simple functions | |
SU991414A1 (en) | Multiplication device | |
SU1140115A1 (en) | Device for calculating value of polynominal of degree n | |
SU1569827A1 (en) | Device for exbtraction of square root | |
SU551643A2 (en) | Device for calculating sums of products | |
SU1569823A1 (en) | Multiplying device | |
RU2012051C1 (en) | Device for fast fourier transform |