SU842855A1

SU842855A1 - Extrapolator

Info

Publication number: SU842855A1
Application number: SU792830668A
Authority: SU
Inventors: Юрий Петрович Рышков; Валерий Иванович Сучков; Вячеслав Борисович Мальцев
Original assignee: Военный Инженерный Краснознаменныйинститут Им.A.Ф.Можайского
Priority date: 1979-10-17
Filing date: 1979-10-17
Publication date: 1981-06-30

Description

Изобретение относится к системам автоматического регулирования и может быть использовано для анализа поступающей информации и улучшения качества управления.The invention relates to automatic control systems and can be used to analyze incoming information and improve control quality.

Известны экстраполяторы, вычисляющие упрежденные значения аналогового входного сигнала. Один из них содержит двухразрядный аналоговый ,_Q сдвигающий регистр, дифференциальный интегрирующий усилитель с управляющим разрядные ключом и в цепи обратной свйзи, управляемый резистор, запоминающий конденсатор, управляющий конденсатор, источник постоянного на- 15 пряжения, блок формирования управляющего напряжения tf) .Extrapolators are known that compute the anticipated values of an analog input signal. One of them contains a two-bit analog, _Q shift register, a differential integrating amplifier with a control discharge key and a feedback circuit, a controlled resistor, a storage capacitor, a control capacitor, a constant voltage source, a control voltage generating unit tf).

Известный экстраполятор допускает значительную ошибку экстраполяции при 20 сигналах более сложной формы, чем линейно изменяющиеся, чем при неизвестных характеристиках экстраполируемого сигнала.The known extrapolator makes a significant extrapolation error with 20 signals of a more complex shape than linearly changing than with unknown characteristics of the extrapolated signal.

Наиболее близким по технической 25 сущности к предлагаемому является экстраполятор, содержащий апериодические звенья, масштабирующие элементы, блоки вычитания и блок суммирования Ш. ,зоThe closest in technical essence 25 to the proposed one is an extrapolator containing aperiodic links, scaling elements, subtraction blocks and a summing block W.,

На выходе блока суммирования вырабатывается экстраполированный на время ΐ' сигналA signal extrapolated for a time ΐ 'is generated at the output of the summing unit

Z(t +V) = x(t +^) + y(t +Т), где у (t ) = К_иу* (t) - К„у ( t) , x(t +ъ ) = К, х-¹ (t) - о (t) , * ' 1Z (t + V) = x (t + t) + y (t + T), where y (t) = K _and y * (t) - K „y (t), x (t + b) = K , x - ¹ (t) - o (t), * '1

К = 2 + ψζτγ j К — 1 + , x’(t) , x(t), у ^!(t), y(t) - экспоненциально сглаженные значения x(t) и у (t) соответственно первого и второго порядка; Т - постоянная времени апериодических звеньев.K = 2 + ψζτγ j K - 1 +, x '(t), x (t), y ^! (t), y (t) are the exponentially smoothed values of x (t) and y (t), respectively, of the first and second order; T is the time constant of aperiodic links.

Недостаток заключается в том, что постоянная времени Т апериодических звеньев является одинаковой для всех звеньев, постоянной, не зависит от вида и характера поведения конкретного экстраполируемого сигнала и определяется эмпирически. Отсутствие оптимальной подстройки параметров каждого апериодического фильтра в зависимости от статических характеристик сигнала, поступающего на его вход, порождает дополнительную составляющую сшибки экстраполяции.The disadvantage is that the time constant T of aperiodic links is the same for all links, the constant does not depend on the type and behavior of a particular extrapolated signal and is determined empirically. The absence of an optimal adjustment of the parameters of each aperiodic filter, depending on the static characteristics of the signal supplied to its input, generates an additional component of the extrapolation error.

Цель изобретения - повышение точности экстраполяции.The purpose of the invention is to increase the accuracy of extrapolation.

Поставленная цель достигается тем, что в экстраполятор, содержащий два последовательно соединенных апериодических фильтра, выходы которых через соответствующие элементы подключены к входам первого блока вычитания, блок вычисления ошибки, входы которого соединены с входом экстраполятора и выходом первого апериодического 'фильтра, два дополнительных последовательно соединенных апериодических фильтра, вход первого из которых подключен к выходу блока вычисления ошибки, выходы дополнительных фильтров через соответствующие дополнительные Масштабирующие элементы подключены к входам второго блока вычитания, а выходы первого и второго блоков вычитания подключены к входам блока суммирования, введены четыре блока коррекции, каждый из которых состоит из трех линий задержки, двух блоков умножения, двух сумматоров и блока деления, вход первой линии задержки и первый вход первого блока умножения соединены с входрм соответствующего апериодического фильтра, второй вход первого блока умножения и два входа второго блока умножения подключены к выходу первой линии задержки, выходы первого и второго блоков умножения соединены с первыми входами соответствующих сумматоров, выход первого из которых соединен с первым входом блока деления и через вторую линию задержки со своим.вторым входом, выход второго сумматора соединен с вторым входом блока деления и через третью линию задержки со своим вторым входом, выход блока деления подключен к управляющим входам апериодического фильтра и связанного с ним масштабирующего блока.This goal is achieved by the fact that in the extrapolator containing two series-connected aperiodic filters, the outputs of which through the corresponding elements are connected to the inputs of the first subtraction unit, an error calculation unit, the inputs of which are connected to the input of the extrapolator and the output of the first aperiodic filter, two additional series-connected aperiodic filter, the input of the first of which is connected to the output of the error calculation unit, the outputs of the additional filters through the corresponding additional Scaling elements are connected to the inputs of the second subtraction block, and the outputs of the first and second subtraction blocks are connected to the inputs of the summing block, four correction blocks are introduced, each of which consists of three delay lines, two multiplication blocks, two adders and a division block, the input of the first line the delay and the first input of the first multiplication block are connected to the input of the corresponding aperiodic filter, the second input of the first multiplication block and two inputs of the second multiplication block are connected to the output of the first delay line, output The first and second multiplication units are connected to the first inputs of the respective adders, the output of the first of which is connected to the first input of the division unit and through its second delay line with its second input, the output of the second adder is connected to the second input of the division unit and through its third delay line the second input, the output of the division unit is connected to the control inputs of the aperiodic filter and the associated scaling unit.

На чертеже представлен экстраполятор, блок-схема.The drawing shows an extrapolator, a block diagram.

Он содержит апериодические фильтры 1-4, блок 5 вычисления ошибки, блоки 6, 7 умножения, линии 8-10 задержки, сумматоры 11, 12, блок 13 деления, масштабирующие блоки 14, 15, блоки 16-19 коррекции, масштабирующие блоки 20, 21, блоки 22, 23 вычитания , блок 24 суммирования.It contains aperiodic filters 1-4, error calculation block 5, multiplication blocks 6, 7, delay lines 8-10, adders 11, 12, division block 13, scaling blocks 14, 15, correction blocks 16-19, scaling blocks 20, 21, subtraction blocks 22, 23, summing unit 24.

Экстраполятор работает следующим образом.Extrapolator works as follows.

Поступающий на вход фильтра 1 сигнал · х· (t) одновременно поступает на вход₍блока 16 коррекции, где он перемножается с задержанным на время экстраполяции сигналом χ(ί-Ά), поступающим с выхода линии задержки 9. На вход сумматоров 11 и 12 поступают сигналы x(t) xit'-'t) и x^t-'t), где они, благодаря линиям.8 и 10 задержки, складываются с ранее накопленным результатом. Выходной сигнал блока 13 деления и блока 16 коррекции является текущим значением постоянной времени Т_л, которое поступает в» на управляющие входы фильтра 1 и элемента 14. Блоки 17-19 работают . аналогичным образом.The signal · x · (t) arriving at the input of filter 1 simultaneously arrives at the input ₍ of the correction block 16, where it is multiplied with the signal χ (ί-задерж) delayed by the extrapolation signal coming from the output of the delay line 9. To the input of adders 11 and 12 signals x (t) xit '-' t) and x ^ t-'t) are received, where, thanks to the delay lines 8 and 10, they are added to the previously accumulated result. The output signal of the division unit 13 and the correction unit 16 is the current value of the time constant T _l , which is supplied to the "control inputs of the filter 1 and element 14. Blocks 17-19 work. the same way.

С выхода фильтра 1 часть экспоненциально сглаженного сигнала первого порядка х' (t,T^) через элемент 14 с коэффициентом (Т ) поступает на один из входов блока 22 вычитания. Выходной сигнал фильтра 1 поступает также на вход фильтра 2 и на вход корректирующего блока 17, где осуществляется вычисление текущего значения. постоянной времени фильтра 2 Т_й, которое поступает на управляющие входы фильтры 2 и элемента 15. С выхода фильтра 2 экспоненциально сглаженный сигнал второго порядка х”(t.Xj) через элемент 15 с коэффициентом К ^(Т^) поступает на второй вход блока 22.From the output of the filter 1, a part of an exponentially smoothed first-order signal x '(t, T ^) through element 14 with a coefficient (T) is supplied to one of the inputs of the subtraction unit 22. The output signal of the filter 1 is also fed to the input of the filter 2 and to the input of the correction block 17, where the current value is calculated. filter time constant 2 T _th , which is supplied to the control inputs of filters 2 and element 15. From the output of filter 2, an exponentially smoothed second-order signal x ”(t.Xj) through element 15 with a coefficient K ^ (T ^) is fed to the second input of the block 22.

В блоке 22 эти сигналы вычитаются, и на выходе его образуется экстраполированный сигнал х(t+C), который поступает на один из входов сумматора 2 4.In block 22, these signals are subtracted, and an extrapolated signal x (t + C) is generated at its output, which is fed to one of the inputs of the adder 2 4.

Сигнал ошибки, вырабатываемый блоком 5, в результате аналогичной обработки создает на выходе блока 23 экстраполированное значение ошибки yCt+'i') . С выхода блока 23 вычитания сигнал поступает на второй вход сумматора 24, с выхода которого снимается скорректированный экстраполированный сигнал Z(t+fr) .The error signal generated by block 5, as a result of similar processing, creates at the output of block 23 an extrapolated error value yCt + 'i'). From the output of the subtraction unit 23, the signal is supplied to the second input of the adder 24, from the output of which the corrected extrapolated signal Z (t + fr) is taken.

Изобретение обеспечивает повышение точности экстраполяции при априорно неизвестных характеристиках экстраполируемого сигнала или при некорректно выбранных начальных значениях параметров экстраполятора.The invention provides increased accuracy of extrapolation with a priori unknown characteristics of the extrapolated signal or with incorrectly selected initial values of the extrapolator parameters.

Claims

1. Author's certificate of the USSR 501256, cl. G, 06 G 7/30, 1976.

2, USSR Author's Certificate No. 531167, cl. G, 06 G 7/30, 1976 (prototype).

in

Which.