(5А) ЭКСТРАПОЛЯТОР
Изобретение относитс к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в специали зированных вычислительных машинах и в корректирующих устройствах систем автоматического управлени . По основному авт. св. ff 691881 из вестен экстрапол тор, используемый в автоматике и вычислительной техник дл выработки упреждающего сигнала с упреждением на один шаг, причем экстраполирующа функци вырабатываетс ,путем преобразовани и обработки трех соседних дискретных значений исходной функции. Этот экстрапол тор состоит из трех ключей, трех запоминающих элементов, трех коммутаторов, двух сумматоров, инвертора, интегратора и генератора-распределител тактовых импульсов, выходы которого подключены к соответствующим управл щим входам ключей и коммутаторов, при этом вход экстрапол тора соединен с сигнальными входами всех ключей , выходы которых соединены с сигнальными входами всех ключей, выходы которых соединены с сигнальными входами запоминающих элементов; первый , второй и третий входы первого коммутатора соединены соответственно с выходами первого, второго и тре тьего запоминающих элементов; первый, второй и третий входывторого коммутатора соединены соответственно с выходами второго, третьего и первого запоминающих элементов; первый, второй и третий входы третьего коммутато ра соединены соответственно с выходами третьего, первого и второго запоминающих элементов; первые выходы коммутаторов объединены и через инвертор соединены с первыми входами второго сумматора и интегратора, вторые выходы коммутаторов объединены и соединены с вторыми входами второго сумматора и интегратора, третьи выходы коммутаторов объединены и соединены с третьим входом второго суммагора , а выходы второго сумматора и интегратора соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора. Работа такого экстрапол тора без . учета переходных процессов может быть описана выражением 4-4 f - i i4F,i8-ytiiO, . . (I) где tj4 - момент времени, соответст-. вующий вз тию последнего отсчета в предыдущей серии измерений; текущее знамение экстраполируемой величины l . Однако рассматриваемый экстрапол тор работает s строго фиксированном д| апазоне упреждений и позвол ет выработать экстраполированный сигнал с упреждением только на один шаг, что 1вл етс его недостатком и в р де случаев ограничивает o6/iactb прик енени . Цель изобретени - расширение функциональных возможностей экстрапол тора за счет задани переменного диапазона упреждени , т.е. создани возможности экстраполировать на один два и более шагов вперед при сохране нии величины относительной точности экстрапол ции неизменной. Указанна цель достигаетс тем, что в экстрапол тор введены блок управлени и два блока переменных коэффициентов, первый из которых вкл чен между выходом инвертора и первым входом второго сумматора, второй между третьими выходами коммутаторов и третьим входом второго сумматора , управл ющие входы блоков переменных коэффициентов подключены к выходам блока управлени i На чертеже изображена блок-схема предлагаемого экстрарол тора. Экстрапол тор состоит из ключей 1 j - la, входы которых соединены с входом экстрапол тора, а выходы ключей 1{ - 1з соединены с входами запоминающих элементов 2 - 2, выходы запоминающих элементов 2 - 2 соединены с соответствук5щими входами коммутаторов 3 З первые, вторые и третьи выходы которых соответствен но объединены. Первые выходы коммутаторов .соединены с входом инвертора 4. Вцходы сумматора 5 и интегратора 6 соединены соответственно с первым и Вторым входами сумматора 7. Выходы генератрра-распределител 8 тактовых И1 1пульсов соединены с управл ющими входами ключей 1 - 1 и коммутаторов 3 - Зд. Выход инвертора k и третьи выходы коммутаторов соединены соответственно с входами блоков 9 и 9(2 переменных коэффициентов, выходы которых соединены соответственно с первым и третьим входами сумматора 5, второй вход которого соединен с вторыми выходами коммутаторов. Одновременно выход инвертора 4 и вторые выходы коммутаторов соединены с первым и вторым входами интегратора 6. Управл ющие входы блоков 9 - 9 переменных коэффициентов соединены с блоком 10 управлени . Предлагаемый экстрапол тор работает следующим образом. Входной сигнал U(t) поступает одновременно на сигнальные входы всех ключей 4 - Ig, которые поочередно циклически открываютс в начале каждого такта работы экстрапол тора на короткие промежутки времени t, достаточные дл передачи мгновенного значени входного сигнала на сигнальные входы запоминающих элементов 2 - 2, где мгновенные значени входного сигнала запоминаютс , образу упор доченную по времени последовательность его дискретных значений дл равноотсто щих промежутков времени, и сохран ютс посто нными по амплитуде каждый из запоминающих элементов 2 ;| - 2 в течение трех тактов работы экстрапол тора . С выходов запоминанмцих элементов 2 - 2 дискретные значени входного сигнала поступают на соответствующие входы коммутаторов которые поочередно включаютс на каждом такте работы экстрапол тора и осуществл ют коммутацию выходов запоминающих элементов 2 - 2. Совместна работа ключей 1.| - 1 и коммутаторов 3( - 3 организована таким образом , что На каждом такте работы на выходы коммутаторов поступают три соседних, упор доченных по .времени, дискретных значени входного сигнала, зафиксированные запоминающими элементами 2 - 2 в равноотсто щие моменты времени, т.е. значени U(t), U(t, ) ии() соответственно (где 1,2,3...п - номер такта работы экстрапол тора). На следующем такте работы экстрапол тора указанные выше дискретные значени входного сигнала в результате переключени одного из ключей 1) - 1 и одного из коммутаторов 3 - Зд- замен ютс новой упор доченной по времени последовательностью диcкpetныx значений U(t.), U(t) и UCt,.),сдвинутой относительно предыдущей последовател ности на одно дискретное значение в сторону вытеснени более раннего дискретного значени входного сигнала и т.д. на каждом последующем такте . Это достигаетс тем, что на каждом такте работы циклически последовательно срабатывает один из ключей 1 - 1 и один из коммутаторов например, на i-ом такте срабатывают ключ 1 и коммутатор 3, на i+1-ом такте - ключ 1 и коммутатор 3i, на 1+2-ом такте - ключ 1 и коммутатор 3-t и т.д. Таким образом, на выходы коммутаторов поступают квантованные по уровню, причем амплитуда каждого уровн пропорциональна мгновенным значени м входного сигнала в момёнты его фиксации, т.е. в моментУ его подачи на входы запоминающих элементов 2 - 2, и сдвинутые относительно друг друга на один такт ступенчатые сигналы. Выходы коммутаторов 3 - 3 соединены с решающей частью экстрапол тора. С выхода инвертора сигнал поступает на вход блока переменных коэффициентов, где умно жаетс на весовой коэффициент М и далее поступает на первый вход сумма тора 5. Сигнал со вторых выходов ком мутаторов непосредственно поступает на второй вход сумматора 5- Суммирование по второму входу сумматора 5 осуществл етс с посто нным коэффициентом Mj 1/3 независимо от рёжима работы устройства. Сигнал с тре тьих выходов коммутаторов поступает на вход второго блока Э переменных коэффициентов, умножаетс на весовой коэффициент Mj и поступает на третий вход сумматора 5 на выходе которого вырабатываетс дискретна составл юща упрежденного сигнала. Выработка непрерывной составл ющей упрежденног сигнала осуществл етс интегратором 6.С выходов сумматора 5 и интеграто ра 6 соответственно дискретна и непрерывна составл ющие упрех денного сигнала поступают на входы сумматора 7,на выходе которого вырабатываетс аналоговый упрежденный сигнал с зада ным упреждением. Величина упреждени задаетс дискретно и определ етс зн чени ми веровых коэффициентов М и Mj, которые устанавливаютс блоками переменных коэффициентов 9л и 92 по командам, поступающим от блока 10 управлени . . Значени весовых коэффициентов М и M/J в зависимости от требуемого упреждени могут быть рассчитаны по формулам: м Ч + 39 . 1 g 5 + 39 Ъ где 9 - заданное упреждение () 1,2,3...m), и заложены в видэ дискретных значений в блоки 9 - 92 переменных, коэффициентов соответственно. Работой экстрапол тора управл ет генератор-распределитель 8 тактовых импульсов, с выхода которого импуль- сы малой длительности поступают на управл ющие входы ключей 1 ч - 1э обеспечива поочередное срабатывание одного клоча (открывание) в начале каждого такта, а импульсы, длительностью в один такт, поступают поочередно на управл ющие входы коммутаторов - Зд, также обеспечива их поочередную циклическую работу, коммутацию и передачу сигналов с выходов запоминающих элементов 2 на выходы коммутаторов. На каждом такте работы экстрапол тора управл ющие сигналы от генератора-распределител 8 тактовых импульсов поступают на / управл ющие входы одного ключа и одного коммутатора. Технико-экономический эффект от использовани предлагаемого устройства заключаетс в существенном расширении функциональных возможностей экстрапол тора при сохранении требуемой точности выработки упрежденного сигнала, т.е. обеспечении экстрапол ции на одну, две и более точек ваеред путем задани посредством блоков 9 и 92 переменных коэффициентов соответствук цих значений весовых коэффициентов М и Мд, а также в повышении надежности работы устройства благодар применению хорошо освоенных промышленностью высоконадежных элементов со стабильными характеристиками . формула изобретени Э((;страпол тор по авт. св. N 691881, отличающийс тем, что, с целью расширени функциональных возможностей за счет задани переменного диапазона упреждени , в него введены блок управлени и два блока переменных коэффициентов, первый из которых включен между выходом инвертора и пер вым входом второго сумматора, второй - между третьими выходами комму:таторов и третьим входом второго сумматора , управл ющие входы блоков переменных коэффициентов подключены к выходам блока управлени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1 . Авторское свидетельство СССР № 691881, кл. G Об G 7/30, 1977 (прототип ) .