Экстраполятор Советский патент 1983 года по МПК G06G7/30 

to

Ниной

о

00

vi Изобретение относится к автоматике и вьп ислительной.технике, предназначено для получения оценки экстраполируемого значения сигнала при различных интервалах упреж дения, и может быть использовано в системах сбора и обработки информации, устроПствах телеметрии, свяэк и управления. Известен экстраполятор, содержащий трехразрядный аналоговый регистр сдвига и блок экстраполяции 1J. Недостатками этого экстраполятора являютсянизкая точность экстраполяции, ограниченные функциональные возможности и ограниченный диапазон экстраполяции, лежащий,в пределах интервала Т между соседним дискретами. Наиболее близким к изобретению является экстраполятор, реализующий по трем значениям входного сигнала экстраполяционную зависимость в виде полинома второго порядка, содержащий блок памяти, выполненный в виде трехразрядного аналогового регистра сдвига, и блок формирования экстраполирующей функции, выполненный на основе двух интегрирующих и суммирующего усилителей C Данное устройство имеет ограниче ный диапазон экстраполяции, посколь ку служит лишь для восстановления аналоговогосигнала внутри интервал дискретизации по запомненным дискретным значениям, т.е. служит для получения огибающей импульсного си нала. При решении многих практических задач, например при пригнозирующем контроле медленно протекающих процессов, для. предсказания момента выхода контролируемого параметра з допустимые пределы требуется осуществлять прогноз на различные интервалы упреждения ДЬ, в том числе большие, чем интервал дискретизаци Т. Цель изобретения - расширение диапазона экстраполяции. Цель достигается тем, что экстр полятор, содержащий аналоговый регистр сдвига, информационный вход которого является входом экстрапо; 1ятора,а выходы соединены с соответствующими информационными входами блока формирования, экстраполирующей функции, вход синхронизации которого соединен с входом синх низации аналогового регистра сдвига и подключен к шине тактовых импульсов, содержит генератор линейно изменяющегося напряжения, компарато блок выборки хранения и источник опорного напряжения, при этом синхронизирующий вход генератора линей но изменяющегося напряжения подклю чен к шине тактовых импульсов, а выход - к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, выход компаратора соединен с управляющим входом блока формирования экстраполирующей функции и с управляющим входом блока-Выборки-хранения, информационный вход которого соединен с выходом блока формирования экстраполирующей функции, а выход является выходом экстраполятора. На фиг.1 представлена схема предлагаемого экстраполятора; на фиг.2 - возможное выполнение блока формирования экстраполирующей функции, Экстраполятор содержит аналоговый регистр 1 сдвига, блок 2 формирования экстраполирующей функции, блок 3 выборки-хранения, генератор 4 линейно изменяющегося напряжения, компаратор 5 и источник 6 опорного напряжения. Позициями 7-11 обозначены входы блока 2, который содержит операционные услители 12-14, масштабные резисторы 15, интегрирующие конденсаторы 16, ключи 17. В случае учета трех дискретных значений (фиг.2) блок 2 вырабатывает экстраполирующую функцию вида 3Ug-4Ug.U,p U8-2U9 U,; время от момента начала очередного цикла работы экстраполятора, .,(Jg, напряжения на соответствующих входахблока 2, соответствующие запомненным дискретным значениям входного сигнала Р(пТ) , F (h-DT и F (п-2)Т соответственно. Постоянные времени всех цепей блока 2 уменьшены в С раз против тех значений, которые соответствовали бы работе в реальном масштабе времени. Поэтому экстраполирующий полином вырабатьшается в ускоренном масштабе времени. Скорость линейной развертки генератора 4 и уровень опорного напряжения источника 6 тоже подбираются соответственно масштабу времени. Устройство работает следующим образом. На очередном п-м такте работы за время действия тактового импульса длительностью Т в аналоговый двигающий регистр 1 записываетсяснередное значение входного сигнала pfnTj..Тем же импульсом замыкаются ключи 17 в блоке 2 экстраполяции, управляемые по входу 7 и устанавливающие интеграторы блока 2 в.нулевое состояние. При этом напряжение на вьосоде блока 2 становится равным FfnT;). Ключи 17, управляемые по входу И, находятся при этом в замкнутом сЪстоянии. По окончании тактового импульса напряжение на выходе блока 2 изменяется согласно указанной зависимости, а напряжение на выходе генератора 4 начинает рас ти по линейному закону. С выхода ис точника 6 на вход компаратора 5 поступает постоянное напряжение, соответствующее требуемому интервалу упреждения ai. При срабатывании компаратора 5 в блоке 2 размыка ются ключи 17, управляемые по входу И, процесс интегрирования приостанавливается и на выходе блока 2 фик сируется напряжение, соответствующе экстраполированному значению входной функции дпя заданного интервала упреждения41, которое фиксируется блоком 3 выборки-хранения до обновления экстраполированной оценки в следующем такте. Изменяя опорное напряжение, снимаемое с источника 6, можно устанавливать различные интервалы упреждения. При использовании регистра сдвига большей разрядности и блока 2 с большим числом входов устройство может реализовать экстраполяционную зависимость второго порядка с использованием метода наименьших квадратов или же, при необходимости, экстраполяционную зависимость более высокого порядка. Технико-экономический эффект от использования изобретения ойределяется возможностью расширения интервала времени упреждения.

ЭКСТРАПОЛЯТОР, содержащий аналоговый регистр сдвига,информационный вход которого является входом экстраполятора, а выходы соединены с соответствующими информационными входами блока формирования экстраполирз ющей функции, вход синхронизации которого соединен с входом синагронизации аналогового регистра сдвига и подключен к птийе тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона экстраполяции, он содержит генератор линейно- изменяющегося напряжения, компаратор, блок выборки-хранения и источник :опорного напряжнния, при этом синхронизирующий вход генератора линейно изменяющегося напряжения подклйчен к шИне тактовых импульсов, а выход - к первому входу компаратора, второй вход которого соединен, с источником опорного напряжения, выход компаратора соединен с управляющим входом блока формирования экстраполирующей функции и с управляющим входом блока выборки-хранения, информационный вход которого соединен с выходом блока формирования экстраполирующей функции, а выход является выходом экстраполятора.