Экстраполятор Советский патент 1984 года по МПК G06G7/30 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении прогнозирующих систем и специализированных вычислительных уст рой с ТВ.5

Известны экстраполяторы, вырабатывающие упрежденное значение исследуемого процесса по его нескольким дискретным значениям, поступающим на вхоц fij , 2.

Один из известных экс траполя торов содержит три запоминающих элемента, соединенных входами через ключи с входом экс траполя тора, а выходами - с входами трех коммутаторов, два сумматора, инвертор, интегратор и генераторь-распреаели- 5 тель тактовых импульсов ij .

Его недостатками являются ограниченные функциональные возможности, не позволяющие экстраполировать более чем на 20 один интервал времени обновления информации и варьировать при этом число наблюденных значений, а также сложность аппара туры.

Наиболее близким по технической сущ- 25 ности к предлагаемому является экстраполятор, к;оторый содержит четыре запоминающих ячейки, входы которых через ключи соединены с входом, а выходы - с соответствующими входами коммутаторов, ЗО управляющие входы ключей и коммутаторов соединены с соответствующими выходами генератора-распределителя, соответствующие выходы коммутаторов соединены с входами масщтабирующих элементов и ин- j верторов, выходы масштабирующих элементов соединены с входами первого сумматора, интегратор, входы которого соединены с входами первого и второго масштабирующих элементов, выходы первого суммато- до ра и интегратора соединены с входом второго сумматора, выход которого является выходом экстраполятора. Экстраполятор позволяет вычислять экстраполированное значение по четырем ( П 4) отсчетам 45 для различного времени упреждения, регулируемого с помощью масштабирующих элементов 2j .

Его недостаток заключается в невозможности изменения числа отсчетов, учи- JQ тываемых при экстраполяции, что бывает необходимо при изменении характеристик входного сигнала. Вследствие этого не всегда достигается возможная точность экстраполяции.55

Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона возможных интервалов экстраполяции.

Указанная цель достигается тем, что эк-страполятор, содержащий первый и второй сумматоры, п масштабирующих элементов, И запоминающих элементов, во входной цепи каждого из которых размещен соответствующий ключ, при этом вход экстраполятора соединен с входом первого ключа, генератор управляющих импульсов, причем каждый его к-ый выход соединен с управляющим входом ( П -к + 1)-го ключа, содержит Ц переключателей, П дополнительных запоминающих элементов, ( дополнительных ключей и элемент задержки, при этом выход каждого к-го запоминают щего элемента (к 17 И ) соединен с входом (к + 1)-го ключа .и через к-ый дополнительный ключ - с входом к-го дополнительного запоминающего элемента, П -ый выход генератора управляющих импульсов через элемент задержки соединен с управляющими входами всех дополнительных ключей, выход каждого к-го дополнительного запоминающего элемента через со&диненные последовательно к-ый масштабируквдий элемент и к-ый переключатель соединен с соответствующими входами первого и второго сумматоров, а выход пе{ вого сумматора соединен с { П + 1 )-ым входом второго сумматора, выход которого является выходом экстраполятора.

На чертеже представлена схема предлагаемого экстраполятора.

Экстраполятор содержит ключи 1, запоминающие элементы 2, дополнительные ключи 3, дополнительные запоминающие элементы 4, элемент 5 задержки, генератор 6 управляющих импульсов, масштаби-. рующие элементы 7, переключатели 8, сумматоры 9 и Ю. Позицией 11 обозначены управляющие входы переключателей 8.

Экстраполятор работает следукшим о&разом.

Генератор 6 циклически вырабатывает серии по П импульсов, поступающих на управляющие входы соо-тетствуютих кп1Очей 1. В результате с каждым циклом работы генератора 6 отсчеты входной эксрраполируемой функции, последовательно сдвигаясь по запоминакшим элем«1там 2, заполняют весь массив элементов 2. В конце каждого цикла импульсом с элемента 5 задержки П последних входных дискретов заносится в запоминающие элементы 4. TajcHM образом, в запоминающих элементах 4 формируется циклически обновляющийся рабочий массив наблюдюных данных. Ллительность управляющих импульсов на выходах генератора 6 и время зааерж ки элемента 5 выбраны такими, чтобы обеспечить неискаженную перецачу инфорь маиии в нужной послецоватепьности. Упрежденное значенье является взвешенной алгебрической суммой входных отсчетов. Величины коэффициентов при отдельных слагаемых и их знаки зависят от интервала экстраполяции (кратного длительнос ти цикла) и числа учитываемых отсчетов Весовые коэффициенты экстраполяции определяются в соответствии со следующими расчегаыми соотнощениями: Mlk,-J,;) MotM,-M2i + MiA, где i 1, 2, 3., К; К - количество точек (дискретеых зн чений входной величины), на основе которых вырабатывают упрежденное значение; - заданное упреждение, Мо К1цг-4)(к2.4) M,U-0(K-2b2 l4k;-3V (KH))i г2К- Нк-2К Кв +2()йО-(, Wi 10(fc-lUK-2). Требуемые значения коэффициентов и их знаки обеспечиваются масштабирующими элем«1тами 7 и переключателями 8, устанавливаемыми в нужное положение при подготовке к работе. Процесс подготовки может быть автоматизирован, если экстраполятор снабдить блоком управления, который вырабатывал бы управляющие сигналы по заданному числу отсчетов и по зданному интервалу экстраполяции и передавал бы их на регулирукмаие входы масштабирующих элем«1тов 7 и управляющие входы 11 переключателей 8. Технико-экономический эффект от использования изобретения определяется гибкостью функциональной схемы, позволяющей осуществлять перестройку в зависимости от изменяющихся внешних условий и требований к точности г времени упреждения.

ЭКСТРАПОЛЯТОР, соцержаший первый и второй сумматоры, 1 масштабирунших элементов, Г) запоминающих элементов, во входной цепи каждого из которых размешен соответствующий ключ, при этом вход экстраполятора соединен с входом первого ключа, генератор управляющих импульсов, причем каждый его к-ый выход соединен с управляющим входом (n-k+ 1 )го ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона возможных интервалов эстраполяции, эс траполятор соцержит rv, переключателей, дополнитель-, ных запоминающих элементов, и дополнительных ключей и элемент задержки, при этом выход каждого к-го запоминающего элемента (,п ) соединен с входом (к + 1)-го ключа и через к-ый дополнительный ключ - с входом к-го дополнитель. ного запоминающего элемента, п -ый выход генератора управляющих импульсов через элемент задержки соединен с управляющими входами всех дополнительных ключ, выход каждого к-го дополнительного запоминающего элемента через сое- 9 диненные последовательно к-ь1й масштаби- в рукидий элемент и к-ый переключатель соединен с соответствующими входами первого и второго сумматоров, а выход nef вого сумматора соединен с (п + 1)-ым входом второ.го сумматора, выход которого является выходом экстраполятора..