Цифровой экстраполятор Советский патент 1986 года по МПК G06F17/17 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при выводе информации на исполнительные механизмы в управляющих вычислительных системах.

Цель изобретения - повьшение точности экстраполяции за счет уменьшения методической опшбки.

На чертеже приведена функциональная схема экстраполятора.

Цифровой экстраполятор содержит (см.чертеж) первый 1 и второй 2 регистры, первьй 3, второй 4 и четвертый 5 сумматоры, преобразователь 6 код-частота и реверсивный счетчик 7, третий регистр 8, третий 9, пятый 10 и шестой 11 сумматоры, первый 12, второй 13 и третий 14 элементы задержки информационный вход 15 экстраполятор первый тактовый вход 16 экстраполято ра, второй тактовьй вход 17 экстраполятора, выход 18 экстраполятора.

Экстраполятор работает следующим .

Воспроизведение функции y(t) осу- ществляется при помощи полинома Че- бьпиева первого порядка, обеспечивающего наилучшее равномерное приближение функции на интервале экстраполяции (ц, t + Т), где t - момент . последнего известного значени функции, а Т - const - период вьщачи информации из управляющей ЦВМ. При этом функция y(t) имеет вид

y(t) (2у - Зу.,+ у)|

2у„-. - , 1) где t - текущее время, у„ , , Уг.2 значения функции y(t) в моменты времени t,, t| Т, t - 2Т Соответственно.

Вычисление функции y(t) можно существенно упростить,, если представит выражение (1) в виде

y(t) (2у + у.)

(2у„., - у,.,)}.

В этом случае операции умножения и деления можно исключить, заменив их суммированием и вычитанием смещенных кодов величин у, у и y.j.

Управляющая ЦВМ вычисляет и вьща- ВТ на информационный вход 15 экстраполятора (установочный вход первого регистра 1) код величин у, а на

первьй тактовый вход экстраполятора - сигнал синхронизации записи, который поступает на тактовые входы второго . регистра 2 непосредственно и первого 1 и третьего 8 регистров через соответствующие элементы 12 и 13 задержки. Время задержки сигнала синхронизации элементов 12 задержки пре- вьшает время задержки этого сигнала элементом 13 задержки, что обеспечивает последоватепьную перезапись содержимого третьего регистра 8 во второй регистр 2, содержимого первого регистра 1 в третий регистр 8 и выходного кода управляющей ЦВМ в. первый регистр 1. В результате в регистрах 1 8 и 2 соответственно запоминаются значения величин у„ , У,и .

Значение величины у с прямого выхода первого регистра 1 поступает со смещением на четыре разряда влево (в сторону старших разрядов) на первьй вход пятого параллельного сумматора 10 и с инверсного выхода - на второй вход пятого параллельного матора 10, на которьй подается сигнал переноса в младший разряд.

В результате, на выходе пятого па- ,раллельногр сумматора 10 формируется код величины 15 у . С выхода третьего регистра 8 код величины у поступает на тт-арвый вход третьего .сумматора 5-со смещением на один разряд влево, на второй вход которого с инверсного выхода второго регистра 2 поступает код величины и перенос в младший разряд. В результате на выходе третьего сумматора 5 формируется код ве.личины 2 У„ .. У,,г Выходные код пятого 10 и четвертого 5 сумматора складываются шестым сумматором 1 и со смещением на четыре разряда вправо (в сторону мпадших разрядов) подаются на установочный вход реверсивного счетчика 7. В результате на установочный вход реверсивного счетчика подается код величины 77(15 уд. + + 2у«., - ) .

Выходной код третьего регистра 8 (код вели;чины У,..,) поступает на первьй вход первого сумматора 3 и с инверсией и на два разряда влево - на второй вход этого же сумматора, в мпадший разрдд подается сигнал переноса. В результате на выходе первого сумматора 3 формируется дополнительный код величины - Зу,

которьй поступает на второй вход второго сумматора 4. На первый вход второго сумматора 4 подается со смещением на один разряд влево код величины у с выхода первого регистра 1, в результате чего на выходе второго сумматора 4 формируется код величины 2ум - Зу, Этот код третьим сумматором 9 складывается с выходным кодом второго регистра 2 (величиной УЬ-Р результате на первом выходе третьегосумматора 9 формируется код абсолютной величины (2у - Зуц + + У„.2 втором и третьем его выходах - признак знака этой величины,

Через время, достаточное для срабатывания регистров и сумматоров, на вт.орой тактовый вход 17, экстрапо- лятора из управляющей ЦВМ подается второй сигнал синхронизации, посту- пающий на тактовый вход реверсивного счетчика 7. По зтому сигналу в реверсивный счетчик 7 заносится код величины (Уп + 2у, - Ун-г)- Через время, достаточное для срабатывания счётчика, на выходе третьего элемента задержки формируется сигнал, по которому осуществляется запись в пре- образов.атель 6 код-частота кода аб- . солютного значения величины (2у, - Зy,+ n-i этого момента начинается воспроизведение функции y(t) на интервале экстраполяции (tf,, t + Т) Преобразователь 6 код-частота преобразует код величины (2у, - + + Vft-a °f приращения функции за время Т в унитарную последовательность импульсов, равномерно распределяемых по интервалу экстраполяции. В соответствии с признаком знака ве- личины (2у(, - Зу + у) эта последовательность импульсов с вьпс од а преобразователя 6 код-частота, постзшаю щая на информационньй вход реверсивного счетчика 7„ увеличивает или уменьщает его содержимое состояние первого выхода 18 экстраполятора, которое в каждый текущий момент времени t изменяется в соответствии с выражением ( 1).

При первоначальном запуске цифрового экстраполятора для уменьшения погрешности воспроизведения функции в переходном режиме на первых двух интервалах экстраполяции во все реги стры заносится первое значение величины у, а затем запускается экстра- полятор.

Формз ла изобретения

Цифровой экстраполятор, содержащий первьй и второй регистры, первый второй и третий сумматоры, преобразователь код-частота, реверсивный счетчик, причем выход первого сумматора соединен с первым входом второго сумматора, выход которого соединен с певым входом третьего сумматора, информационный выход которого соединен с информационным входом преобразователя код-частота, выход которого соединен с информационным входом реверсивного счетчика, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с первым и вторым знаковыми выходами третьего сумматора, выход реверсивного счетчика является выходом экстраполятора, информационный вход первого регистра является информационным входом экстраполятора, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности, в него введены четвертый, пятый и тестой сумматоры, третий регистр, первый, второй и третий элементы задержки, причем прямой выход первого регистра соединен с информационным входом третьего регистра, прямой выход которого I. оединен с информационным входом второго регистра, прямой вход которого соединен с вторым входом третьего сумматора, инверсньй выход второго регистра соединен с первым входом четвертого сумматора, выход которого соединен с первым входом шестого сумматора, выход которого соединен со сдвигом на четыре разряда в сторону младших разрядов с установочным входом реверсивного счетчика, прямой выход первого регистра соединен со сдвигом на четыре разряда в сторону старших разрядов с первым входом пятого сумматора, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого регистра, прямой вьпсод которого со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов соединен с вторым входом второго сумматора, инверсный выход третьего регистра соединен со сдвигом на два разряда в сторону старших разрядов с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с прямым выходом третьего регистра, прямой вход которого соединен со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов с вторым входом четвертого сумматора, выход пятого, сумматора

соединен с вторым входом шестого сумматора, входы первого и второго элементов задержки и тактовый вход второго регистра объединены и являются первым тактовым входом экстраполятора, управляющие входы первого и третьего регистров соединены с выходами соответственно первого и второго элемен17

Ш1

JI

1Z

13

Ю

Редактор Н.Бобкова

Составитель В.Зинин Техред М.Моргентал

Заказ 3916 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий . Г13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

тов задержки, вход записи реверсивного, счетчика объединен с входом третьего элемента задержки и является вторым тактовым входом экстраполятора , выход третьего элемента задержки соединен с входом запуска - преобразователя код - частота.

18

f-

п

Корректор А.Зимокосов

Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения - повышение точности. Устройство содержит три регистра, шесть сумматоров, преобразователь код-частота, элементы задержки, реверсивный счетчик. Изобретение позволяет уменьшить методические ошибки и может быть использовано при вьтодё информации на исполнительные механизмы в управляющих вычислительных системах. 1 ил. Ь9 00 со ч ьо 00