Многомерный статистический анализатор мощности нагрузки Советский патент 1992 года по МПК G06F15/36 

со

С

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано для получения семейства гистограммы мощности нагрузки. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет анализа усредненной мощ- ности.Анализатор содержит датчик 1 мощности, счетчики 2-6, реверсивный счетчик 7, накапливающий сумматор 8, блоки 11, 14 памяти, регистр 12, блок 13 деления, генератор 15 прямоугольных импульсов, элементы И-НЕ 16, 17, одновибраторы 18-24. переключатели 25, 26. 2 ил.

4 GJ О О

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано для получения семейства гистограмм мощности нагрузки, усредненной на различных интервалах.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей анализатора за счет анализа усредненной мощности.

На фиг. 1 представлена структурная схема анализатора; на фиг. 2 - временная диаграмма работы анализатора.

Анализатор содержит датчик 1 мощности, счетчики 2-6, реверсивный счетчик 7, накапливающий сумматор 8, содержащий регистр 9 и сумматор 10, блок 11 памяти, регистр 12, блок 13 деления, блок 14 памяти, кварцевый генератор 15 прямоугольных импульсов, первый и второй элементы И-НЕ 16,17, первый-седьмой одновибраторы 18 - 24, первый и второй переключатели 25 и 26,

Переключатели 26 и 25 сблокированы, с их помощью в соотношении 1:10 одновременно изменяются как диапазон интервалов усреднения мощности нагрузки, так и чувствительность анализатора.

Работа устройства описывается при верхнем положении переключателей 25 и 26, при котором анализатор имеет максимальную чувствительность и меньший диапазон интервалов усреднения мощности.

На вход двоичного счетчика 4 текущей информации с выхода датчика 1 поступают импульсы, частота которых пропорциональна текущей мощности нагрузки P(t). Подсчитывая эти импульсы, счетчик 4 осуществляет дискретное интегрирование мощности нагрузки. В конце промежуточного интервала усреднения At содержимое счетчика 4 записывается в блок 11 памяти по адресу, формируемому счетчиком 7. Загем содержимое счетчика 4 обнуляется, после чего начинается новый промежуточный интервал усреднения. В конце этого нового цикла работы устройства содержимое счетчика 4 записывается в блок 11 памяти по увеличенному на единицу адресу и т. д. Таким образом в процессе работы устройства в ячейки блока 11 памяти по порядку записываются многоразрядные слова, значения которых в каждом случае равняются расходу электроэнергии за промежуточный интервал усреднения:

Wi / P(t)dt(1)

tj -At

Параллельно с за время At реализуется следующий алгоритм обработки информации. Определяются средние значения мощности нагрузки на различных интервалах усреднения: Ti 1 - AT 15 At; Jz 2АТ;Тз ЗАТ;... .

Осуществляется это следующим образом.

В конце очередного промежуточного

интервала усреднения A t отрицательным фронтом импульса с выхода старшего разряда счетчика 6 запускается одновибратор 18 (в момент времени на фиг. 2). Импульсом с прямого выхода последнего обнуляется содержимое регистра 9 суммы, а импульсом с инверсного выхода одновибра- тора 18 в счетчик 7 из регистра 12 вписывается код адреса ячейки блока 11 памяти, в

которой хранится значения расхода электроэнергии W|-1 за предыдущий промежуточный интервал At.

В момент времени ti запускается одно- вибратор 19, который увеличивает содержимое счетчика 7 на единицу.

В момент времени ta импульсом с инверсного выхода одновибратора 20 в очередную ячейку блока 11 памяти из счетчика 4 переписывается значение расхода электроэнергии Wi за последний промежуточный интервал At, а импульсом с прямого выхода одновибратора 20 в регистр 12 записывается новый, увеличенный на единицу код. В момент времени ta импульсом с выхода одновибратора 21 содержимое счетчика 4 обнуляется. После окончания импульса одновибратора 21 оно вновь начинает накапливаться за следующий промежуточный интервал At.

в момент времени t4 импульсом с выхода генератора 15 запускается одновибратор 22, выходной импульс которого записывает в регистр 9 значение Wi.

Импульсом с выхода одновибратора 24,

появляющимся в момент времени ts и поступающим на регрессивный вход двоичного реверсивного счетчика 7, содержимое последнего уменьшается на единицу - на выходе блока 11 памяти появляется значение

Wi-i.

При очередном запуске одновибрато- ров 22 - 24 в регистре 9 появляется сумма

W2 Wi + Wi-i. В следующем такте генератора 15 в регистре 9 появляется сумма

Л/з Wi + Wi-1 + Wi-2. и т. д.

Ход суммарного расхода электроэнер- гии N«, непрерывно поступает с выхода регистра 9 на вход делимого блока 13 деления, На вход делителя блока 13 с выхода счетчика 6 также непрерывно поступает код времени усреднения Т мощности нагрузки.

В 15-м такте генератора 15 это время становится равным первому значению интервала усреднения нагрузки TI 15 At. В этом такте генератора 15 импульсом с выхода одновибратора 22 в регистр 9 вписывает- ся сумма

14

W15 - W| + Wi-1 + W|-2 + ... + Wi-14 - X

I 0

WH V p(t)dt.(2)

ti -Tl

Соответственно, на выходе блока 13 появляется значение мощности нагрузки Pi, усредненной на первом интервале Тц

ti

/ P(t)dt (3) 11 ti -TI

В 15-м такте генератора 15 содержимое счетчика 5 равняется 1110 и, следовательно, к трем нижним входам элемента И-НЕ 16 приложены единичные напряжения. Поэтому появляющийся в 15-м такте на выходе одновибратора 23 импульс проходит на управляющий вход блока 14 памяти и запускает его.

При этом к содержимому одного из каналов БП 14 добавляется единица. Причем номер этого канала определяется значениями интервала усреднения Ti и усредненной на этом интервале мощности нагрузки Pi: код группы старших разрядов адресного входа БП 14 для интервала усреднения Ti равен 0000, а код группы младших разрядов адресного входа определяется конкретным значением Pi.

По окончании 15-го такта по заднему фронту импульса генератора 15 содержимое счетчика 5 становится равным 1111 - запускается одновибратор 24, который обнуляет содержимое счетчика 5 и увеличива- ет на единицу содержимое счетчика 6, при этом оно становится равным 0001.

Последующие 15 тактов работы генератора 15 продолжается накопление суммы в регистре 9. В 30-м такте оно становится равным

29ti

W3o 2 Wi-i / P(t)dt (4)

I 0tj - Т2

а на выходе блока 13 деления появляется значенияе усредненной на втором интервале Т2 мощности нагрузки

/ P(t)dt(5)

Т2

В этом такте в определенный канал блока 14 памяти анализатора также записывается информация.

Аналогичная операция осуществляется в 45, 60-м и т. д. тяктах, причем в БП 14

поступает информация о мощности нагрузки, усредненной на интервалах Тз, Т4 и т. д. Последняя запись информации в БП 14 производится в 240-м такте. Эта информация соответствует значению мощности нагрузки Р16, усредненной на интервале Tie 16 AT 240 At.

После окончания 240 тактов, которые продолжаются время At, вновь запускается одновибратор 18, из регистра 12 в двоичный реверсивный счетчик 7 возвращается код адреса ячейки блока 11 памяти, в которой хранится значение Wi; к этому коду добавляется единица; в очередную ячейку блока 11 памяти вписывается накопившееся за последний интервал At значение Wi+i; содержимое счетчика 4 обнуляется и т. д. - повторяется цикл выборки значений PJ, усредненных на интервалах Tj (j 1, ..., 16).

После достаточно длительного накопления информации по содержимому каналов БП 14 строится семейство гистограмм мощности нагрузки Р, усредненной на различных интервалах.

Формула изобретения

Многомерный статистический анализатор мощности нагрузки, содержащий генератор прямоугольных импульсов, два переключателя, первый счетчик, первый элемент И-НЕ, два одновибратора и два блока памяти, причем выход генератора прямоугольных импульсов соединен со счетным входом первого счетчика, выход первого одновибратора подключен к входу второго одновибратора, инверсный выход которого соединен с входом управления записью-считыванием первого блока памяти, выход первого элемента И-НЕ подключен к входу управления записью второго блока памяти, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет анализа усредненной мощности, в него введены четыре счетчика, пять одновибраторов, датчик мощности, второй элемент И-НЕ, реверсивный счетчик, регистр, накапливающий сумматор и блок деления, вход делимого которого соединен с выходом накапливающего сумматора, а выход подключен к младшим разрядам адресного входа второго блока памяти, старшие разряды адресного входа которого соединены с входом делителя блока деления и подключены к информационному выходу (кроме старшего разряда) второго счетчика, выход старшего разряда которого подключен к входу третьего одновибратора, инверсный выход которого соединен с входом записи реверсивного счетчика и через первый одновибратор - с суммирующим

входом реверсивного счетчика, выход которого подключен к информационному входу регистра и к адресному входу первого блока памяти, выход которого соединен с информационным входом накапливающего сумматора, размыкающий и замыкающий контакты первого переключателя соединены соответственно с выходом генератора прямоугольных импульсов, а подвижный контакт подключен к счетному входу третьего счетчика и через четвертый одновибра- тор - к входу синхронизации накапливающего сумматора, к первому входу первого элемента И-НЕ и входу пятого одновибратора, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, прямой выход третьего одновибратора подключен к входу установки накапливающего сумматора, прямой выход второго одновибратора соединен с входом шестого одновибратора и входом управления записью регистра, выход которого подключен к информационному входу реверсивного

18

Uu

-&

II 2 1 U21

h

и.

t3

22

О

счетчика, выход шестого одновибратора соединен с установочными входами четвертого и пятого счетчиков, счетный вход пятого счетчика подключен к выходу датчика мощности, соединенному с размыкающим контактом второго переключателя, замыкающий контакт которого подключен к выходу пятого счетчика, а подвижный контакт второго переключателя соединен со

счетным входом четвертого счетчика, выход которого подключен к информационному входу первого блока памяти, выход старшего разряда третьего счетчика соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, второй, третий и четвертый входы которого соединены с одноименными входами первого элемента И-НЕ и подключены к младшим разрядным выходам третьего счетчика, выход второго элемента И-НЕ через седьмой

одновибратор соединен со счетным входом второго счетчика и с установочным входом третьего счетчика.

Запись адоеса Wi-, J из регистра ю 8 счетчик;

ЯВнцление содержимого JL регистра 9

±+ f к содержимому

Lсчетчика

.Запись Wi из счетчика f

Lff блок памяти л

.Запись адреса WL из

J.счетчика 7 д регистр ю

Обнуление содержимого J. счетчикод ги

-Ј Запись суммы 8 регистр 9