УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ Советский патент 1968 года по МПК G06F17/17 

Предложенное устройство относится к телеЛ1етрическнм системам и предназначено для сжатия телеметрической информации.

Известные устройства, предназначенные для сжатия телеметрических данных, содержат логический блок выработки уиравляющнх имиульсов, блок времени, блок вычислений, блок хранения результатов и блок определения ошибки.

Предложенное устройство отличается от нзвестиых тем, что в нем блок времени содержит счетчики условного н текущего времени, ключ и схему выборки иитерполяиионных узлов кривой контролируемого процесса, соответствующих ординатал, подлежащим передаче. Блок вычислений содержит устройство вычисления разделенных разностей иолино.ма Пьютоиа, устройство вычисления степени иолинома, устройства вычисления полинома Ньютона при интерполяции и экстраполяции ио выбранным иитериоляционным узлам. Блок хранения результатов содержит устройство хранения разделенных разностей и ордпиат контролируемого процесса и устройство хранения выбраииых интерполяционных узлов, соответствующих ординатам, подлежащим передаче. Блок определения ошибки содержит схему вычисления н задаиия допустимой ошибки, связанную с ней схему сравнения

ошибки и схем} разности, подключенную к схеме сравнения ошибки, выходы которой иодключены к логпческо.му блоку выработки управляющих импульсов. Выходы логического блока подключены к счетчику условного времени, к ключу, к схеме выборки И1ггериоляционных узлов блока времени н к устройству вычисления степени полииома, один из выходов которого подключен к схеме вычислення

и задаиия допустг(моГ они1бки, а другой выход подключен к устройству вычисления разделеиных разностей. Один из входов иоследнего подключен к входным ншипм, второй вход соединен со сче1Ч11ком текущего времени, связанным с КЛЮЧОД1 и со схемой выборкн интериоляциоиных узлов, и третий вход соединен с устройсгво.м хранои1 я выбранных иитерполяционных узлов, а выход подключен к устройству хранения разде1е1И)ых разностей и ордннат контролируемого процесса. Устройства вычнслення нолннома при экстраполяции и интерполяции соединены ио входам соответственно со счетчиком условного времени и через ключ - со счетчшюм текущего времени, с устройством хранения разделенных разностей и ординат контролируемого ироиесса, н с устройством хранения выбраииых интерполяционных узлов, соедпнемиым со схемой выборки интерполяционных узлов, а по выходам - со

Устройства блока хранения результатов подключены к ключу выдачи данных.

На чертеже приведена блок-схема предложенного устройства.

В блок / определения ошибки входит с.хема I разпости, схема 2 сравнения ошибки, схема 3 вычисления и задания допустимо ошибки. Блок // времени содержит счетчик 4 условного времени, ключ 5, счетчик 6 текущего времени, схему 7 выборки питерполяционных узлов. Блок вычислений /// состоит из устройства 5 вычисления полинома при интерполяции, устройства 9 вычисления иолннома при экстраполяции, устройства 10 вычисления разделенных разностей и устройства // вычисления стеиении иолинома. Блок IV хранения результатов содержит устройство 12 хранения разделенных разностей и ординат контролируемого процесса и устройство 13 хранения выбранных интерполяционных узлов. Позицией 14 обозиачеи ключ выдачи данных, 15 - логический блок выработки уиравляющих имнульсов.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемый ироцесс l(t, представленный числовой иоследовательностью, и значения иолинома /,. (ti) (/( 0,1), вычисленные либо устройством 8 интериоляции, либо устройством 9 экстраполяции, ноступают соответственно на входы схемы /. Модуль полученной разности 1 (t) f (ti)-/,j (ti) поступает па схему 2, на другой вход которой подается доиустимая ошибка е(к), вычислеппая схемой 3 по формуле:

, -. к -1-1 к - степень иолинома;

е - доиустимая ошибка воспроизведения контролируемого процесса.

Схема 3 вырабатывает соответствуюидие признаки , когда точность анпроксимации превышает заданную ошибку; или , когда точность аиироксимацгги лежит в пределах допусти.люй ошибки.

Оба признака поступают иа логический блок 15. Если появлению признака г| С s предшестовала иитерполяция, то логический блок 15 выдает уиравляющие сигиалы иа схему 7 для выборки интерполяцпоииого узла itj и открывает ключ 5, через который числовые отметки времеии / иоступают на устройство 5 экстраполяции. Счетчик 4 условного времени ири этом устанавливается в «О, в результате чего прекращается поступление числовых отметок времени / иа схему интериоляции. После выявления очередного существенного узла tij начинает работать устройство 9 экстраиоляции, которое осуществляет вычисление значений /„ (Q по формуле

где /(/„)-Я„; f(,) P,... и т. Д. - разделенные разности соответственно пулевого, иервого и т. д. иорядка; tij (,1,2... ) - суидсствениые узлы.

Чтобы реализовать заиисаииую формулу в схему эксграиолятиш, из блока храиенпя результатов вызываются раиее вычис.генные разделеиные разпостп и существеииые и дслается попытка экстраполяции вновь поступающих ордииат без повышения степени апироксим -1рующего иолинома.

Попытка считается удачиой, если в результате сравнения экстраполированных значений

) с текущими ординатами /(г/) , блок оиределения oиJибкп вырабатывает признак

В случае неудачи (т. е. когда ) логический блок выработки управляющих имиульсов

выдает команду на устройство 11, которое увеличивает етеиеиь полинома k на единицу, сбрасывает схему ключа 5 в «О и ирекращает ироцесс экстраполяции, запускает счетчик 4 условного времеии ио входу «1.

Одновременно с выхода устройства // подается команда на схему 5, в которой вычисляется допустимая ошибка s (k), и устройство Я/, в котором вычисляется разделенная разность /г + 1-го порядка, ио рекурсивной формуле

Z (Zj,Pi,l(t-t,.,}...

. Р.

где /(/ 1, 2,..., к) - вспомогательная переменная;

к - степень иолинома; - разделеииые разности; ttj-i - существеиные узлы;

t - крайний иравый узел интериоллции;

ордииата в момеит t. Из блока хранения результатов вычислений выбираются раиее вычисленные разделенные разности РО, РЬ ..., РК и существеииые узлы tij и вместе с разделенной разностью /с+1-го иорядка иодаются в устройство 8 для интериоляции иакоиленных ио формуле

h ((s) P. + (i.-ti.)P. + ,..., - (fs ,...,a,,-..i).

Если в результате проверки ио всем s (от О до /-1-го узла интериоляиии) и а выходе схемы 2 вырабатывается (/v), то аппроксимация «настоящего и «ирошлого коитролируемого ироиесса полиномом /с+1-й стеиени оказалась удачной.

Устройство сжатия данных ждет появления нового опроса, а счетчик 4 уеловиого времени сбрасывается в «О и запускается с приходом

очередного опроса. При появлении нового опроса делается попытка принять соответствуюHiee ему значение аргу.мента за очередной существенный узел, для этого иересчитывается разделенная разность РK+I с учетом последделенной разноети поетупает в уетройетво 6 интерполяции, где для всех s проверяется выполиенпе условия

(s)e(;.).

Указанная процедура продвнжепия нптерполянионного узла вправо повторяется до тех пор, пока выполняется условие

n(s)-(K}.

в случае на каком-то очередном шаге продвижения условпого существепного узла, предыдущий узел принимается за существенный, а еоответствуюи;ее ему значение онроса стаповится сущеетвениым п передастся Б канал связи через ключ М выдачи данных.

Если вслед за этим попытка экстраноляции вновь ностуиающей ординаты по ранее выбранным существенным узлам сгп:Ьзается неудачной ) интерполяция иолпномсм степени на единицу больше оказывается неудачной, то логический блок 15 выработки управляющих импульсов прерывает поетроеиие аиироксилшрующего полинома п фиксирует интервал аппроксимации. Блок хранения результатов и уетройетво увеличения етеиени сбрасывается в «О, и иачннаетея ироиесс выбора иачального су|цественюго . узла и построение интерполируюиего полинома со степени «О в описанном ранее порядке.

Схема позволяет сократить объем передаваемой ни формации.

Предмет и з о б - е т е п и я

Уст)ойство для передачи телеметрической инфор.маиии, содержащее логический блок выработки уиравляюииьх импульсов, блок времеии, блок вычислений, блок хранения результатов и блок определения ошибки, отличающееся тем, что, с иелью сокращсння объема иередаваемой информации, в ием блок времени содержит ечетчнки условиого и текущего времсин, ключ и схему выборки нитериоляцнонных узлов кривой коитролнруемого ироliccca, соответст15уюи 1,их ординатаАг, нодлежаЩ1 м нередаче, олок вычнсленш содержит устройство вычнслення разделенных разностс иол Н10ма Иьютоиа, устройство вычисления стеиенн нолниома, стр01 |ства вычислення нс;линома Ньютона при пнтернолягиш и экстраиоляции по выбранным интсрполяииоиным узлал, блок хранения резу.илатов содержит устройство х)анения разделенных разностей н ордгшат контрол;1руемого процесса н устройство хранения выбранных ннтерполяциоииых узлов, соответсгвуюгцнх ордииатам, подлежащим иередаче, блок определения ошпбки содержит с.чему вычнслення н задання допустнMoii онн1бкн, связанную с ней схему еравнення

огннбкн и схему разностн, нодключенную к схеме сравнешш ошибки, выходы которой иодключеиы к логическому блоку выработки управляющих импульсов; ВЫХОДЕ указаииого логического блока иодк.лючены к счетчику условного времени, к ключу, к схеме ВЕзгборки И1териоляциоиных узлов блока времени и к устройству Бычислени.я степени нолинома, один из выходов которого подключен к схеме вычисления п задания допуетимо ошибки, а

второй выход подключен к устройству вычисления разделенных разностей; одни нз входов поеледнего подключен к входным ш1И1ам, второй вход соединен со счетчнком текущего времени, связаииым с ключом и со схемой выборки интериоляционных узлов, п третнй вход соединен с устройством хранения выбраииых иитерноляциоиных узлов, а выход подключен к устройству хранения разделенных разностей и ордииат коитролируемого нроцесса; устройства вычисления иолинома при экетраноляЦ1Н1 и интерполяции соедпиены но входам соответственно со счетчико.м слов;юго времени н через ключ - со счетчнком текущего времени, с устройством хранения разделенных разностей н ординат коитролируемого проиесса и с устройством храиеиия выбранных интерполяцноииых узлов, соед1Н1сг. со cxeMoii выборки иитерполяииоииых узлов, а ио выходам - со cxcMoii разностн блока онределения

ошибки; устройства блока хране;111я результатов иодключены к ключу выдачи данных.