Экстраполятор Советский патент 1981 года по МПК G06G7/30 

Изобретение относится к системам автсялатич ского регулирования и может быть использовано для анализа поступанядей информации и улучшения качества управления. Известны экстраполяторы, вычиспякйзуле упрежденные значения аналогового входного сигнала, Один из них содерзжт двухразрядный ангшоговый сдвигающий регистр, дифференциальный имтегримгнвдий усилитель с управляющи разрядньш клйчом и в цепи обратной свйзи, управляемый резистор, запоминактшй конденсатор, уп:равля оищй конденсатор, источник постоянногб на пряжения, блок формирования управляю щего напряжения tfj . Известный экстраполятор допускае значительную ошибку зкстраполяции п сигнкьлах более сложной формы, чем ли нейно изменяющиеся, чем при неизвес ных характеристиках зкстраполируемо сигнала. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является экстраполятор, содержащий апериодич кие звенья, масштабирующие элементы блоки вычитания и блок суммирования Ш. На выходе блока суммирования вырабатывается экстраполированный на время t сигнал Z(t +1; ) x(t )+ V(t +Г) , где y(t +t ) (t) - K,,), .x(t +Cr ) ) - Kjx(t), , 2 + + К x(t). x(t), у 4t), y(t) - экспоненциально сглаженные значения x(t) и y(t) соответственно первого и второго порядка Т - постоянная времени апериодических звеньев. Недостаток заключается в том, что постоянная времени Т апериодических звеньев является одинаковой для всех звеньев, постоянной, не зависит от вида и характера поведения конкретного зкстраполируемого сигнала и определяется эмпирически. Отсутствие оптимальной подстройки параметров каждого апериодического фильтра в зависимости от статических характеристик сигнала, поступающего на его вход). порождает дополнительную составляющую ошибки зкстраполяции. Цель изобретения - повыиение точности экстраполяции. Поставленная цель достигается тем что в экотраполятор, содержащий два последовательно соединенных апериоди ческих фильтра, выходы которых через соответствующие элементы подключены к входам первого блока вычитания, блок вычисления ошибки, входы которого соединены с входом экстраполято ра и выходом первого апериодического фильтра, два дополнительных последовательно соединенных апериодических фильтра, вход первого из которых под ключей к выходу блока вычисления ошибки, выходы дополнительных фильтров через соответствующие дополнительные (Масштабирующие элементы подключены к входам второго блока вьгчитания, а выходы первого и второго блоков вычитания подключены к входам блока суммирования, введены четыре блока коррекции, каждый из которых состоит из трех линий задержки, двух блоков умножения, двух сумматоров и блока деления, вход первой линии з держки и первый вход первого блока умножения соединены с входдм соответ ствующего апериодического фильтра, второй вход первого блока умножения и два входа второго блока умножения подключены к выходу первой линии задержки, выходы первого и второго бло ков умножения соединены с первым входами соответствующих сумматоров, выход первого из которых соединен с первым входом блока деления и через вторую линию задержки со своим.вторы ;входом, выход второго сумматора соединен с вторым входом блока деления и через третью линию задержки со своим вторым входом, выход блока деления подключен к управляющим входам апериодического фильтра и связан ного с ним масштабирующего блока. На чертеже представлен экстраполятор, блок-схема. Он содержит апериодические фильтры 1-4, блок 5 вычисления ошибки, блоки б, 7 умножения, линии 8-10 задержки, сумматоры 11, 12, блок 13 де ления, масштабирующие блоки 14, 15, блоки 16-19 коррекции, масштабирующие блоки 20, 21, блоки 22, 23 вычитания, блок 24 суммирования. Экстраполятор работает следующим образом. Поступаняций на вход фильтра 1 сиг нал (t) одновременно поступает на вход,блока 16 коррекции, где он пере множается с задержанным на время экс траполяции сигналом x(t-f), поступаю щим с выхода линии задержки 9. На вход сумматоров 11 и 12 поступают сигнсШы x(t) x(t-t) и ), где они, благодаря линиям 8 и 10 задержки, складываются с ранее накопленным результатом. Выходной сигнал блока 13 деления и блока 16 коррекции является текущим значением посто янной времени Т.,, которое поступает на управляющие входы фильтра 1 и элемента 14. Блоки 17-19 работают . аналогичным образом. С выхода фильтра 1 часть экспоненциально сглаженного сигнала первого порядка x(t,T) через элемент 14 с коэффициентом К (т) поступает на один из входов блока 22 вычитания. Выходной сигнал фильтра 1 поступает также на вход фильтра 2 и на вход корректирующего блока 17, где осуществляется вычисление текущего значения, постоянной времени фильтра 2 Тд, которое поступает на управляющие входы фильтры 2 и элемента 15. С выхода фильтра 2 экспоненциально сглаженный сигнал второго порядка ,f через элемент 15 с коэффициентом К 2( Т-j) поступает на второй вход блока 22. В блоке 22 эти сигналы вычитаются, и на выходе его образуется экстраполированный сигнал x(t+C) , который поступает на один из входов сумматора 2 4. Сигнал ошибки, вырабатываемый блоком 5, в результате аналогичной обработки создает на выходе блока 23 экстраполированное значение ошибки y(t+iO. С выхода блока 23 вычитания сигнал поступает на второй вход сумматора 24, с выхода которого снимается скорректированный экстраполированный сигнал (t+tO . Изобретение обеспечивает-повышение точности экстраполяции при априорно неизвестных характеристикгис экстраполируемого сигнала или при некорректно выбранных начальных значениях параметров экстраполятора. Формула изобретения Экстраполятор, содержащий два последовательно соединенных апериодических фильтра, выходы которых через соответствующие- масштабирующие злементы подключены к входам первого блока вычитания, блок вычисления ошибки, входы которого соединены с входом экстрапо ;1ятора и выходом первого апериодического фильтра, два дополнительных последовательно соединенных апериодических фильтра, вход первого из которых подключен к выходу блока вычисления ошибки, выходы дополнительных апериодических фильтров через соответствующие дополнительные масштабирующие элементы подключены к входё1М второго блока вычитания, а выходы первого и второго блоков вычитания подключены к входам блока суммирования, отличающийся тем, что,с целью повышения точности .экстраполяции, в него введены четыре блока коррекции, каждый из которых состоит из трех линий задержки, двух блоков

умножения, двух сумматоров и блока деления вход первой линии задержки первый вход первого блока умножения соединены с входом соответствующего апериодического фильтра, второй вход первого блока умножения и два входа второго блока умножения подключены к выходу первой линии эадерж ки,выходы первого и второго блоков умножения соединены с первыми входами соответствующих сумматоров, выход первого из которых соединен с первым входом блока деления и через ВТОРУЮ линию задержки со своим вторым входом, выход второго сумматора соединен с вторым входом блока делеНИН и через третью линию задержки со своим вторым входом, выход блока деления подключен к управляющим входам апе1 иодического фильтра и связанного с ним масштабирующего блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 501256, кл. Г, 06 G 7/30, 1976.

2,Авторское свидетельство СССР № 531167, кл. Г, 06 G 7/30, 1976 (прототип).

вх.

Вих.