Устройство для аппроксимации функций Советский патент 1982 года по МПК G06F17/17 

(5) УСТРОЙСТВО для АППРОКСИМАЦИИ ФУНКЦИЙ

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для кусочно-линейной аппроксимации производных функций, заданных цифровым кодом ординат, следующих через произвольные интервалы аргумента.

Известно устройство для аппроксимации функций, содержащее цифроаналоговый преобразователь, сумматор, интегратор, блок умножения, блоки памяти и ключи tl3.

Устройство осуществляет кусочнолинейную аппроксимацию по значениям ординат, заданных в цифровой форме и следующих через произвольные интервалы, однако обладает пониженной точностью из-за наличия инструментальных ошибок, связанных с аналоговым характером обработки информации.

Известно также устройство для аппроксимации функций, содержащее регистры, счетчики, цифроаналоговые преобразователи, генератор импульСОВ, дешифр атор, элементы задержки и элементы И и ИЛИ Г2.

Недостатком устройства также является пониженная точность аппроксимации из-за наличия инструментальных погрешностей, связанных с нестабильностью опорных напряжений выходного цифроаналогрвого преобразователя и наличием выбросов напряжения при смене кодов ординат.

10

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для аппроксимации функций, содержащее регистр узловых значений ординат, вход обнуления которого соединен с выходом

ts обнуления вычитающего блока и с первым входом элемента И, подктточенного вторым входом к выходу генератора импульсов, а выходом - к О1гнальному входу управляемого делителя частоты,

20 соединенного выходом со счетным входом реверсивного счетчика, подключенного выходами разрядов к входам выходного цифроаналогового преобразователя и к первой группе входов вычитающего блока, выход знака раз ности которого соединен с входом управления реверсов реверсивного счетчика, вторая группа входов подключена через последовательно соединенные блок памяти и дешифратор к выходам регистра узловых значений ординат, а выходы кода разности вычитающего .блока соединены с управляющими входами управляющего делителя частоты. .Режим аппроксимации функций непосредственно по кодам узловых значений ординат, поступающих на: регистр является частным случаем работы этого устройства (например, когда коды выбираемые из блока памяти, совпадают с кодами, поступающими на регистр) Гз. Недостатком данного устройства я в- 20 ляется пониженная точность кусочнолинейной аппроксимации, что обуслов лено выборкой кодов узловых значений ординат через равные интервалы изменения аргумента. Цель изобретения - повышение точ ности аппроксимации путем произволь ного задания интервалов аппроксимации . Указанная цель достигается тем, что в устройство для аппроксимации функций, содержащее регистр узловых значений ординат, вход обнуления которого соединен с выходом обнуления вычитающего блока и с первым входом элемента И, подключенного вторым вхо дом к выходу генератора импульсов, а выходом - к сигнальному входу управляемого делителя частоты, соединенного выходом со счетным входом ревер сивного счетчика, подключенного выходами разрядов к входам выходного цифроаналогового преобразователя и к первой группе входов вычитающего блока, выход знака разности которого соединен с входом управления реверсом реверсивного счетчика, дополнительно введены регистр текущего инте вала и блок деления, соединенный первой группой разрядных входов с выходами кода разности вычитающего блока, второй группой разрядных входов - с выходами регистра текущего интервала, стробирующим входом - с выходом обнуления вычитающего блока и с входом обнуления регистра текущего интервала, а выходами - с управ ляющими входами управляемого делителя частоты, причем вторая группа 9 14 входов вычитающего блока подключена к выходам регистра узловых значений ординат, На чертеже изображена блок-схема устройства для аппроксимации функций. Устройство содержит генератор 1 импульсов, элемент И 2, управляемый делитель 3 частоты, реверсивный счетчин , выходной цифроаналоговый преобразователь 5 , вычитающий блок 6, регистр 7 узловых значений ординат, блок 8 деления и регистр 9 текущего интервала. Вход обнуления регистра 7 соединен с выходом 10 обнуления вычитающего блока 6, стробирующим входом блока 8 деления, входом обнуления регистра 9 и с первым входом элемента И 2. Элемент И 2 подключен втовходом к выходу генератора 1 , а ВЫХОДОМ - к сигнальному входу управляемого делителя 3 соединенного управляющими входами с выходами блока 8 деления, а выходом - со счетным входом счетчика . Выходы разрядов счетчика k подключены к входам выходного цифроаналогового преобразователя 5 и к первой группе входов вьг читающего блока 6. Последний соединен второй группой входов с выходами регистра 7, выходом 11 знака разности - с входом управления реверсом счетчика , а выходами 12 кбда разности - с первой группой разрядных входов блока 8 деления, подключенного второй группой разрядных входов к выходам регистра 9Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии счетчик k и регистры 7 и 9 обнулены. Соответственно на выходе 10 обнуления блока 6, вычисляющего разность кодов ординат, поступающих с регистра 7°и счетчика , формируется сигнал, который закрывает элемент И 2, а на стробирующий вход блока 8 деления подает разрешение на деление. Длительность сигнала с выхода 10 определяется временем, необходимым для установки коэффициента передачи в делителе 3 частоты. При поступлении на входы регистра 7 узловых значений ординат х. параллельного кода X ., в вычитающем блоке 6 вычисляется разность кодов (). На выходе 10 блока 6 формируется задний фронт сигнала обнуления. Вычисленная разность () поступает на первую группу входов блока 8 деления Одновременно с поступлением на регистр 7 кода X J на входы регистра 9 текущего интервала поступает код тек щего значения интервала аппроксимаци N g , . С выхода регистра 9 код ipo поступает на вторую группу входов блока 8 деления, формирующего код со гласно формуле () CO,1J «J-o,;, N В соответствии с которым устанавливается коэффициент передачи делителя 3 частоты на первом участке аппроксимации. Задним фронтом импульса с выхода 10 блока 6 регистры 7 и 9 обнуляются, элемент И 2 открывается и импульсы с выхода генератора 1 через делитель 3 частоты начинают поступать на счетчик . Выходной код счетчика преобразуется цифроаналоговым преобразователем 5 в выходной сигнал. При совпадении кода счетчика и кода х на выходе 10 блока 6 формируется передний фронт сигнала обнуления, по которому элемент И 2 закрывается и подается сигнал разрешения в блок 8 деления для вычисления коэффициента передачи делителя 3 частоты на следующем участке аппро симации. Вычисление коэффициента передачи на i-ом-участке в блоке 8 осу ществляется по формуле () i-l,i3 ri-i,n На последующих участках аппроксимации устройство работает аналогично. При изменении знака крутизны в узловых точках разность кодов t+1 изменяет знак и признак знака крутизны с выхода 11 блока 6 управляет реверсом счетчика k. Установка устройства в исходное состояние осуществляется подачей на входы регистров 7 и 9 нулевого кода. Таким образом, предлагаемое устройство для аппроксимации функций позволяет осуществить ступенчато-линейную аппроксимацию функций, задаваемых параллельными кодами ординат, следующих через произвольные интервалы аргумента, что обеспечивает повыgi шение точности аппроксимации за счет соответствующего выбора величин интервалов, а также расширение области возможного применения устройства. Формула изобретения Устройство для аппроксимации функций, содержащее регистр узловых значений ординат, вход обнуления которого соединен с выходом обнуления вычитающего блока и с первым входом элемента И, подключенного вторым входом к выходу генератора имульсов, а выходом - к сигнальному входу управляемого делителя частоты, соединенного выходом со счетным входом реверсивного счетчика, подключенного выходами разрядов к входам выходного цифроаналОгового преобразователя и к первой группе входов вычитающего блока, выход знака разности которого соединен с входом управления реверсом реверсивного счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности аппроксимации путем произвольного задания интервалов аппроксимации, в него дополнительно введены регистр текущего интервала и блок деления, соединенный первой группой разрядных входов с выходакм кода разности вычитающего блока, второй группой разрядных входов - с выходами регистра текущего интервала, стробирующим входом - с выходом обнуления вычитающего блока и с входом обнуления регистра текущего интервала, а выходаьад - с управляющи входами управляемого делителя частоты, причем вторая группа входов вычитающего блока подключена к выходам регистра узловых значений ор/: 14ат. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 698012, кл. G 06 G 7/30, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР № 398969, кл. G Об G 7/28, 1971. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 28550U/l8-2i«, кл. G 06 F 15/3, 1979 (прототип).