Интерполятор

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(я) С 06 G 7/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3236574/18-24 (22) 09.01.81 (46) 23 09.83. Бюл. t 35 (72) В.Н.Коробейников и А.ф. Кургаев (71) Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР (53) 681.3(088.8) (56) 1.Управляющие вычислительные машины в АСУ технологическими процессами. Под ред. Т.Харрисона, т.1, H., "Мир", 1975, с.409-410, фиг.5.5.

2. Громов Г.Г. Использование цифроаналогового комплекса для вывода графической информации на электроннолучевую трубку. "Автоматика и вычислительная техника", и 1, l976, с 59-66.

3. Малиновский Б.Н., Коробейников

В.Н. Устройство отображения графической информации.-"Механизация и авто матизация управления", N 2, 1972, с.35-37.

4.. Авторское свидетельство СССР и 480094, кл. G 06 K 7/10, 1973 (прбтотип). (54)(57) ИНТЕРПОЛЯТОР, содержащим выходной интегратор, выход которого является выходом интерполятора и подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого является входом интерполятора, а вЫход сумматора через первый ключ соединен с входом первого аналогового запоминающего устройства, группу сумматоров, „„SU„„1043680 группу ключей и группу аналоговых запоминающих устройств, выход каждого иэ которых подключен к первому входу соответствующего интегратора со сбросом, другими входами подключенного к выходам всех последующих аналоговых запоминающих устройств группы и к выходу последующего интегратора со сбросом, выход каждого сумматора груп пы через соответствующий ключ группы соединен с входом соответствующего аналогового запоминающего устройства группы, первый и второй входы первого сумматора группы соединены соот" ветственно с выходом первого аналогового запоминающего устройства и первого сумматора, а первый и второй входы остальных сумматоров группы подключены соответственно к выходу предыдущего аналогового запоминающего устройства группы и выходу предыдущего сумматора группы, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения . функции внутри интервалов интерполи.рования, в интерполятор введены дополнительный ключ и дополнительный сумматор, входы которого соединены с выходами всех аналоговых запоминающих устройств и с выходом первого интегратора со сбросом, а выход до-, полнительного сумматора через дополнительный ключ подключен к входу. выходного интегратора.

1 10

Изобретение относится к вычислительной технике.

Известно устройство воспроизведения функций многих переменных, реализующее кусочно-постоянную аппроксимацию и содеражащее регистр, к выходу которого подключены цифроаналоговые преобразователи. Входы регистра подключены к выходу ЭВИ, а выходы цифроаналоговых преобразователей через коммутатор подключены к входам аналоговых запоминающих устройств. Число цифроаналоговых преобразователей равно числу переменных, а разряд" ность регистра - сумме разрядностей этих же переменных f1 j.

Недостатками этого устройства являются высокие затраты оборудования и низкая точность воспроизведения функций, обусловленная кусочно-постоянной аппроксимацией функций.

Известно также устройство, реализующее воспроизведение функций ку% сочно-линейными отрезками и содержащее регистр, соединенный с параллельными цепочками, каждая из которых состоит из цифроаналогового преобразователя, выход которого через времязадающий резистор подключен ко входу параллельно соединенных операционного усилителя, времяэадающего конденсатора и ключа. Времяэадающие резисторно-конденсаторные цепочки и операционные усилители составляют интеграторы, выходы которых являются выходами устройства, входом которого являются входы регистра 2 ).

Недостатками этого устройства являются высокие затраты оборудования и низкая точность воспроизведения функций, связанная с высокой инструментальной погрешностью, состо ящей в накоплении ошибок интегрирования от интервала к интервалу интегрирования, а также с высокой методической погрешностью, ойуслов- ленной аппроксимацией функций кусочно-линейными отрезками.

Накопление инструментальной погрешности интерполирования устраняется в интерполяторе, использующем отрицательную обратную связь для компенсации на каждом последующем шаге ошибок интегрирования, накопленных на предыдущем ваге интерполирования. Устройство содержит регистр, выходы которого подключены ко входам параллельных цепочек, каж43680 дой последуе ей цепочки подключены к выходам сумматора и аналогового запоминающего устройства предыдущей цепочки, выход интегратора последующей цепочки соединен со входом интегратора предыдущей цепочки, чьи другие входы подключены к выходам аналоговых запоминаюших устройств, выходы которых и выход ана45 логового запоминающего устройства первой цепочки подключены ко входам выходного интегратора 5 4 3.

Недостатком известного устройства . является низкая точность воспроизведения функций внутри интервалов интерполирования, связанная с тем, что процесс запоминания приращений функции в аналоговых запоминающих устройствах происходит одновременно с процессом интегрирования этих при-I ращений интеграторами. дая из которых состоит иэ последователь но сОединенных цифроаналогового преобразователя, сумматора, ключа, аналогового запоминающего устройства и интегратора, выход которого подключен ко второму входу сумматора. Выходы интеграторов являются выходами устройства. Каждая параллельная цепочка представляет собой последова"

10 тельно соединенные цифроаналоговый преобразователь и линейный интерполятор Г3 j.

В данном интерполяторе устранено накопление инструментальной погрев15 ности интерполирования, однако добавляется дополнительная инструментальная погрешность внутри каждого из интервалов интерполирования.

Наиболее близким по технической

20 сущности к предлагаемому является интерполятор, содержащий выходной интегратор, выход которого является выходом устройства и подключен к первому входу сумматора первой д5 цепочки, причем второй вход является входом интерполятора, а выход через ключ соединен со входом аналогового запоминающего устройства, вторую и другие цепочки последова30 тельно соединенных сумматора ° ключа, аналогового запоминающего устройства и интегратора, между входом и выходом которого подключен ключ, при чем входы сумматора второй цепочки подключены к выходам сумматора и

35 аналогового запоминающего устройства первой цепочки, входы сумматора каж3 10436

Целью изобретения является повышение точности воспроизведения функции внутри интервалов интерполирования.

Для достижения поставленной цели в интерполятор, содержащий выходной 1 интегратор, выход которого является выходом интерполятора и подключен к первому входу первого сумматора, второи вход которого является входЬм интерполятора, а выход сумматора че 10 рез первый ключ соединен со входом первого аналогового запоминающего

1устройства, группу сумматоров, груп" пу ключей и группу аналоговых sanoминдющих уст ройст В, Выход каждого 15 иэ которых подключен к первому входу соответствующего интегратора со сбросом, другими входами подключенного к выходам всех последующих аналоговых запоминающих устройств группы и к вы-2р ходу последующего интегратора со сбросом, выход каждого сумматора группы через соответствующий ключ группы соединен со входом соответствующего аналогового запоминающего 25 устройства группы, первый и второй входы первого сумматора группы соединены соответственно с выходом nåðвого аналогового запоминающего уст" ройства и первого сумматора, а первыйш и второй входы остальных сумматоров группы подключены соответственно к выходу предыдущего аналогового sanoминающего устройства группы и выхо ду предыдущего сумматора группы вве 35 дены дополнительный ключ и дополнительный сумматор, входы которого соединены с выходами всех аналоговых запоминающих устройств и с выходом первого интегратора со сбросом, а выход дополнительного ° сумматора через дополнительный ключ подключен ко входу выходного интегратора.

На чертеже дана функциональная схема предлагаемого интерполятора.

Интерполятор содержит первый сумматор 1, первый ключ 2, группу сумматоров 3, группу ключей 4, .первое аналоговое запоминающее устройство 5, группу 50 аналоговых запоминающих устройств б, интеграторы 7 со сбросом, дополнительный сумматор 8, дополнительный ключ 9, выходной интегратор 10, ключ

11 интегратора 7 со сбросом. 55

Выход выходного интегратора 10 соединен с первым входом первого сумматора 1, выходы первого сумматора

<

1,и сумматоров 3 группы через ключи 2 и 4 соответственно соединены со вхо дами аналоговых запоминающих устройств

5 и 6 соответственно. Выходы аналоговых запоминающих устройств б группы подключены ко входам дополнительного сумматора 8 и входам интеграторов 7 со сбросом. Выход дополнительного сумматора 8 через дополнительный ключ. 9 подключен ко входу выходного интегратора 10.

Интерполятор работает следующим образом.

В исходном состоянии ключи 2,4 и 9 интерполятора разомкнуты, а ключи

11 замкнуты.

Входное напряжение Îs„ поступает на вход первого сумматора 1 и вычитается с напряжением, поступающим с выхода выходного интегратора 10. На выходе первого сумматора 3 группы формируется Разность между выходными напряжениями сумматора 1 и аналогового запоминающего устройства 5. На выходе последнего сумматора 3 группы формируется разность между выходными напряжениями сумматора 3 и аналогового запоминающего устройства б предыдущей цепочки.

Таким образом, на выходах сумматоров 1 и 3 интерполятора устанавлива тся напряжения(0, 0 2,..., U ) пропорциональные йриращениям (DU1, а201,..., d U ) аппроксимируемой функции ) (Ф):

1 = "1=USX ВЬ!х

=с 0 =V.

ДЗМ1

2 1

-О

ЛЯЬ(п 1) п (rn-11

После этого замыкается последний ключ 4 группы. Напряжение с выхода последнего сумматора 3 группы (d U) записывается через открытый ключ в аналоговое запоминающее устройство 6.

Через время Е >7 Г (Т вЂ” постоянная времени заряда аналогового запоминающего устройства 6). достаточное для заряда аналогового запоминающе го устройства 6> последний ключ 4 размыкается,на время tq,замыкается предпоследний ключ 4 интерполятора и в соответствующее аналоговое запоминающее устройство 6 этой цепочки запоминается(п-1) приращение (а " U).Ñnóñòÿ время (m-1) с (m

5 1043680 6 число цепочек, равное порядку интер",ном Ньютона m-го порядка) поведение ,полирования от, момента поступления функций. входного сигнала замыкается на время. ключ 2 и запоминается первое прН- После окончания цикла интерполиращение (h U) в аналоговом эапоми- 5 рования ключи 11 замыкаются, а ключ

1 нающем устройстве 5. 9 размыкается. Начинается цикл записи

Таким образом, в аналоговых запо- пРиРащений" ФУнкций в аналоговые запомиминающих устройствах 5 и 6 интерполя" поминающие УстРойства, после окончатора оказываются записанными все ния которого опять идет цикл интерпо(от первого до m-rp) приращения an- <© :лирования. проксимируемой функции. Описанный процесс работы интерпо"

Затем на время Т, равное постоян- лятора повторяется. ной времени интеграторов 7 и 10 Точность интерполятора повышена размыкаются ключи 11 и замыкаются за счет разделения во времени процес-, ключи 9. 8 течение этого времени ин 15 сов запоминания приращений аппрокситерполятор восстанавливает нели- мируемых функций и интегрирования нейными отрезками напряжения (поли- этих приращений.

Составитель С.Белан

Редактор Н.Егорова Техред Ж.Кастелевич Корректор А.Тяско

4»

Заказ 7340/53 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал nllfl "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4