Устройство для определения экстремума

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕМУМА, состоящее из п-каналов , каждый из которых содержит Д)-триггер и три элемента И-НЕ, о тличающееся тем, что, с целью повьнаения достоверности определения экстремума, в него введены блок управления, содержащий четйре элемента И и два триггера, и формирователь импульсов, а в каждый канал устройства введены .четвертый элемент И-НЕ, два инверсных элемента и элемент И, причем в каждом К-канале прямой, выход D триггера подключен к первому входу первого элемента И-НЕ, инверсный выход D -триггера подключен к входу второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с сигналыгым входом D -тригг-ера, выход первого элемента И-НЕ подключен к первому входу элемента И и через первый инвертор к первому входу третьего элемента И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ подключен к второму входу элемента И и через второй инвертор - к первому входу четвертого элемента И-НЕ, третий вход элемента И соединен с вторыми входами третьего и четвертого элемента И-НЕ и с выходом элемента И (К-1J -канала, въкоаа третьих элементов И-НЕ каждого канала подключены к соответствующим и-входам первого элемента И блока управления, выходы четвертых элементов И-НЕ каждого канала соединены с соответствующими п-входами второго элемента И блока управления, выход формирователя импульсов подключен к установочным входам ) -триг. гера каждого канала и к первым входам третьего и четвертого элементов И блока управления, вторые входы (Л которых соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, выходы первого и второго триггеров блока управления соединены соответственно с (п +1)-входами первого и второго элементов И блока управления, счетные входы первого и второго триггеров блока управления соединены соответственно с вторыми входами третьего и четверо ел о ел того элементов и блока управления сигнальные входы первого и второго триггеров блока управления соединены соответственно с инверсными выходами этих же триггеров, установочные входы которых подключены соответственно к выходам третьего и четвертого элементов И блока управления .

„„SU„„1070505 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 6 05 В 13 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOIVlV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО 4ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 34091 96/1 8-24 (22) 23.02.82 (46) 30.01.84. Вюл. М 4 (72) В,П.Коломиец, И.В.Нечипоренко, В.A.Ðåçâèöêèé и В.Д.Сметанин (53) 62-50 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство. СССР

У 438005, кл. 6 05 В 13/02, 1975, 2. Авторское свидетельство СССР

Р 842709, кл. G 05 В 13/00,. 1981 (прототип). (54)(57)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЭКСТРЕМУМА, состоящее из и -каналов, каждый из которых содержит

3-триггер и три элемента И-НЕ, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения достоверности определения экстремума, в него введены блок управления, содержащий четйре элемента И и два триггера, и формирователь импульсов, а в каждый канал устройства введены, четвер. тый элемент И-НЕ, два инверсных элемента и элемент И, причем в каждом К -канале прямой. выход D —триггера подключен к первому входу первого Элемента И-НЕ, инверсный выход Р -триггера подключен к входу второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с сигнальным входом D -триггера, выход первого элемента И-HE подключен к первому входу элемента И и через первый инвертор к первому входу третьего элемента

И-HE, выход второго элемента И-НЕ подключен к второму входу элемента

И и через второй инвертор — к первому входу четвертого элемента И-НЕ, третий вход элемента И соединен с вторыми входами третьего и четвертого элемента И-НЕ и с выходом элемента И (К -1) -канала, выходы третьих элементов И-HE каждого канала подключены к соответствукщим и-входам первого элемента И блока управления, выходы четвертых элементов И-HE каждого канала соединены с соответствующими и -входами второго элемента И блока управления, вы-. ход формирователя импульсов подключен к установочным входам Р --триг гера каждого канала и к первым входам третьего и четвертого элементов щ

И блока управления, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, выходы первого и второго триггеров блока управления соедииены соответственно с (и +1) -входа- Я ми первого .и второго элементов И блока управления, счетные входы первого и второго триггеров блока уп- () равления соединены соответственно с вторыми входами третьего и четвертого элементов И блока управления, сигнальные входы первого и второго триггеров блока управления соединены соответственно с инверсными (7 выходами этих же триггеров, установочные входы которых подключены соответственно к выходам третьего и четвертого элементов И блока управления.

1070505

10

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в автоматизированных системах управления для определения экстремума функции на основе информации о знаке приращения этой функции, выращенной н дискретной форме.

Известно устройство дискретного действия для определения экстремума в шаговом цифровом экстремальном регуляторе, содержащее дешифратор, триггеры Р5,элементы И, ИЛИ Г13.

Недостатком данного устройства является то, что оно имеет узкие функциональные воэможности, выражающиеся в том, что оно не позволяет осуществлять определение минимума и максимума функции без дополнительных переключений и на вход устройства не допускается подключение аналого-цифровых преобразователей (ЛЦП ) с различным предстанлением выходной информации: н дноично-десятичном коде 8-4-2-1 и двоичнопараллельном коде.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения экстремума, состоящее из и-каналов, каждый из которых содержит

9-триггер и три элемента И-НЕ (23.

Недостатками известного устройства являются низкая надежность и достоверность определения экстремума, выражакщиеся в том, что в устройстве возможно ложное определение экстремума в интервале времени от фронта тактового импульса, поданаемого на С-входы триггеров, до

его спада за счет задержки сигнала на элементах И-НЕ сравнения кодов, а также наличие сигналов экстремума на выходе выходного элемента И-НЕ в течение времени спада определяемой функции в случае определения максимума, а в случае определения минимума — н течение времени роста функцHB

Цель изобретения — повышение достоверности определения экстремума.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения экстремума, введены блок управления, содержащий четыре элемента И и два триггера, и формирователь импульсов, а в каждый канал устройства введены четвертый элемент И-НЕ, два инверсных элемента и элемент И„ причем в каждом К -канале прямой выход

D-триггера подключен к.первому входу первого элемента И-НЕ, инверсный выход -триггера подключен к входу второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с сигнальным нходом D --триггера, выход первого элемента И-НЕ подключен к первому входу элемента И и через первый иннертор— к первому входу третьего элемента

И-НЕ, выход второго элемента. И-НЕ

65 подключен к второму входу элемента И и через второй инвертор к первому входу четвертого элемента И-НЕ, третий вход элемента И соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И-HE и с выходом элемента И (K -1 )-канала, выходы третьих элементон И-НЕ каждого канала подключены к соответствующим п-входам первого элемента И блока управления, выходы четвертых элементов

И-НЕ каждого канала соединены с соответствующими и -входами второго элемента И блока управления, выход формирователя импульсов(подключенi к установочным входам )) -триггера каждого канала и к первым входам третьего и четвертого элементов И блока управления, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, выходы первого и второго триггеров блока управления соединены соответственно с (n +1) -входами первого и.второго элемента И блока управления, счетные входы первого и второго триггеров блокауправления соединены соответственно с вторыми входами третьего и четвертого элементов И блока управления, сигнальные входы первого и второго триггеров блока управления соединены соответственно с инверсными выходами этих же триггеров, установочные входы которых подключены соответственно к выходам третьего и четвертого элементов И блока управления.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройстна; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит и каналов -триггеров 1,п первых 2, вторых

3 и третьих 4 элементов И-НЕ, блок

5 управления, содержащий первый б, второй 7, третий 8 и четвертый Э элементы И и первый 10 и второй 11 триггеры, формирователь 12 импульсов, и четвертых элементов 13 И-НЕ, первых. 14 и вторых 15 инверторон и и элементов И 1б, входные и выходные шины 17-23.

На фиг. 2 показаны временные диаграммы работы устройства для определения экстремума, где изображены: 24 — управляющие импульсы

АЦП, 25 — тактовые импульсы, поступающие на шину 22 тактовых импульсон, 26 — импульсы разрешения со старшего разряда, поступающие на шину 18 разрешения определения экстремума, 27 — цифровой код, поступающий на входную шину 17; 28 сигнал иа прямом выходе Я -триггера 1; -29 — уровень сигнала на выходе элемента И-НЕ ?; 30 — уровень сигнала на выходе элемента И-НЕ 3, 31 — уровень сигнала на выходе зле1070505 мента И-НЕ 4 32 — уровень сигнала на выходе элемента И-HE 13, 33 сигнал разрешения на выходной шине

19 разрешения определения экстреулума в младшем разряде 34 — сигнал на прямом выходе триггера-защелки

10", 35 — сигнал на прямом выходе триггера-защелки 11; 36 и 37 уровни сигналов соответственно на выходных шинах 21 и 20.

Обозначим поступающий в текущий момент времени на шину 23 код с выхода АЦП A„= ал, а2 ...a„, а код, записанный в запоминающем регистре — B„= Ь 1, b> Ь Тогда жительйому приращению функции (максимум не достигнут ) соответствует случай A „ > В„, а отрицательному приращению (минимум не достигнут) случай А n (Bni т.е. определение экстремума сводится к определению изменения знака приращения функции.

Устройство для определения экстремума работает следующим образом.

При включении устройства (такт

ТО} формирователь 12 импульса начальной установки устанавливает

Я-триггер 1 каждого разряда в нулевое состояние, v. триггеры -защелки

10 и 11 — в единичное состояние.

При это л на первом и втором входах элементов И-HE 2 и 3, подключенных соответственно к входным шинам

23 и 17 и выходам )) -триггера 1 запоминающего регистра, устанавливаются парафазные сигналы, а на выходах элементов И-НЕ 2 и 3 устанавливаются сигналы уровня логической единицы. Эти сигналы поступают соответственно на первый и второй входы элемента И 16 и через инверторы 14, 15 — на первые входы элементов И-НЕ 4, 13, на выходах которых устанавливаются сигналы уровня логической единицы.

На выходных шинах 20 и 21 при этом устанавливаются сигналы уровня логической единицы.

Пусть в тактах Т1 и Т2, определяемых импульсами управления, на шинах 23 и 17 цифровой код остается неизменным, а именно, на шине 17 установлен сигнал уровня логического нуля, а на шине 23 соответственно — сигнал уровня логической единицы.

По тактовым импульсам, поступающим на С -вход 3 -триггера 1, происходит запись в 9 -триггер 1. При этом его состояние и состояние эле ментов И-НЕ 2, 3,4,1 3 остается неизменным.

Сигналы разрешения, поступающие на входную шину 18 разрешения определения экстремума со старшего разряда, через элемент И 16 поступают на выходную шину 19 разрешения определения экстремума в младшем разряде. На выходнь"-с шинах 20 и 21 сигналы остаются неизменными.

При изменении уровня сигнала на входных шинах 23 и 17 (такт ТЗ) на выходе элемента И-НЕ 3 устанавли5 вается сигнал уровня логического нуля и по приходу сигнала разрешения со старшего разряда на шину 18 на выходе элементов И-HE 13, И 6, И 9 формируется сигнал уровня логического нуля, т.е. выполняется условие а ) Ь (минимум достигнут), 1 1 при этом триггер-защелка 11 устанавливается в единичное состояние.

По фронту тактового импульса, поступающего на шину 22, на выходе элементов И-НЕ 13, И 6,. И 9 устанавливаются сигналы уровня логической единицы, а триггер-защелка 10 устанавливается в нулевое состояние..

На выходной шине 20 формируется импульс, определяющий прохождение минимума функции.

В такте Т4 изменения кода не происходит, при этом работа устройства аналогична работе в тактах

Т1 и Т2.

При изменении сигнала в такте

Т5 на входной шине 17 с уровня логической единицы на уровень логического нуля, на выходе элемента

И-HE 2 устанавливается сигнал уровня логического нуля и, по приходу сигнала разрешения на шину 18 со старшего разряда на выходе элементов И-НЕ 4, И 7 И 8 формируется

35 сигнал уровня логического нуля, т,е. выполняется условие а 1 < Ь (максимум достигнут I. При этом триггер-защелка 10 устанавливается в единичное состояние. По фронту

4() тактового импульса, поступающего на шину 22, на выходе элементов

И-НЕ 4, И 7, И 8 устанавливаются сигналы уровня логической единицы, а триггер-защелка 11 устанавливается

45 в нулевое состояние. На выходной шине 21 формируется импульс, определяющий прохождение максимума функции.

8 тактах Т6 и Т7 сигнал на выходных шинах 23 и 17 не изменяется при этом работа устройства анаl логична работе в тактах Т1 и Т2.

Таким образом, при достижении максимума и дальнейшем уменьшении кода на выходной шине 21 формируется один импульс, определяющий достижение максимума. Аналогично, при достижении максимума и дальнейшем увеличении кода на выходной шин е 20 формируется один импульс, определяю60 щий достижение минимума.

Использование предлагаемого ycтройства для определения экстремума по сравнению с базовым объектом в качестве которого взято устройство

65 для сравнения двух двоичных чисел, 1070505 применяемое в автоматизированных системах программного управления, позволяет исключить возможность ложного определения экстремума по приходу кода на вход устройства за счет того, что в предлагаемом устройстве осуществлено временное разделение сравнения поступившего кода с записанным в запоминающем регистре и выцачи результата сравнения на выход устройства, чем повышается надежность работы устройства, а также ,исключить возможность ложного определения экстремума на участках спада или нарастания функции за счет того что устройство формирует только один импульс, по времени совпадающий с моментом прохождения экстремума, тем самым повышается достоверность определения экстремума.

10 70505

Т0 Т1

27 гв

29

39

Составитель B.Êóçèí

Редактор Н.Стащишина Техред О.Неце Корректор Г,Решетник

Заказ 11680/44 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственйого комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 3035, Мрсква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ЛПП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4