Экстраполятор

 

ЭКСТРАПОЛЯТОР, содержащий первый блок йрогнозирования, вход которого является входом экстраполятора , а выход первьтм выходом экстраполятора, первый блок сравнения , первый вход которого соединен с входом экстраполятора, а выход с входом второго блока прогнозирования , и первый сумматор, входы которого соединены с выходами первого и второго блоков прогнозирования, причем каждый блок прогнозирования содержит последовательно соединенные первый апериодический фильтр, вход которого является входом блока прогнозирования, второй апериодический фильтр, первый масштабирующий блЪк и блок вычитания, а также вто о/озядя .; бл§ощ: рой -масштабирующий блок, через который выход первого апериодического фильтра соединен с другим входом блока вычитания, выход которого является выходом блока прогнозирования ,, отличающийся тем, что, с целью повышения точности экстраполяции и расширения функциональных возможностей за счет одновременного формирования трех экстраполяционных оценок с различными спектральными характеристиками, экстраполятор содержит первый и второй блоки задержки , второй блок сравнения, второй сумматор и третий блок прогнозиi рования, при этом выход первого блока прогнозирования через первый (Л блок задержки соединен с вторым входом первого блока сравнения, выход первого сумматора, являющийся вторым выходом экстраполятора, соединен с первым входом второго сумматора и через второй блок задержки - с первым входом второго блока сравнения, со второй вход которого соединен с вхо00 дом экстраполятора, а выход через сд сд третий блок прогнозирования - с вторым входом второго сумматора, выход которого является третьим выходом экстраполятора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН 511 4 4 06 С 7/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР (21) 3759289/24-24 (22) 22 ° 06, 84 (46) 15,12.85. Бюл. 0 46 (71) Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (72) Л.П.Мышляев, В.П.Авдеев, А.А.Берлин и Т.Н.Московченко (53) 681.3(088.8) (56) Автоматика, 1964, 9 3, с.47.

Авторское. свидетельство СССР

У 531167, кл. С 06 G 7/30, 1974. (54)(57) ЭКСТРАПОЛЯТОР, содержащий первый блок прогнозирования, вход которого является входом экстраполятора, а выход — первым выходом экстраполятора, первый блок сравнения, первый вход которого соединен с входом экстраполятора, а выходс входом второго блока прогнозирования, и первый сумматор, входы которого соединены с выходами первого и второго блоков прогнозирования, причем каждый блок прогнозирования содержит последовательно соединенные первый апериодический фильтр, вход которого является входом блока прогнозирования, второй апериодический фильтр, первый масштабирующий блок и блок вычитания, а также вто„„SU„„3198550 A рой -масштабирующий блок, через который выход первого апериодического фильтра соединен с другим входом блока вычитания, выход которого является выходом блока прогнозирования, отличающийся тем, что, с целью повышения точности экст" раполяции и расширения функциональных возможностей эа счет одновременного формирования трех экстраполяционных оценок с различными спектральными характеристиками, экстраполятор содержит первый и второй блоки saдержки, второй блок сравнения, второй сумматор и третий блок прогнозирования, при этом выход первого бло- @ ка прогнозирования через первый блок задержки соединен с вторым входом первого блока сравнения, выход С первого сумматора, являющийся вторым выходом экстраполятора, соединен с первым входом второго сумматора и через второй блок задержки — с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого соединен с входом экстраполятора, а выход через третий блок прогнозирования - с вторым входом второго сумматора, выход которого является третьим выходом экстраполятора.

1 11

Изобретение относится к вычисли-. тельной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления для компенсации запаздывания и улучшения качества управления. Цель изобретения — повышение точности экстраполяции и расширение функциональных возможностей за счет одновременного формирования трех экстраполяционных оценок с различными спектральными характеристиками, На чертеже приведена структурная схема экстраполятора.

Экстраполятор содержит блок 1 прогнозирования, блок 2 задержки, блок 3 сравнения, блок 4 прогнозирования, сумматор 5, блок 6 задержки, блок 7 сравнения, блок 8 прогнозирования и сумматор 9.

Блоки 1,4 и 8 прогнозирования технически реализованы одинаково и каждый из них содержит (на чертеже для примера показана структурная схема только первого блока 1 прогнозирования ) масштабирующий блок 10, апериодические фильтры 11 и 12, масштабирующий блок 13 и блок 14 вычитания.

Экстраполятор работает следующим образом.

Входной сигнал х (4) поступает на вход блока 1 прогнозирования, где сглаживается апериодическими фильтрами 11 и 12. С их выходов снимаются сглаженные сигналы x (t) и

I х (tj и поступают на входы соответственно первого 10 и второго 13 масштабирующих блоков, где они умножаются на постоянные коэффициенты

К и К . Полученный в блоке 14 вьг1 3. ходной сигнал первого блока 1 прогнозирования х (+ )= Z„ (tj- К х" (1,) является выходным сигналом первого уровня.

Передаточная функция блока 1 при

К -К = 1 и К = 7/Т описывается

2 1 выражением где Т и Т - соответственно посто1 янные времени инерции первого и второго апериодических фильтров;

98550 ь - интервал экстраполяции.

Задержанный на время в блоке 2 задержки сигнал x(t) подается на вход первого блока 3 сравнения, в котором вычитается из входного сигнала. Полученная разность у (1) равна ошибке экстраполяции при исполь.зовании выходного сигнала первого

10 уровня экстраполятора.

Экстраполированная ошибка у (1+ 7) .сумматором суммнруется с выходным сигналом х (+ () первого уровня.

Полученный сигнал

l5

2 (4 + t ) = х (+ )+ J (Ф+ " ) является выходным сигналом второго уровня. Он содержит более высокочастотные составляющие, чем сигнал

20 x(t+ tl).

Сигнал г(1 + ) с выхода первого сумматора 5 поступает на вход блока

6, где задерживается на время Т. 3a-. держанный сигнал g(tj с помощью бло25 ка 7 сравнения вычитается иэ входного сигнала x(tj. Величина полученной разности

U(t) = х(t)- 2.И)

30 равна о а ошибке эк страполяции при использовании выходного сигнала второ-, го уровня экстраполятора.

Ошибка экстраполяции ()(tj блоком

8 экстраполируется на интервал времени 7, подается на вход сумматора

9 и суммируется в нем с выходным сигналом a(t+7), Полученный сигнал (t ) = z (t+ < ) + U (t+ i ) является выходным сигналом третьего уровня. Он содержит более высокочастотные составляющие, чем сигнал

45 g(t+ g), По аналогии можно получить выходные сигналы экстраполятора более высокого уровня.

Требуемых характеристик качества

50 экстраполированных сигналов можно добиться путем настройки постоянных времени инерции апериодическихфильтров в составе блоков 1,4 и 8 прогнозирования и выбора количества уров55 ней экстраполятора.

1198550

Составитель Г.Осипов

Техред А. Бойко Корректор И.Mycza

Редактор Ю.Ковач

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

Заказ 7724/50 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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