Устройство для определения экстремума

 

Изобретение относится к технике автоматического регулирования, а именно к системам экстремального регулирования, в которых поиск экстремума (Э) функции показателя качества осуществляется на основе информации о знаке приращения этой функции, выраженной в дискретной форме. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Устройство содержит АЦП, генератор тактовых импульсов, N по числу разрядов кода D-триггеров, три элемента И-НЕ, два селектора-мультиплексора, первый RS-триггер с инверсными входами, инвертор, второй RS-триггер с инверсными входами, два элемента И, ПЗБ. Сравнение запомненного значения входного сигнала, снимаемого с регистра памяти на D-триггерах, и текущего значения с выхода АЦП производится поразрядно, начиная со старшего разряда. Синхронизация блоков производится по сигналам тактовых импульсов, при этом в D-триггерах записывается запомненный сигнал предыдущего цикла сравнения кодов и устанавливается на входах устройства текущий сигнал, RS-триггеры переводятся в единичное состояние. По сигналам тактовых импульсов соответствующие разряды кода сравниваются на элементах И-НЕ. 2 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИМИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А 1

Ц1) С 05 В 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к авто жом свмдктельствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPM ГКНТ СССР

1 (21) 4470059/24-24 (22) 02.08.88 (46) 30. 10.90. Бюл. НФ 40 (71) Кировский политехнический институт (72) В;С. Хорошавин, Н.И. Присмотров, В.С. Грудинин и С.М. Фокин (53) 62-50(088.8)

° (56) Авторское свидетельство СССР

1И 1118964, кл. G 05 В 13/02, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕМУМА (57) Изобретение относится к технике автоматического регулирования, а именно к системам экстремального регулирования, в которых поиск экстремума (Э) функции показателя качества осуществляется на основе информации о

1 знаке приращения этой функции, выраженной в дискретной форме. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Устройство содержит АЦП

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в системах экстремального регулирования, в которых поиск экстремума функции показателя качества осуществляется на основе информации о знаке приращения, этой функции, выраженной в дискретной форме.

Цель изобретения — повышение надежности устройства.

На фиг.1 изображена схема устройства дпя.определения экстремума; на

;,.Я0 16ЫЭ41

2 генератор тактовых импульсов, и по числу разрядов кода D-триггеров, три элемента И-НЕ, два селектора-мультиплексора, первый RS-триггер с инверс" ными входами, инвертор, второй

RS-триггер с инверсными входами, два элемента И, ПЗВ. Сравнение запомненного значения входного сигнала, снимаемого с регистра памяти на D-триггерах, и текущего значения с выхода

АЦП производится поразрядно, начиная со старшего разряда. Синхронизация блоков производится по сигналам тактовых импульсов, при этом в D-триггерах записывается запомненный сигнал предыдущего цикла сравнения кодов и устанавливается на входах устройства текущий сигнал, RS-триггеры переводятся в единичное состояние.

По сигналам тактовых импульсов соответствующие разряды кода сравниваются на элементах И-HE. 2 ил.

Э фиг. 2 — временная диаграмма его работы.

Устройство для определения экстремума содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, генератор 2 тактовых импульсов, по числу разрядов кода D-триггеров 3, первый 4, второй

5 и третий 6 элементы Ii-HE, первый ? и второй 8 селекторы-мультиплексоры, первый RS-триггер 9 .с инверсными входами, инвертор 10, второй RS-тригер 11 с инверсными входами, первый

1603341

12 и второй 13 элементы И и програм-i мно-задающий блок !4 с выходами 1521, 22-24 - выходы устройства в целом.

Устройство для определения экстремума работает следующим образом.

Для работы устройства необходима подача синхронизирующих импульсов от программно"задающего блока 14, соответствующая временной диаграмме на фиг.2. Программно-задающий блок 14 служит для синхронизации элементов устройства: предварительной установки RS-триггеров 9 и 11 в единичное состояние; записи входного запомненного сигнала C АЦП 1 и D-триггеры 3, стробиррвания селекторов"мультиплексоров 7,8; организации поразрядной схемы сравнения запомненного и теку- Zg щего входных сигналов в селекторахмультиплексорах 7,8; запуска АЦП l.

При этом программно-.,задающий блок 14 выполняет также функцию распределения импульсов от генератора 2 тактовых 25 импульсов. Программно-задающий блок 14 может быть реализован на основе двоич1 ного счетчика и дешифратора,кольцевого регистра, постоянного запоминающего устройства.

Запись запомненного значения входного сигнала В и выдача текущего з значения входного сигнала В произвоT дится в интервале между циклами сравнения этих кодов. Запись запомненного 35 значения В о выходном сигнале АПЦ

° в предыдущем цикле сравнения происходит по переднему фронту импульса на

С-входах D-триггеров 3, который снимается с выхода 21 программно-задаю- 4р щего блока 14.

По импульсу запуска АЦП 1, снимаемому с седьмого выхода 15 программнозадающего блока 14, происходит установка текущего значения сигнала Вт на 45 выход АЦП 1. Перед каждым циклом сравнения по сигналу с первого выхода 16 программно-задающего блока 14 RS-триггеры 9,11 переводятся в единичное состояние. Продолжительность цикла сравнения соответствует нулевому сигчалу на третьем выходе 17 программнозадающего блока 14, подаваемому на инверсные стробирующие входы селекторовмультиплексоров 7,8. При этом, если учесть,что в цикле сравнения на S-вхо ды RS-триггеров 9, 11 поданы сигналы логической "1" и -имеются стробирующие сигналы на селекторах-мультиплексорaх 7 и 8, то неопределенности в работе RS-триггеров 9,11 не возникает.

Сравнение запомненного входного сигнала В =!Ь Ьт...bbl, снимаемого

Э Г а % Ь7 с регистра памяти íà D-триггерах 3, и текущего значения В =(ЬеЪт...b, с выхода АЦП 1 производится поразрядно, начиная со старшего разряда, путем подключения соответствующих информационных входов селекторов-мультиплексоров 7,8 по сигналам с четвертого 18, пятого 19 и шестого 20 выходов программно-задающего блока 14, подаваемых на управляющие входы селекторов-мультиплексоров 7 и 8, При т этом соответствующие разряды кода В проходящие через первый селектор-мультиплексор 7 и кода В> проходящие через второй селектор-мультиплексор 8, сравниваются на первом 4 и втором 5 элементах И-HF..

При равенстве соответствующих разТ о рядов кодов В. =b ° выходные сигналы

1 первого 4 и второго 5 элементов И-НЕ

Т З равны единице; при неравенстве -b.ъЬ

1 1 в нулевое состояние выхода переходит второй 5 элемент И-НЕ, на выходе первого 4 элемента И-HE — сигнал "1";

Т гт при неравенстве г„, +o; нулевой выходной сигнал снимаетея с первого 4 элемента И-НЕ, на выходе второго 5 элемента И-НŠ— сигнал "1".

При пошаговом движениии в направлении максимума текущий .сигнал В больше запомненного В, при выполнении з условия в старших разрядах Ь; >Ь по

1 нулевому сигналу от второго 5 элемента И-НЕ первый 9 RS-триггер переходит в нулевое состояние, на выходе третьего 6 элемента И-НЕ поддерживается состояние "1", второй 11 RS-триггер в течение цикла сравнения кодов остается в состоянии "1".

Если бып произведен шаг от точки максимума входного сигнала, т.е.

БтсВз, то при этом первая возникшая ситуация в старших разрядах Ъ

RS-триггера в нулевое состояние, которое не изменится до окончания цикла сравнения кодов В и В F .г э

При равенстве сигналов В и В что наблюдается в окрестности точки максимума, первый 9 и второй II. с ВT)В т

О, "cH

40

16033

RS-триггеры в течение цикла сравнения остаются в единичном состоянии.

Таким образом, в зависимости от соотношения кодов В и В на прямых

5 выходах RS"òðèããåðîâ 9,11 наблюдаются сигналы: для первого RS-триггера 9 т з

1, Ь.cb(! 10

О, В)В для второго КБ-триггера 11

Тогда для выявления строгого нерат,з венства и равенства кодов В и В используя условия совпадения (пересечения, конъюнкции, логического умножения) прямых и инверсных выходных сигналов RS-триггеров 9 и 11 при соответствующих знаках неравенства и равенства, необходимо: для получения выходного сигнала устройства о движении к максимуму, т з когда В В, производят логическое умножение инверсного выходного сигнала первого RS-триггера 9 и прямого выходного сигнала второго RS-триггера 11, что реализуется на первом 12 элементе И, выходной сигнал которого подключен к первому 22 выходу устройства„ (35 дпя получения сигнала о равенстT Ъ ве кодов В =В выходной сигнал с прямого выхода первого RS-триггера 9 и выходной сигнал с прямого выхода второго RS-триггера 11 подаются на входы второго 13 элемента И, выходной сигнал которого подключен по второму 23 выходу устройства; для получения сигнала о движении к минимуму, когда В (В, подключают 4S т ь .инверсный выходной сигнал в срого

RS-триггера 11 к третьему 24 выходу устройства, Если для организации процесса поиска экстремума необходимо определить ( з нестрогое неравенство Б )Í или Б сВ то с использо (анием устройства и в соответствии с законам(; алгебры логики сигнал для определения нестрогого максимума В В может быть получен путем т логического сложения сигналов первого

22 и второго 23 выходов устройства, что соответствует сигналу на прямом выходе второго RS-триггера 11. Ана41 б логично, для получения сигнала нестрогого минимума необходимо произвести логическое сложение сигналов .второго

23 и третьего 24 выходов устройства, что после преобразований соответствует логическому сложению сигналов прямого выхода первого RS-триггера 9 и инверсного выхода второго RS-триггера 11, Предложенное устройство хорошо сопрягается с аналого-цифровыми преобразователями различных типов - двойного интегрирования, параллельного или последовательного преобразований, является универсальным при произвольном характере экстремума, обеспечивает устойчивую работу сопрягаемого с устройством экстремального регулятора и высокое качество функционирования экстремальной системы в целом.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для определения экстремума, содержащее аналого-цифровой преобразователь, управляющий вход кото» рого соединен с первым тактовым выходом программно-задающего блока, а группа из и выходов подключена к группе иэ и информационных входов первого селектора-мультиплексора и соответствующим D-входам n D-триггеров, С-входы которых соединены с вторым тактовым выходом программно-задающего блока, а выходы подключены к группе из и информационных входов .вторîго селектора-мультиплексора, первые, вторые, третьи и четвертые управляющие входы первого и второго селекторов-мультиплексоров связаны соответственно с третьим, четвертым, пятым и шестым выходами программноэадающего блока, вход программно-за" дающего блока подключен к выходу генератора тлктовых импульсов, прямой выход второго и инверсный выход первого селекторов-мультиплексоров связаны соответст"..åíío с первым и вторым входами первого элемента И-НЕ, прямой выход первого и инверсный выYîä второго селекторов-мультиплексоров связаны соответственно с первым и вторым входами второго элементов

И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ через инвертар подключен к первому входу третьего элемента i НЕ, выход второго элемента И-HE соединен с R-входом первого RS-триггера, S-вход которого соединен с седьж:м выходом про)б0334!

1О граммно-эадающего блока, прямой выход первого RS-триггера подключен к второму входу третьего элемента И-. НЕ, о т л и ч а ю щ е е с я. тем, что, с целью повьияения надежности устройства, в него введены второй. RS- parгер и первый н второй элемент И, при этом R-вход второго RS-триггера соединен с выходом третьего элемента

И-НЕ, S-вход соединен с S-входом первого RS-триггера, а прямой выход подключен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с инверсным и прямым выходами первого

RS-триггера.

1603341

Составитель В. Хромов

Редактор М Келемеш Техред Л. Сердюкон а Корректор Т. Палий

Заказ 3384 Т ираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101

ФЦ л4 а

Яф Ъз

CS ч с

Ю

Фф Я Ъ. О