Экстраполятор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ап 550643

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 25.09.74 (21) 2062542/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.77. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 01.04.77 (51) М. Кл а G 06K 15/36

Государственный комитет

Совета и нинстров СССР по делам изобретений и открытнй (53) УДК 681.3(088.8) (72) Авторы изобретения

M Г. Бродский, О. И. Головинский и А. С.-Б. Карасов (71) Заявитель (54) ЭКСТРАПОЛЯТОР

Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение при статистическом управлении производственными процессами.

Известен экстраполятор, содержащий блок текущего усреднения и вычислительные блоки.

Этот экстраполятор требует математического описания исследуемого процесса и подбора аппроксимирующего многочлена, что ограничивает область его применения.

Известен другой экстраполятор, также содержащий блок текущего усреднения и вычислительные блоки. С целью исключения необходимости математического описания исследуемого процесса н подбора аппроксимирующего многочлена, экстраполятор содержит блоки памяти. Однако этот экстраполятор позволяет исследовать процессы, которые имеют конечную производную на интервале наблюдения, т. е. ограниченный класс процессов.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является экстраполятор, содержащий и групп элементов ИЛИ, 2n — 1 групп элементов И, п групп блоков текущего усреднения, а — 1 групп триггеров.

Недостатком этого экстраполятора является то, что он не позволяет адаптивно перегруппировывать каналы многоканального случайного процесса на зоны равной интенсивности в темче эксперимента.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей экстраполятора за счет адаптивного перегруппирования каналов многоканального случайного процесса

5 на зоны равной ннтенсивнсстн в темпс эксперимента.

Для достижения поставленной цели входы первой группы элементов ИЛИ соединены со входами экстраполятора, входы второй группы

10 элементов ИЛИ соединены с выходамн первой группы элементов ИЛИ соответственно, входы и-й группы элементов ИЛИ соединены с выходами (и — 1) -й группы элементов ИЛИ соответственно, первые входы первой группы эле15 ментов И соединены с выходами первой группы элементов ИЛИ, а выходы — со входамп первой группы блоков текугцего усреднения соответственно, первые входы второй группы элементов И соедш|ены с выходами второй

20 группы элементов ИЛИ, а вьподы — со входами второй группы блоков текущего усреднения соответственно, первые входы а-й группы элементов И соединены с выходами а-й группы элементов ИЛИ, а выходы — co в одамн

25 и-й группы блоков текущего усреднения соответственно, первые выходы первой группы триггеров соединены со вторыми входами первой группы элементов И, вторые выходы — со вторыми входами второй группы элементов И, 30 а первые входы — с первыми выходами вто550643

65 рой группы блоков текущего усреднения соответственно, первые выходы второй группы триггеров соединены с третьими входами первой и второй групп элементов И, вторые выходы — со вторыми входами третьей группы элементов И, а первые входы — с первыми выходами третьей группы блоков текущего усреднения соответственно, первые выходы (n — 1) -й группы триггеров соединены с и-ми входами первой,..., (n — 1) групп элементов И соответственно, вторые выходы — со вторыми входами и-й группы элементов И, а первые входы — с первыми выходами и-й группы блоков текущего усреднения соответственно, входы (n+1) группы элементов И соединены с первыми выходами первой группы блоков текущего усреднения, а выходы — со вторыми входами первой группы триггеров соответственно, входы (n+2)-й группы элементов И соединены со вторыми выходами первой группы триггеров и второй группы блоков текущего усреднения, а выходы — со вторыми входами второй группы триггеров соответственно, входы (2n — 1)-й группы элементов И соединены со вторыми выходами (n — 2) -й группы триггеров и (n — 1)-й группы блоков текущего усреднения, а выходы — со вторыми входами (n — 1)-й группы триггеров соответственно.

На чертеже показана блок-схема экстраполятора для восьмиканального потока случайных импульсов.

Экстраполятор содержит первую группу элементов 1 ИЛИ, вторую группу элементов 2

ИЛИ, третью и-ю группу элементов 3 ИЛИ, первую группу элементов 4 И, вторую группу элементов 5 И, третью группу элементов 6 И, четвертую группу элементов 7 И, пятую (2а — 1)-ю группу элементов 8 И, первую группу триггеров 9, вторую (n — 1)-ю группу триггеров 10, первую группу блоков 11 текущего усреднения, вторую группу блоков 12 текущего усреднения, третью и-ю группу блоков 13 текущего усреднения.

На входы элементов 1 ИЛИ поступают потоки случайных импульсов. На входы одного элемента поступают два потока импульсов.

Выходы каждой пары элементов 1 ИЛИ соединены со входами элементов 2 ИЛИ соответственно. Кроме того, выходы элементов 1 ИЛИ соединены с первыми входами элементов 4 И соответственно, вторые входы которых подключены к первым выходам соответствующих триггеров 9, а третьи входы — к первым выходам триггера 10. Выходы элементов 2 ИЛИ подключены ко входам элементов 3 ИЛИ и к первым входам элементов 5 И соответственно, вторые входы которых подключены ко вторым выходам соответствующих триггеров 9, а третьи входы — к первому выходу триггера

10, второй вход которого подключен к первому входу элемента 7 И, второй вход которого соединен с выходом элемента 3 ИЛИ. Выходы элементов 4 И соединены со входами блоков текущего усреднения соответственно, первые

45 выходы которых подключены ко входам соответствующих элементов 6 И. Выходы элементов 6 И соединены с первыми входами триггеров 9, вторые входы которых соединены с первыми выходами блоков 12 текущего усреднения. Вторые выходы блоков 11 и 13 и третьи выходы блоков 12 являются выходами устройства. Блоки 11, 12, 13 текущего усреднения производят скользящее (текущее) усреднение во времени интенсивности потоков импульсов, поступающих на их входы, но кроме основного имеют еще по два выхода, на которых появляются высокие (единичные) уровни напряжения при достижении усредненной интенсивности соответственно нижнего и верхнего заданн ых уровней.

Принцип работы экстраполятора заключается в следующем. На входы элементов 1 ИЛИ поступают потоки случайных импульсов. Эти потоки могут быть нестационарными как во времени, так и в пространстве. При минимальной суммарной интенсивности потоков последние объединяются в один канал (в одну зону) и проходят на один выход устройства.

По мере нарастания суммарной интенсивности потоков при равномерном распределении интенсивности потоков в пространстве общий поток на выходе устройства распадается на два, четыре, восемь и т. д, каналов. По мере спада интенсивности потоков на входе потоки на выходе объединяются в обратном порядке.

Распад потоков на выходе устройства и их объединение происходят таким образом, что интенсивность потока в каждом канале все время остается постоянной в заданных пределах.

При неравномерном распределении в пространстве интенсивности потоков на входе потоки на выходе устройства распадаются таким образом, что каждый выходной канал объединяет различное число входных потоков. При этом интенсивности в этих каналах равны между собой в заданных пределах.

Работает экстраполятор следующим образом.

Предположим, что в начальный момент времени суммарная интенсивность потоков на входе минимальна. При этом элементы 4 и 5

И закрыты и открыт элемент 7 И. Входные потоки через элементы 1, 2, 3 ИЛИ и элементы

7 И объединяются и поступают на вход блока

13 текущего усреднения, на основных выходах которого имеются сглаженные текущие значения потока. При достижении текущего сглаженного значения потока верхнего заданного уровня возникает сигнал на первом выходе блока 13 текущего усреднения, который перебрасывает триггер 10. В результате элемент 7

И закрывается и открываются элементы 5 И.

Вследствие этого общий поток на втором выходе блока 13 текущего усреднения исчезает и появляются потоки на выходах блоков 12 текущего усреднения, на входы которых входные

550643 потоки поступают через элементы о И. При дальнейшем возрастании интенсивности потоков, поступающих на входы блоков 12 текущего усреднения, возникают импульсы на их первых выходах, вследствие чего «перебрасываются» триггеры 9. В результате закроются элементы 5 И и откроются элементы 4 И. Вследствие этого потоки на третьих выходах блоков

12 текущего усреднения исчезнут и появятся потоки на вторых выходах блоков 11 текущего усреднения. Таким образом, происходит распад общего потока на два, на четыре и т. д. При этом распад потоков происходит при достижении интенсивности потоков, поступающих на входы блоков сглаживания, одного и того жс верхнего уровня. Вследствие этого интенсивность выходных потоков при любом их числе находится всегда в заданных пределах.

Эти пределы для каждого выходного канала можно регулировать.

Деление каждого выходного потока на два потока происходит независимо от других каналов. Благодаря этому суммарный поток автоматически, адаптивно к динамике во времени в пространстве входных потоков разделяется на зоны равной в заданных пределах интенсивности. При этом каждая зона может об.ьединять разное число входных потоков. Например, могут быть открыты элементы 4i и 4г

И, которые образуют зоны по два входных потока в каждой, и элемент 5> И, который объединяет в одну зону четыре входных потока.

При этом суммарные интенсивности потоков для каждой зоны равны между собой в заданных пределах. Подобное деление на зоны всегда обуславливается распределением интенсивностей входных потоков в пространстве, По мере спада интенсивностей входных потоков объединение зон происходит в обратном порядке. Предположим, что в блоках 11 и 11 потоки снизились до нижнего заданного уровня. При этом возникают сигналы на первых выходах этих блоков. Эти сигналы через элемент á И «перебросят» триггер 9ь В результате элементы 4> и 4 И закроются и откроется элемент 5 И. Таким образом, происходит объединение зон.

Процессы объединения и распада зон в разных областях пространства входов могут происходить одновременно, постоянно следуя за распределением интенсивностей входных потоков в пространстве.

Таким образом, устройство позволяет автоматически разбивать пространство входных потоков на зоны равной интенсивности адаптивно к динамике во времени в пространстве входных потоков.

З0

Формула изобретения

Экстраполятор, содержащий и групп элементов ИЛИ, 2п — 1 групп элементов И, и групп блоков текущего усреднения, и — 1 групп триггеров, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей экстраполятора, входы первой группы элементов ИЛИ соединены со входами экстраполятора, входы второй группы элементов

ИЛИ соединены с выходами первой группы элементов ИЛИ соответственно, входы п-й группы элементов ИЛИ соединены с выходами (и — 1) -й группы элементов ИЛИ соответственно, первые входы первой группы элементов И соединены с выходами первой группы элементов ИЛИ, а выходы — со входами первой группы блоков текущего усреднения соответственно, первые входы второй группы элементов И соединены с выходамп второй группы элементов ИЛИ, а выходы — со входамп второй группы блоков текущего усреднения соответственно, первые входы и-й группы элементов И соединены с выходами и-й группы элементов ИЛИ, а выходы — со входами п-й группы блоков текущего усреднения соответственно, первые выходы первой группы триггеров соединены со вторыми входами первой группы элементов И, вторые выходы — со вторыми входами второй группы элементов И, а первые входы — с первыми выходами второй группы блоков текущего усреднения соответственно, первые выходы второй группы триггеров соединены с третьими входами первой и второй групп элементов И, вторые выходы — со вторыми входами третьей группы элементов И, а первые входы — с первыми выходами третьей группы блоков текущего усреднения соответственно, первые выходы (и — 1) -й группы триггеров соединены с и-ми входами первой, ..., (n — 1) групп элементов И соответственно, вторые выходы — со вторыми входами п-й группы элементов И, а первые входы — с первыми выходами п-й группы блоков текущего усреднения соответственно, входы ()г+1) группы элементов И соединены с первыми выходами первой группы блоков текущего усреднения, а выходы — со вторыми входами первой группы триггеров соответственно, входы (и+2) -й группы элементов И соединены со вторыми выходами первой группы триггеров и второй группы блоков текущего усреднения, а выходы — со вторыми входами второй группы триггеров соответственно, входы (2n — 1)-й группы элементов И соединены со вторыми выходами (и — 2)-й группы триггеров и (n — 1)-й группы блоков текущего усреднения, а выходы — со вторыми входами (n — 1) -й группы триггеров соответственно.

550643

Составитель В. Жовинский

Текред Я. Семенов

Корректор А, Степанова

Редактор Н. !,àìñíñêàÿ

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 614/8 Изд. № 293 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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