Линейный экстраполятор

 

,,ч.» р.;,,, ф « Ь э j Р ф

Московское ордена Ленина и орденаi Трудового, Красного ) Знамени высшее техническое училище-.им,Н..Q. Баумана

--гъ,: (71) заяантель (54) ЛИНЕЙНЫЙ ЭКСТРАПОЛЯТОР

Изобретение отнЖится к устройствам, используемым в измерительной и вычислительной технике для экстраполяции функций, задаваемых цифровыми кодами ординат, с представлением результата экстраполяц в аналоговом виде.

Известен экстраполятор, содержащий три ячейки памяти (каждая из которых содержит последовательно соединенные регистр и цифроаналоговый преобразователь), цифроаналоговый блок, два элеменло та задержки и пять блоков масштабирования (1).

Это устройство имеет узкие функциональные возможности, так как предназначено для экстраполяции функций заданных

15 только равноотстояшими по времени кодами ординат, а также высокой сложностью настройки, так как при произвольных характеристиках блоков не всегда возмож20 но настроить устройство для выполнения функций экстраполятора.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является линейный

2 экстраполятор, содержащий ячейки памяти, первый выход каждой из которых соединен с первым входом соответствующего цифроаналогового блока умножения, второй выход первой ячейки памяти соединен со входом цифроаналогового преобразователя, первые входы ячеек памяти являются соответственно первым, вторым и третьим входами экстраполятора, а установочные входы всех ячеек памяти соединены с четвертым входом экстраполятора, пятый, шестой и седьмой входы которого соединены соответственно со вторыми входаМи цифроаналоговых блоков умножения t 2).

Известное устройство имеет узкие функциональные возможности, так как предназначено .для экстраполяции функций заданных только равноотстояшими по времени кодами ординат, а также, низкую динамическую точность, обусловленную тем, что экстраполяция осуществляется только по двум отсчетам функции (не учитывается вторая производная функции), а сама

3 6Я18 функция носит ступенчатый характер на участке экстраполяции.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства и расширение функциональньм воэможностей.

Поставленная цель достигается тем, что линейный экстраполятор содержит генератор линейного напряжения, инвертор и выходной сумматор, входы которого соединены непосредственно с выходами цифроаналогового преобразователя, перво-, го и третьего цифроаналоговых блоков умножения, и через инвертор - с выходом

1 второго цифроаналогового блока умножения, выход генератора линейного напряжения соединен с четвертым входом экст раполятора, а его выход подключен ко вторым входам ячеек памяти.

На чертеже приведена блок-схема линейного экстраполятора, 20

Линейный экстраполятор содержит ячейки памяти 1-3, цифроаналоговый преобразователь 4, генератор 5 линейного на-. пряжения, цифроаналоговые блоки умйЬжения 6-8, инвертор 9 и выходной сум- 25 матор 10.

Через первый 11 второй L2 и третий 13 входы экстраполятора в ячейки памяти 1-3 заносятся коды ординат экстраполируемой функции. На четвертый вход 50 . 14 поступае1" импульс конца очередного интервала экстраполяции. С входом 14 соединейы установочные входы всах ячеек памяти 1-3.

С помощью кодов подаваемых на пя- 55

0 тый 16, шестой 16 и седьмой 17 входы экстраполятора осуществляется настройка экстраполятора на работу с заданным времейем наблюдения (интервал времени мейеру йервым и последним хранимыми 4О отсчетами йстраполируемой функции) и с заданными интервалами между соседними отсчетами. Выход экстраполятора обозначен позицией 18. В состав каждой ячейки памяти L-З входят последователь45 но соединенные регистр 19 и цифроаналоговый преобразователь 20.

Линейный экстраполятор работает следующим образом.

В рабочем режиме очередным импуль50

" сом конца интервала экстраполяции, поступающего на вход 14 осуществляется обнуление и запуск генератора 5 линейного напряжения и обнуление регистров

55 ячеек памяти 1-3 с "одновременным при емом" очередных кодов ординат экстраполируемой функции: через вход 11 — код хр, через ьход 12 - код хд н через вход 15 - код х, После окончания пеo реходньм процессов на выходе цифроаналогового преобразователя 4 устанавливается величина (например, напряжение постоянного тока), пропорциональная коду х„, а на выходе генератора 5 - непрерывно изменяющаяся по линейному закону величина U>, пропорциональная отношению . /д, которая подается на аналоговые входы преобразователя 4 ячеек памяти 1-3 (It." - время экстраполяции, непрерывно изменяющееся от 0 до dt ).

Ячейки памяти 1-3 кроме .хранения кодов и преобразования их в аналоговые величины выполняют еще функции блоков умножения, На входы 15-L7 цифроаналоговых блоков умножения 6-8 поступают коды, пропорциональные соответственно Ко, К4 и К - весовым коэффициентам, выбором которых осуществляется оперативная настройка экстраполятора, В соответствии с этим на выходах блоков 6, 7 и S непрерывно вырабатываются аналоговые напряжения, пропорциональные соответственхп КоЛ >4; ->rI Kr Йв/йВ и хв К2 Я> которые после суммирования представляют собой величину, пропорциональную 6X3i g В "n+<

Таким образом, выходная аналоговая величина хв пропорциональна экстраполируемому значению Ñ

)(з Х„,+ д 1(„, °

В экстранолируемой функции, заданной цифровыми кодами хп, х„. „и х неравно отстояших отсчетов, После поступления на вход 14 (после достижения Q ht ) импульса конца интервала, экстраполяции, цикл работы экстраполятора повторяется.

Уменьшение динамической ошибки при использовании предлагаемого экстраполятора достигается эа счет того, что при экстраполяции функции вводится компенсация ошибки за счет второй производной. Так, величина приращениявХ„ определяется как

°, д 2

Ь „, -x д +х

° ° или после подстановки выражений х и х

Таким образом, экстраполяция осуществляется с учетом второй производной функции.

Составитвль О. Сахаров

Редактор Н. Лобач Техред 3. Фанта Корректор H. Задерновская

Заказ 6219/41 Тираж 780 Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР па делам изобретений и открытий

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

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

5 6918

Увеличинив точности достигается эа с е t01, чта BblxoAll88 ввличина 13 пропорциональная экстраполирувмой функции, па интврвалв экстраполяции Су 0+At измвнявтся линейно и непрерывно.

Расширение функциональных воэможностей достигается эа счет использования нвравноотстояших отсчвтов экстраполирувмой функции, что приводит к расширению области применения предлагаемого 1О устройства.

Ф

Формула изобретения!

Линвйный экстраполятор, содержаший ячвйки памяти, первый выход каждой иэ которых совдинвн с первым входам соотввтствукицвго цифроаналогового блока ум, ножения, второй выход первой ячвйки па мяти соединвн со входом цифроаналого- ., вого преобразователя, пврвыв входы ячввк памяти являются соотввтстввнно пврвым вторым и третьим входами экстра1

25 полятора, а установочныв аходы всех ячв-, вк памяти соединены с четввртым входом

82 6 экстраполятора, пятый; шастай и седьмой ,входы которого соединены соответственно со вторыми входами цифроаналоговых блоков умножения, о т л и ч а ю ш и йс я твм, что, с цвлью повышания точности и расширвния функциональных воэможноствй, он содержит генератор линвйного напряжения, инввртор и выходной сумматор, входы которого соединены непосредственно с выходами цифроаналогового нреобраэоватвля, первого и трвтьвго цифроаналоговых блоков умножения, и чвреэ инввртор - с выходом второго цифроаналогового блока умножвния, вьаод генератора линейного напряжения совдинен с четвертым входом экстраполятора, а вго выход подключвн ко вторым входам ячввк памяти.

Источники информации, принятыв во вниманив при экспврчмэв

1. Авторское свидетельство СССР

Ь 373733, кл. Ц 06 9 7/30, 1973.

2. Заявка l4 2425327/24, по которой принято рвшвнив о выдаче авторского свидвтвльства, кл. 9 06 & 7/30, 1976,