Экстраполятор

 

Сеюз Советских

Сецнеанстнчасмнк

Ресвублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 171079 (21) 2830668/18-24 (1) М Кд. ! с присоединением заявки No

6 06 8 7/30

Государствемамй коматет

СССР по делам «зобретеаиа к открспмй (23) Приоритет

Опубликовано 30,0681. Бюллетень Йо 24

Дата опубликования описания 30.06.81 (53) УДК 681.33 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю. П. Рышков, В. И. Сучков и В. Б. Мальцев (71) Заявитель (54) ЭКСТРАПОЛЯТОР

Изобретение относится к системам автоматического регулирования и может быть использовано для анализа поступающей информации и улучшения качества управления.

Известны экстраполяторы, вычисляющие упрежденные значения аналогового входного сигнала. Один из них содержит двухразрядный аналоговый сдвигающий регистр, дифференциальный интегрирующий усилитель с управляющим разрядным ключом и s цепи обратной связи, управляемый резистор, запоминающий конденсатор, управляющий конденсатор, источник постоянного íà- 15 пряжения, блок формирования управляющего напряжения Щ .

Иввестный экстраполятор допускает значительную ошибку экстраполяции при;р сигналах более сложной форьва, чем линейно изменяющиеся, чем при неизвест» ных характеристиках экстраполируемого сигнала.

Наиболее близким по-технической 25 сущности к предлагаемому является экстраполятор, содержащий апериодическне звенья, масштабирующие элементы, блоки вычитания и блок суммирования Г27 ° ° 30

На выходе блока суммирования вырабатывается экстраполированный на время 1. сигнал

Z(t +Ф) = х(с +с) + y(t +Т), где y(t + ) K у (t) K y«(t), .x(t + ) = K x" (t) - K хо (.t), < - 2+= - Т < = 1+ х (t), х" (t), у (t), у "(t) - экспоненциально сглаженные значения x(t) и y(t) соответственно первого и второго порядка Т вЂ” постоянная времени апериодических звеньев.

Недостаток заключается в том, что постоянная времени Т апериодических звеньев является одинаковой для всех звеньев, постоянной, не зависит от вида и характера поведения конкретного экстраполируемого сигнала и определяется эмпирически. Отсутствие оптимальной подстройки параметров каждого апериодического фильтра в зависимости от статических характеристик сигнала, поступающего на его вход, порождает дополнительную составляющую ошибки экстраполяции.

Цель изобретения — повьтаение точности экстраполяции.

842855

ЗО

Формула изобретения

Поставленная цель достигается тем, что в экстраполятор, содержащий два последовательно соединенных апериодических фильтра, выходы которых через соответствующие элементы подключены к входам первого блока вычитания, блок вычисления ошибки, входы которого соединены с входом экстраполятора и выходом первого апериодического фильтра, два дополнительных последовательно соединенных апериодических фильтра, вход первого из которых подключен к выходу блока вычисления ошибки, выходы дополнительных фильтров через соответствующие дополнительные масштабирующие элементы подключены к входам второго блока вычитания, а выходы первого и второго блоков вычитания подключены к входам блока суммирования, введены четыре блока коррекции, каждый из которых состоит из трех линий задержки, двух блоков умножения, двух сумматоров и блока деления, вход первой линии задержки и первый вход первого блока умножения соединены с входом соответствующего апернодического фильтра, второй вход пеРвого блока умножения и два входа второго блока умножения подключены к выходу первой линии задержки, выходы первого и второго блоков умножения соединены с первымИ входами соответствующих сумматоров, выход первого из которых соединен с первым входом блока деления и через вторую линию задержки со своим вторым входом, выход второго сумматора соединен с вторым входом блока деления и через третью линию задержки со своим вторым входом, выход блока деления подключен к управляющим входам апериодического фильтра и связанного с ним масштабирующеro блока.

На чертеже представлен экстраполятор, блок-схема, Он содержит апериодические фильтры 1-4, блок 5 вычисления ошибки, блоки 6, 7 умножения, линии 8-10 задержки, сумматоры 11, 12, блок 13 деления, масштабирующие блоки 14, 15,, блоки 16-19 коррекции, масштабирующие блоки 20, 21, блоки 22, 23 вычитания, блок 24 суммирования.

Экстраполятор работает следующим образом.

Поступающий на вход фильтра 1 сигнал x(t) одновременно поступает на вход,.блока 16 коррекции, где он перемнож@ется с задержанным на время экстрапЬляции сигналом x(t- ), поступающим с выхода линии задержки 9. На вход сумматоров 11 и 12 поступают сигналы x(t) x (t -Ф) и x (t- ), где они, благодаря линиям 8 и 10 задержки, складываются с ранее накопленным результатом. Выходной сигнал блока 13 деления и блока 16 коррекции является текущим значением постоянной. времени Т,, которое поступает на управляющие входы фильтра 1 и элемента 14. Блоки 17-19 работают аналогичным образом.

С выхода фильтра 1 часть экспоненциально сглаженного сигнала первого порядка x (t,Ò„) через элемент

14 с коэффициентом К„(Т„) поступает на один из входов блока 22 вычитания.

Выходной сигнал фильтра 1 поступает также на вход фильтра 2 и на вход корректирующего блока 17, где осуществляется вычисление текущего значения постоянной времени фильтра 2

Т, которое поступает на управляющие входы фильтры 2 и элемента 15. С выхода фильтра 2 экспоненциально сглаженный сигнал второго порядка

x"(t,T через элемент 15 с коэффициентом .К (Т ) поступает: на второй вход блока 22.

В блоке 22 эти сигналы вычитаются, и на выходе его образуется экстраполированный сигнал х(е+ь), который поступает на один из входов сумматора 24.

Сигнал ошибки, вырабатываемый блоком 5, в результате аналогичной обработки создает на выходе блока 23 экстраполированное значение ошибки (t+ß . С выхода блока 23 вычитания сигнал поступает на второй вход сумматора 24, с выхода которого снимается скорректированный экстраполированный сигнал T(t+ )..

Изобретение обеспечивает повышение точности экстраполяции при априорно неизвестных характеристиках экстраполируемого сигнала нли при некорректно выбранных начальных значениях параметров экстраполятора.

Экстраполятор, содержащий два последовательно соединенных апериодических фильтра, выходы которых через соответствующие-масштабирующие элементы подключены к входам первого блока вычитания, блок вычислення ошибки, входы которого соединены с входом экстраполятора и выходом первого апериодического фильтра, два дополнительных последовательно соединенных апериодических фильтра, вход первого из которых подключен к выходу блока вычисления ошибки, выходы дополнительных апериодических фильтров через соответствующие дополнительные масштабирующие элементы подключены к входам второго блока

I вычитания, а выходы первого и второго блоков вычитания подключены к входам блока суммирования, о т л ич а ю шийся тем, что,с целью повьиаения точности экстраполяции, в него введены четыре блока коррекции, каждый из которых состоит из трех линий задержки, двух блоков

842855

Составитель Г. Осипов

Редактор А. Власенко ТехредH. Коаааеаа КорректорМ, Шароши

Закаэ 5105/63 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 умножения, двух сумматоров и блока деления, вход первой линии задержки и первый вход первого блока умножения соединены с входом соответствующего апериодического фильтра, второй вход первого блока умножения и два входа второго блока умножения подключены к выходу первой линии эадерж. ки, выходы первого и второго блоков умножения соединены с первыми входами соответствующих сумматоров, выход первого из которых соединен с первым входом блока деления и через вторую линию задержки со своим вторым входом, выход второго сумматора соединен с вторым входом блока деления и через третью линию задержки со своим вторым входом, выход блока деления подключен к управляющим входам апериодического фильтра и связанного с ним масштабируюшего блока.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР в 501256, кл. Г> 06 G 7/30, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 531167, кл. G 06 G 7/30, 1976 (прототип).