Устройство для аппроксимации функций

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социапистичесник

Рес убп (и>934481 (61 } Дополнительное к авт. свив-ву (22} Заявлено 10. 10. 80 (21 } 2992317/18- 24 с присоединением заявки J% (23}Приоритет

Опубликовано 07.06.82. Бюллетень М 21

Дата опубликования описания 10.06.82

{51)М. Кл.

G 06 F 15/353

1ЬеударстипныФ кемитет

00СР ае деан изобретений и oarywN

{53) УДК 681.

-325(088.8) (54) Устройство для Аппроксимдции функций

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для кусочно-линейной аппроксимации производных функций, заданных цифровым кодом ординат, следующих через произвольные интервалы аргумента.

Известно устройство для аппроксимации функций, содержащее цифро аналоговый преобразователь, сумматор, интегратор, блок умножения, бло16 ки памяти и ключи 513.

Устройство осуществляет кусочнолинейную аппроксимацию по значениям ординат, заданных в цифровой форме

IS и следующих через произвольные интервалы, однако обладает пониженной точ. ностью иэ-за наличия инструментальных ошибок, связанных с аналоговым характером обработки информации, Известно также устройство для аппроксимации функций, содержащее регистры, счетчики, цифроаналоговые преобразователи, генератор импульсов, дешифратор, элементы задержки и элементы И и ИЛИ Г23.

Недостатком устройства также является пониженная точность аппроксимации из-за наличия инструментальных погрешностей, связанных с нестабильностью опорных напряжений выходного цифроаналогового преобразователя и наличием выбросов напряжения при смене кодов ординат.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для аппроксимации функций, содержащее регистр узловых значений ординат, вход обнуления которого соединен с выходом обнуления вычитающего блока и с первым входом элемента И, подключенного вторым входом к выходу генератора импульсов, а выходом - к сигнальному входу управляемого делителя частоты, сОединенного выходом со счетным вхо дом реверсивного счетчика, подключенного выходами разрядов к входам выходного цифроаналогового преобра93448 зователя и к первой группе входов вычитающего блока, выход знака разности которого соединен с входом управления реверсов реверсивного счетчика, вторая группа входов подключена через последовательно соединенные блок памяти и дешифратор к выходам регистра узловых значений ординат, а выходы кода разности вычитающего .блока соединены с управляющими ехо- !ф дами управляющего делителя частоты. .Режим аппроксимации функций непосредственно по кодам узловых значений ординат, поступающих на регистр, является частным случаем работы этого устройства (например, когда коды, выбираемые из блока памяти, совпадают с кодами, поступающими на регистр) Г3 3.

Недостатком данного устройства яв- щ ляется пониженная точность кусочнолинейной аппроксимации, что обусловлено выборкой кодов узловых значений ординат через равные интервалы изменения аргумента. 25

Цель изобретения — повышение точности аппроксимации путем произвольного задания интервалов аппроксимации.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для аппроксимации функций, содержащее регистр узловых значений ординат, вход обнуления которого соединен с выходом обнуления вычитающего блока и с первым входом

З5 элемента И, подключенного вторым входом к выходу генератора импульсов, а выходом - к сигнальному входу управляемого делителя частоты, соединенного выходом со счетным входом реверсивного счетчика, подключенного выходами разрядов к входам выходного цифроаналогового преобразователя и к первой группе входов вычитающего блока, выход знака разности которого

45 соединен с входом управления реверсом реверсивного счетчика, дополнительно введены регистр текущего интервала и блок деления, соединенный первой группой разрядных входов с выходами кода разности вычитающего

5О блока, второй группой разрядных входов - с выходами регистра текущего интервала, стробирующим входом - с выходом обнуления вычитающего блока и с входом обнуления регистра текущего интервала, а выходами - с управляющими входами управляемого делителя частоты, причем вторая группа

1 4 входов вычи т аки е го блока под ключе на к выходам регистра узловых значений ординат .

На чертеже изображена блок-схема устройства для аппроксимации функций.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, элемент И 2, управляемый делитель 3 частоты, реверсивный счетчик 4, выходной цифроаналоговый преобразователь 5, вычитающий блок б, регистр 7 узловых значений ординат, блок 8 деления и регистр 9 текущего интервала. Вход обнуления регистра 7 соединен с выходом 10 обнуления вычитающего блока 6, стробирующим входом блока 8 деления, входом обнуления регистра 9 и с первым входом элемента И 2. Элемент И 2 подключен вторым входом к выходу генератора 1, а выходом - к сигнальному входу управляеМого делителя 3, соединенного управляющими входами с выходами блока 8 деления, а выходом — со счетным входом счетчика 4. Выходы разрядов счетчика 4 подключены к входам выходного цифроаналогового преобразователя 5 и к первой группе входов вычитающего блока б. Последний соединен второй группой входов с выходами регистра 7, выходом 11 знака разности — с входом управления реверсом счетчика 4, а выходами !2 кода разности - с первой группой разрядных входов блока 8 деления, подключенного второй группой разрядных входов к выходам регистра 9, Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик 4 и регистры 7 и 9 обнулены. Соответственно на выходе 10 обнуления блока 6, вычисляющего разность кодов ординат, поступающих с регистра 7 и счетчика 4, формируется сигнал, который закрывает элемент И 2, а на стробирующий вход блока 8 деления подает разрешение на деление. Длительность сигнала с выхода 10 определяется временем, необходимым для установки коэффициента передачи в делителе частоты.

При поступлении на входы регистра

7 узловых значений ординат х; параллельного кода х, в вычитающем блоке 6 вычисляется разность кодов (х„-х, ).

На выходе 10 блока 6 формируется задний фронт сигнала обнуления. Вычисленная разность (х„-xо) поступает на

5 934481 6 первую группу входов блока 8 деления. шение точности аппроксимации за счет

Одновременно с поступлением на ре- соответствующего выбора величин ингистр 7 кода х „на входы регистра 9 тервалов, а также расширение области текущего интервала поступает код теку возможного применения устройства. щего значения интервала аппроксимации

N г „1 . С выхода регистра 9 код N

I (о, s) поступает на вторую группу входов формула изобретения блока 8 деления, формирующего код согласно формуле Уст

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

М 698012, кл. G 06 G 7/30, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

N 398969, кл. G 06 G 7/28, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР. по заявке М 28550 14/18-24, кл. G 06 F 15/34, 1979 (прототип). (xxg)

"iО, J в соответствии с которым устанавливается коэффициент передачи делителя

3 частоты на первом участке аппроксимации. Задним фронтом импульса с выхода 10 блока 6 регистры 7 и 9 обнуляются, элемент И 2 открывается и импульсы с выхода генератора 1 через делитель 3 частоты начинают поступать на счетчик 4. Выходной код счетчика 4 преобразуется цифроаналоговым преобразователем 5 в выходной сигнал.

При совпадении кода счетчика 4 и кода х на выходе 10 блока 6 фор. мируется передний фронт сигнала обнуления, по которому элемент И 2 закрывается и подается сигнал разрешения в блок 8 деления для вычисления коэффициента передачи делителя

3 частоты на следующем участке аппроксимации. Вычисление коэффициента передачи íà i-ом- участке в блоке 8 осуществляется по формуле (х--x;,)

Г1-1,11 Г4 ; „;3

На последующих участках аппроксимации устройство работает аналогично.

При изменении знака крутизны фунн- 4

40 ции в узловых точках разность кодов

x„„.+„ и х 1 изменяет знак и признак знака крутизны с выхода 11 блока 6 управляет реверсом счетчика 4.

Установка устройства в исходное

45 состояние осуществляется подачей на входы регистров 7 и 9 нулевого кода.

Таким образом, предлагаемое устройство для аппроксимации функций позволяет осуществить ступенчато-линейную аппроксимацию функций, задавае50 мых параллельными кодами ординат, следующих через произвольные интервалы аргумента, что обеспечивает повыроиство для аппроксимации функций, содержащее регйстр узловых значений ординат, вход обнуления которо. го соединен с выходом обнуления вычитающего блока и с первым входом элемента И, подключенного вторым входом к выходу генератора имульсов, а выходом — к сигнальному входу управляемого делителя частоты, соединенного выходом со счетным входом реверсивного счетчика, подключенного выходами разрядов к входам выходного цифроаналогового преобразователя и к первой группе входов вычитающего блока, выход знака разности которого соединен с входом управления реверсом реверсивного счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности аппроксимации путем произвольного задания интервалов аппроксимации, в него дополнительно введены регистр текущего интервала и блок деления, соединенный первой группой разрядных входов с выходами кода разности вычитающего блока, второй группой разрядных входов — с выходами регистра текущего интервала, стробирующим входом - с выходом обнуления вычитающего блока и с входом обнуления регистра текущего интервала, а выходами - с управляющими входами управляемого делителя час" тоты, причем вторая группа входов . вычитающего блока подключена к выхо" дам регистра узловых значений орди" нат .

93448>

Заказ 3937/45

Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

333035, Москва, Ж-35, Рауюская наб., д. 4/5

«»е««» » е юлю

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

Составитель С. Казинов

Редактор Н. Чубелко Техред И. Гайду Корректор А. Гриценко