Цифровой экстраполятор

 

Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения - повышение точности. Устройство содержит три регистра, шесть сумматоров, преобразователь код-частота, элементы задержки, реверсивный счетчик. Изобретение позволяет уменьшить методические ошибки и может быть использовано при вьтодё информации на исполнительные механизмы в управляющих вычислительных системах. 1 ил. Ь9 00 со ч ьо 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

9728 А 1

09) (11) (5946 06 Г 15 353

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3742616/24-24 .(22) 05.04.84 (46) 23.06.86. Бюл. Р 23 (72) В.Г.Жуковский, В.Н.Сизякин и Н.Ф.Твердохлебов (53) 681. 32 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 694865, кл. G 06 F 15/353, 1979..

Авторское свидетельство СССР

У 896632, кл. G 06 F 15/353, 1982. (54) ЦИФРОВОЙ ЭКСТРАПОЛЯТОР (57) Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретенияповышение точности. Устройство содержит три регистра, шесть сумматоров, преобразователь код-частота, элементы задержки, реверсивный счетчик.

Изобретение позволяет уменьшить методические ошибки и может быть использовано при выводе информации на исполнительные механизмы в управляющих вычислительных системах. 1 ил.

35 у - л

t) в мо2Т

+ 2У)(-(Ууу-2 ) °

5 !2397

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при выводе информации на исполнительные механизмы в управляющих вычислительных системах.

Цель изобретения — повышение точности экстраполяции за счет уменьшения методической ошибки.

На чертеже приведена функциональная схема экстраполятора. 10

Цифровой экстраполятор содержит (см.чертеж) первый 1 и второй 2 регистры, -первый 3, второй 4 и четвертый 5 сумматоры, преобразователь 6 код-частота и реверсивный счетчик 7, третий регистр 8, третий 9, пятый 10 и шестой 11 сумматоры, первый 12, второй 13 и третий 14 элементы задержки, информационный вход 15 экстраполятора, первый тактовый вход 16 экстраполятора, второй тактовый вход 17 экстраполятора, выход 18 экстраполятора.

Экстраполятор работает следующим образом.

Воспроизведение фунхции у(t) осу- 25 ществляется при помощи полинома Чебышева первого порядка, обеспечивающего наилучшее равномерное приближение функции на интервале экстраполяции (t с„+ Т), где tï момент Зо . выдачи последнего известного значения функции, а Т - const - период выдачи информации из управляющей ЦВХ. При этом функция y(t) имеет вид

y(t) - (2yÄ - Зу „+ у )t

+ — (15у + 2У вЂ” У )

1, 16 И-2 И-г где t — текущее время У„

Уп г — эначениЯ фУнкции У( менты времени tn С() — Т, соответственно.

Вычисление функции y(t) можно существенно упростить,, если представить выражение (1) в виде 45

Y(t) = ((2у — (2у . + у,)) +

1 (+y 1 — +-- (2у — у ) +

-г Т 2„

В этом случае операции умножения и деления можно исключить, заменив их суммированием и вычитанием смещенных кодов величин V„, у„„ и у„

Управляющая ЦВМ вычисляет и выда- 55 ет на информационный вход 15 экстраполятора (установочный вход первого регистра 1) код величин у„, а на первый тактовый вход экстраполятора— сигнал синхронизации записи, который поступает на тактовые входы второго . регистра 2 непосредственно и первого 1 и третьего 8 регистров через соответствующие элементы 12 и 13 задержки. Время задержки сигнала синхронизации элементов 12 задержки превышает время задержки этого сигнала элементом 13 задержки, что обеспечивает последовательную перезапись содержимого третьего регистра 8 во второй регистр 2, содержимого первого регистра 1 в третий регистр 8 и выходного кода управляющей ЦВМ в.первый регистр 1. В результате в регистрах 1, 8 и 2 соответственно запоминаются знаУ)„H y a

Значение величины у с прямого выхода первого регистра 1 поступает со смещением на четыре разряда влево (в сторону старших разрядов) на первый вход пятого параллельного сумматора 10 и с инверсного выхода — на второй вход пятого параллельного сумматора 10, на который подается сигнал переноса в младший разряд °

В результате на выходе пятого параллельного сумматора 10 формируется код величины 15 у„ . С выхода третьего регистра 8 код величины у„ поступает на -;ервый вход третьего .сумматора 5 .со смещением на один разряд влево, на второй вход которого с инверсного выхода второго регистра 2 поступает код величины и перенос в младший разряд, В результате на выходе третьего сумматора 5 формируется код величины 2 у„ „ - у„ . Выходные коды пятого 10 и четвертого 5 сумматора складываются шестым сумматором 11 и со смещением на четыре разряда вправо (в сторону младших разрядов) подаются на установочный вход реверсивного счетчика 7. В результате на установочный вход реверсивного счет1 1 чика подается код величины -6(15 ул +

Выходной код третьего регистра 8 (код величины у„„) поступает на пер— вый вход первого сумматора 3 и с инверсией и смещЕнием на два разряда влево — на второй вход этого же сумматора, в младший разряд подается сигнал переноса. В результате на выходе первого сумматора 3 формируется дополнительный код величины — Зу„„, з 12397 который поступает на второй вход второго сумматора 4. На первый вход второго сумматора 4 подается со смещением на один разряд влево код величины у> с выхода первого регистра 1, в результате чего на выходе второго сумматора 4 формируется код величины 2у — Зу . Этот код третьим сумматором 9 складывается с выходным кодом второго регистра 2 (величиной у1 ), в результате на первом выходе третьего сумматора 9 формируется код абсолютной величины (2у — Зу„ ., +

+ y <), а .на втором и третьем его выходах - признак знака этой величины !5

Через время, достаточное для срабатывания регистров и сумматоров, на второй тактовый вход 17 экстраполятора из управляющей ЦВИ подается второи сигнал синхронизации, поступающий на тактовый вход реверсивного счетчика 7. По этому сигналу в ревереивный счетчик 7 заносится код вели1

16(15у + 2уи», у„,,). Через время, достаточное для срабатывания счетчика, на выходе третьего элемента задержки формируется сигнал, по которому осуществляется запись в пре образователь 6 код-частота кода аб. солютного значения величины (2у„ — 30

Зу, + у„ ) . С этого момента начинается воспроизведение функции y(t) на интервале экстраполяции (t, t „ + Т) .

Преобразователь 6 код-частота преобразует код величины (2ул — Зуп „ + 35

+ yn ) — код приращения функции за время Т в унитарную последовательность импульсов, равномерно распределяемых по интервалу экстраполяции.

В соответствии с признаком знака ве- gg личины (2у — Зу„ + у„ ) эта последовательность импульсов с выхода преобразователя 6 код-частота, поступающая на информационный вход реверсивного счетчика 7„ увеличивает или уменьшает его содержимое состояние первого выхода 18 экстраполятора, которое в каждый текущий момент времени t изменяется в соответствии с выражением (1). 50

При первоначальном запуске цифрового экстраполятора для уменьшения погрешности воспроизведения функции в переходном режиме на первых двух интервалах экстраполяции во все реги-55 стры заносится первое значение величины у, а затем запускается экстраполятор.

28

Формула

4 изобретения

Цифровой экстраполятор содержащий первый и второй регистры, первый, второй и третий сумматоры, преобразователь код-частота, реверсивный счетчик, причем выход первого сумматора соединен с первым входом второго сумматора, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, инфор- мационный выход которого соединен с информационным входом преобразователя код-частота, выход которого соединен с информационным входом реверсивного счетчика, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с первым и вторым знаковыми выходами третьего сумматора, выход реверсивного счетчика является выходом экстраполятора, информационный вход первого регистра является информационным входом экстраполятора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены четвертый, пятый и шестой сумматоры, третий регистр, первый, второй и третий элементы задержки, причем прямой выход первого регистра соединен с информационным входом третьего регистра, прямой выход которого оединен с информационным входом второго регистра, прямой вход которого соединен с вторым входом третьего сумматора, инверсный выход второго регистра соединен с первым входом четвертого сумматора, выход которого соединен с первым входом шестого сумматора, выход которого соединен со сдвигом на четыре разряда в сторону младших разрядов с установочным входом реверсивного счетчика, прямой выход первого регистра соединен со сдвигом на четыре разряда в сторону старших разрядов с первым входом пятого сумматора, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого регистра, прямой выход которого со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов соединен с вторым входом второго сумматора, инверсный выход третьего регистра соединен со сдвигом на два разряда в сторону старших разрядов с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с прямым выходом третьего регистра, прямой вход которого соединен со сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов с вторвпк входом четвертого сумматора, выход пятого. сумматора

1239728

Составитель В.Зинин

Техред М.Моргентал Корректор А.Зимокосов

Редактор Н.Бобкова

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3916

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 с оеди не н с в тор ым входом шес т or о сумматора, входы первого и второго элементов задержки и тактовый вход второго регистра объединены и являются первым тактовым входом экстраполятора, управлякнцие входы первого и третьего регистров соединены с выходами соответственно первого и второго элементов задержки, вход записи реверсивного счетчика объединен с входом третьего элемента задержки и является вторым тактовым входом экстраполятора, выход третьего элемента задержки соединен с входом запуска-, преобразователя код — часто