Цифровой автоматический оптимизатор

 

20469

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ПК G 05b 21!02

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

К 621.379.66(088.8) Автор изобретения

А. А. Курепин

Заявитель

ЦИФРОВОЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ОПТИМИЗАТОР

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть применено для автоматической оптимизации электрического режима телевизионных преобразователей свет — сигнал, в которых показатель процесса имеет экстремальную зависимость от регулируемого параметра, например ре>кима передающей телевизионной трубки типа суперортикон по напряжению фотокатода Х.

Показателем процесса (Х) является величина высокочастотных составляющих видеосигнала, снимаемого с этой трубки.

Для решения подобной задачи применяются известные цифровые оптимизаторы на логических элементах, содержащие в своем главном контуре регулирования коммутиру1ощее устройство, преобразователь аналог — число, запоминающее устройство, кольцевой счетчик, операционный и исполнительный блоки и шаговый регулятор. Кольцевой счетчик и коммутатор обеспечива1от определенное число замеров показателя процесса в течение первого цикла, преобразователь преврашает эти замеры в числа, которые записываются в запоминающее устройство. В начале второго цикла происходит пробный шаг регулируемого пара»e1pa, но запись в запоминающем устройстве идет с другим знаком. Результат двуцикличной записи передается в операционный и исполнительный блоки, откуда поступает команда в регулятор на совершение рабочего ш ага.

Вследствие того, что показатель процесса при оптимизации режима передающей тслевизиîHnой трубки содержит высокоинте I aèâные случайные составляющие, известные цифровые оптимизаторы не могут обеспечить требуемой тОчнОсти и быстродеЙствия, та1(как конечное число замеров в течение одного цик10 ла и разовое сопоставление результата двух циклов не дают достаточно достоверных zanных об относительной оценке показателя процесса f(Õ) на протяжении пробны.: шагов.

Предложенный цифровой автоматический оптимизатор обеспечивает более высокие точность и быстродействие за счет того, что в главный контур управления введены частотно-импульсный модулятор, обеспечивающий непрерывное малои11ерционное преобразова20 пие аналог — чи ло, и блок последовательного анализа. Кроме того, предлагаемый цифровой автоматический оптимизатор в целом более прост и содер>кит меньшее количество элементов.

На фиг. 1 изображена блок-схема цифрового автоматического оптимизатора; на фпг. 2 и

3 — импульсные диаграммы, поясняющие принцип его раооты.

По оси абсцисс диаграмм представлено

30 время, по осям ординат — выходное напряже320469 ние блоков, имеющих аналогичные номера на фиг. 1.

Цифровой автоматический оптимизатор состоит из частотно-.импульсного модулятора 1, блока последовательного анализа 2, операционного блока 8 и исполнительного блока 4, который регулирует процесс в объекте.

В качестве модулятора применен транзисторный мультивибратор с коллекторно-базовыми связями и управляемым смещением на 10 базах.

Блок последовательного анализа представляет собой двоичный реверсивный счетчик, содержащий триггеры б — 10, логические элементы «И» 11 — 20 и элементы «ИЛИ» 21 — 25. 15

Операционный блок 8 состоит из триггера реверса 2б, блокирующего триггера 27, ячеек

«И» 28, 29 и ждущих мультивибраторов 80, Л (время нестабильного состояния первого из них больше, чем у второго, но составляет 20 менее 0,1 общего времени такта).

Шаговый исполнительный блок содер>кит, например, счетчик, подобный примененному в блоке последовательного анализа, пассивный преобразователь число — аналог и согласую- 25 щий усилитель постоянного тока.

Объектом регулирования является телевизионная передающая трубка 5 (например, суперортикон Л И-17), подключенная своим фотокатодом к выходу исполнительного бло- 30 ка 4.

Телевизионный сигнал (усиленный, селектированный по высокой частоте и продектированный) является показателем процесса

f(X) и подается с выхода трубки 5 на вход 35 модулятора 7. Тактовыми импульсами оптимизатора являются кадровые синхроимпульсы, подаваемые с трубки 5 в операционный блок 8 В момент Т0 поступает тактовый импульс, запускающий мультивибраторы 80, 81, 40

Первый из них во время своего нестабильного состояния потенциалом второго плеча посредством ячейки «И» 28 перекрывает вход импульсов модулятора 1 в блок последовательного анализа 2 и передним фронтом им- 45 пульса первого плеча производит изменение на один шаг регулируемого параметра Х в блоке 4. В течение времени нестабильного состояния мультивибратора 80 мультивибратор Л задним фронтом импульса второго пле- 50 ча опрокидывает триггера реверса 2б, чем исключается совпадение момента реверса счетчиков оптимизатора с импульсами на их счетных входах. При наличии начального состояния Sp в блоке последовательного анали- 55 за 2 и положительного направления записи к моменту времени Т1 показания в блоке 2 будут S1 (при условии непереполнения). Величина 5, — 50 пропорциональна среднему показателю процесса f (Xp1) за время Т, — Т0 60 для установленного параметра Х01.

После поступления тактового импульса в момент Т, происходит новый шаг по Х, принимающего значение Х,2, а также реверс счетчиков и вычитание в блоке последовательно- 65

ro анализа 2 величины /(Х12) из величины

1 (Х01). Вследствие малости шага (Х12 — Х01), f(Xp1) и f(X12) отличаются незначительно, поэтому предельное нижнее состояние в блоке 2 не будет превзойдено, третий тактовый импульс в момент Тз устанавливает X» — — Х01, и вся процедура повторяется. Очевидно, что переполнение в блоке 2 происходит на некотором К-ом такте при следующих соотношениях показателя процесса для нечетных

1 (Х01) и четных 1 (Х12) шагов: переполнение по верхней границе

f (ХО!) ) f (X12) (показано на диаграмме фиг, 2); переполнение по нижней границе

f (Х01) (f (Х12) .

Переполнение в блоке 2 сопровождается появлением выходного импульса элемента 25, опрокидывающего триггер 27, который блокирует посредством ячейки 28 дальнейшую подачу импульсов модулятора в блок 2, а также посредством ячейки 29 запрещает подачу очередного импульса на вход триггера реверса 2б. Последнее обстоятельство сохраняет неизменным состояние триггера реверса на протяжении следующего такта и поэтому ближайший входной импульс исполнительного блока 4 вызывает продвижение параметра Х в сторону меньшего значения f (X) вместо совершаемого ранее возвратного движения.

Рассмотренный алгоритм оптимизатора рассчитан на поиск минимального значения f(X)., что не является принципиальным для оптимизатора в целом.

Ближайшее после переполнения блока 2 срабатывание мультивибратора 80 восстанавливает задним фронтом импульса второго плеча начальное состояние триггера 27, который при этом перебросе задает в элемент 21 импульс установки начального состояния Sp в блоке 2, после чего начинается новый цикл последовательного анализа.

Практически для шагового исполнительно.го блока 4 и дрейфующей величины показателя процесса f(X) условие строгого равенства

f(Хк — 1, Хк) =f(Хк, Хк+1) даже в точке экстремума будет при некоторых значениях параметРа Хк 1, Хк, Хк+1, пРичем вРемЯ пРебывания в интервалах (Хк-ь Хк) и (Хк, Хк+1) обратно пропорционально градиенту д — f(X) в данных интервалах (фиг. 3). дх

Предмет изобретения

Цифровой автоматический оптимизатор, содер>кащий операционный и шаговый исполнительный блоки, а также логические элементы «И», «ИЛИ», отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности оптимизации, в нем установлены частотно-импульсный модулятор и блок последова320469 тельного анализа сигналов, выполненный в виде двоичного реверсивного счетчика, выходы послед него разряда которого соединены с двумя логическими элементами «И» на три входа, один из выходов которых подключен к

6 элементу «ИЛИ», а выход элемента «ИЛИ» и два других входа элементов «И» подсоединены к операционному блоку, связанному с частотно-импульсным модулятором оптимиза5 тора.

320469

Tarrmuk|г

ычл оюсю и-с к„., ф

TQ /гостю Ь /Р сгмлу жы

Фссг. 3

Составитель А. Я. Лащев

Редактор Л. А. Утехина Техред 3. И. Тараненко Корректор Н. Рождественская

Заказ 3977/1 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип огра фи я, п р. Са пу но в а, 2