Устройство для определения эксремального значения однократного процесса

 

О П И С А Н И Е (и) 506865

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬ СТВУ

Фиев Советских

Социалистических

Республик, (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.07.73 (21) 1951591/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.76. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 02.06.76 (51) М. Кл. -О 06Е 15, 36

Государственный комитет

Совета Министров СССР по лелем изобретений и открытий (53) УДК 681.385(088.8) (72) Автор изобретения (71) Зая витель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНОГО

ЗНАЧЕНИЯ ОДНОКРАТНОГО ПРОЦЕССА.2

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено для цифрового измерения экстремального значения непре рывного одно кратного,п|роце сса и BipeMeни его появления в условиях воздей ст вия шумов и при раз мытом экстремуме функции.

Известные устройства аналогичного назначения содержат регистры памяти, нуль-орган входы которого соединены соответственно со входом устройства и выходом преобразователя «код в аналог», подключенного входом к разрядным выходам ре ве рси вного счетчика, входы сложен ия, вычиTBIHHH и тактовых HIM пулысов которого,соединены соответственно с выходом «сложить» нуль-о ргBIHB и первым вхо|дом первого элеме нта «И», с выходом

«Büèå ñòü» нуль-ofpI а|на и первым входом второго элемента «И», с выходом элемента

«ИЛИ», входы которого подключены к выхода м двух перовых элементов «И», вторые входы которых соединены с перовым выходо м .генератора та ктовых импульсо в, второй выход которого под кл юче н к счетчику времени. Однако извесвные устройства хара ктеризуются низкой точ ностью определения момента Bipeметни поя вле ния экстремального з начения функции в условиях воздействия шумо в:и при размытом экстремуме.

Целью изобретения является по вышение тонности устройства. Это достигается тем, что описываемое устройство содержит доаолнителыно элементы «И», задержки и триггеры, причем единичный и нулевой .входы пе рвого т рипгера через элементы задержки под5 ключееы соответственно к выходу первого и входу третьего элемеытов «И» и к выходу второго и входу четвертого элементов «И», соответствующие выходы первого триггера подключены ко вторым входам третьего и

10 четвертого элементов «И», третьи входы которых соединены .с,единичным выходом BToipого триггера, .нулевой вход которого подключен к выходу четвертого элемента «И» и входу управления lleipiBOIO регистра памяти, входы

15 которого объединены с соответствующими выхода ми счетчика;времени и входами втоpoiro регистра памяти, вход управления которого соеди не н,с выходом третьего элемента

«И» и входом управления третьего регистра

20 памяти, соединен ного другими входами с соожетствую щими выходами реверсивного счетчика.

На фиг. 1 показана блок-схема описываемого устройства (когда определяемый экстре25 муiM является максимумом); на фиг. 2 — врсменяая диаграмма elo работы (при определении размытого макси мума функции, на которую наложении шум с размахом, не превышаю щим шага KBBIHToiBBIHия по уровняло в устрой30 стве.), 506865

Устройство содержит нуль-орган 1,,соединенный первым входом со входом 2 устройства, выходом 3 «сложить» — с элементом

«И» 4, реверсивным счетчиком 5, выходом 6

«вычесть» —,с элементом «И» 7, генератор

8 тактовых импульсов, счетчик време ни 9, элемент «ИЛИ» 10, элементы задержки 11 и

12, триггеры 13 и 14, элементы «И» 15 и 16, прео б разователь «код — аналог» 17, регистры памяти времени экстремума 18, 19 и 20 соотвсгственно с избытком, с недостатком и эKстремалыного значения.

Предполагается, что нуль-о ргBtH устройснва имеет зону нечувствительности, также равную шагу квантования по ypotatkkko в у стройстве, причем нижний порог его сра баты вания равен мн нус 0,5 шага квантования IIQ уровню, а верхний — pBtaeH .плюс 0,5 шага. Нуль-орган 1, генератор 8 тактовых им пульсов, элементы «И» 7 и 4, реверснвный счетчик 5, элеме нт «ИЛИ» 10 и преобразователь «код— аналог» 17 образуют следящий а палого-цифровой преоб разо ватель.

Исследуемый непрерывный од но кратный электрический процесс, на который наложен шум с р азмахом, не пре|вышаю щим шага квантования,по уровню в ytcTpoHtcTae, поступает на вхо|д 2 нуль-органа 1,,где ора в ни вается с сигналом уравновешивания с .выхода преобразователя «код — а налог» 17. Если разность этих величин положительна и превышает 0,5 шага квантования по уровню (верхний порог срабатыaBIHHH нуль-оргBIHB

1), то на выходе «сложить» З,последнего появляется синнал, разрешающий, прохождение тактовых импульсов от генератора 8 TBIKTовых импульсов через элемент «И» 4 и элемент «ИЛИ» 10 на вход реверсивного счетчика

5. При счете импульсов в:режиме «сложить» код реверсиakiого счетчика 5 увеличивается, а сигнал уравно веши вания с выхода п рео бразователя «код — аналог» 17, который управляется от реверсивного счетчика 5, также ступенчато возрастает до тех пор, пока разность .входного cHI|нала и ура вHoвеш иваю щего не станоaHTcH меньше 0,5 шага кванто вания по уровню. При этом прохождение TBtKтовых импульсов на выход элемента «И» 4 прекращается, так как cHtiIHBJI,на обоих выходах нуль-органа 1 отсутствует. При уменьшении входного сигнала работа следящего преобразователя прои сходит аналоги ItHO, но реверсивный,счетчик 5 и элемент «И» 4 управляются сигнало м, Воз|никающи м HB Выходе

6 «вычесть» нуль-органа 1, что при водит к уменьшению кода реверсивного счетчика 5 и уравновешивающего сигнала.

Таким образом, элементы: нуль-орган 1, генерато р 8 такто вых им пульсов, элементы «И»

7 и 4, элемент «ИЛИ» 10, реверсив ный счетчик 5 и преобразователь «код — аналог» 17 реализу ют oбыч ный алгоритм работы следя щего аналого-цифрового прео бразователя.

Остальные элементы устройства служат не25

65 пооредстве нно для вы деления и регистрации э кспремума и време ни его iiokktaления.

Перед началом про цесса измерения счет-.ик времени 9 и реве рсив ный счетчик 5 устанавливаются в нулевое, положение, триггер 13— в положение «еди ница», а триггер 14 .в положение «единица», если ис следуемая функция выпуклая с максимумом, и в положение

«нуль», если исследуемая функция вогнутая с минимумом. В момент начала процесса включает ся retaepBTotp 8 тактовых импульсо в и выдает сигналы на элементы «И»

7 и 4, а танже отметки времени на с IeT IHK вре,мани 9.

Пред положим, что к моменту времени 4 (ом. фиг. 2) в реверсивном счетчике 5 зареги стрирован код N — 2. В момент времени 4 (на следующем такте преобразования) разность между исследуемой функцией и уравновеши вающим сигналом превышает верхний по рог срабатывания нуль-органа 1, и на его выходе 3 « сложить» появляется сигнал, разрешающий .прохождение тBKTotaoaо импульса через элеме нT «И» 4 и,элемент «ИЛИ» 10 на вход peaetptcHalaого счетчHIKB 5, благодаря чему код последнего IaeJIFIчи вает1ся на еди|ницу и стatkkoaHTtcz,ðгвным Л вЂ” 1. Через t„ ;, сигналл с выхода .элемента «И» 4, пройдя элемент задержании 11, опрокидывает триггер 14 в положение «единица». В момент време ни 1 разность между исследуемой функцией и уравновешивающим сигналом вновь будет положительной и большей 0,5 шага квантования по уровню. На выходе 3«сложить» нуль-органа 1 вновь появляется си пиал, разрешающий п рохожде ние тактового импульса через элемент

«И» 4 и элемент «ИЛИ» 10 на вход реверсивного счетчика 5, код которого увеличивается вследствие этого до Ж Поло?кение тригге ра

14 при этом,не изменяется, и на втором входе элемента «И» 16 остается разрешающий

clHiHBJI с выхода «еди ницы» триггера 14, благорая чему TBIKTîвый импульс .проходит на выход элемента «И» 16 и на входы «зап.лсь» регистров 20 и 19 сооч?ветсTlaelhlho эистремальноно з начения и времени его появления с недостат ком, в первом из которых фиклруется код,реверсивного счетчика 5 непосредственно по сле момента времени 4(М), а во втором — tKojI времени счетчика 9, соответствующий этому моменту. Далее в момент,времени 1, благодаря воздействию шумов, разность между исследуемой функцией и уравíîaeIIIHaBlIoIllHM сигналом cTBtHoaится от рицателыной и большей (tiio модулю) 0,5 шага квантования по у ровню. Код реверсивного счетчика 5 cTBtHQ)aHTcÿ Л вЂ” 1, TBtKToabIH импульс проходит на выход элемента «И» 7 и через элемент задержки 12 опрокидывает триггер 14 в положе|ние «ноль», однако на выход элемента «И» 15 тактовый им пульс с выхода элемента «И» 7,не п рохо дит, так как на выходе «íóëÿ» тривгера 14 в момент действия HIMIII) JIbtcB остается запрещающий сигнал. В момент време ни t< код реверсивного

506865

6 счетчика 5 вновь становится равным .Ч, а триггер 14 BoBBpaiIIIaeTcH в положение «единица», поэтому, когда в момент времени 4, нуль-olpl BIH 1 BHGBB фиксирует неравенство

«больше», тактовый импульс через элементы

«И» 4 и 16 проходит на входы «запись» регистро в 19 и 20. П ри этои в перовом из них регистрируется код максимума Л +1, а во втором — код време ни счетчика 9, соответствующий этому моменту.

Появление у правляющих импульсов на выходе 6 «вычесть» нуль-органа 1 в монументы времени 4, 4, 4, fI2 и 314 а также на выходе

3 «сложить» в монументы времени 4, 4, 4, и г12 не п ри водит к изменению состояния регистров 19 и 20, TBlK как та|ктовые им пуль сы не проходят на выход элемента «И» 16 из-за того, что результат сра в нения, фиксируемый триггером 14 при предыдущем неравенстве, в каждый из этих MoiMBIHTolB противоположен результату, получен ному при данном срав нен.ии.

Наконец, в момент времени 45 тактовый импульс через элемент «И» 4 проходит на выход элемента «И» 15, так как при предыдущем неравенстве входного и уравновешивающего сигналов в момент времени 4«триггер

14 был опрокинут в положение «ноль» и па его,выходе «нуля» в момент tI> имеется размещающий уровень. Указанный тактовый импульс фи ксирует в регистре 18 корд времени появления экстремума с избытком и опрокиды вает триггер 13 в положение «ноль». Разрешающий сигнал на его выходе снимается, элементы «И» 15 и 16 запираются, и процес определения экстремального значения и времени его появления на этом заканчивается.

Для перестройки устройства на определение минимума исследуемой функциями необходимо по менять местами под|ключение перовых входов элементо в «И» 4 и 7 к выходам «сложить» и «вычесть» нуль-органа 1.

При обработке измерительной информации, например, на вычислительной машине уточненное значение времени появления экст ремума может быть вычислено как среднее ариф5

45 метическое из зарегистрированных значений времени с избытком и недостатком либо в зависимости от вида исследуемой функции одно из этих значений принимается за искомое.

Формула изобретения

Устройство для определения экстремального значения однократного процесса, содержащее регистры памяти, нуль-орган, входы которого соединены соответственно со,входом устройства и выходом преобразователя «код— аналог», подключенного входом к разрядным выходам реверсивного счетчика, входы сложения, вычитания и тактовых импульсов которого соединены соответственно с выходом

«сложить» нуль-органа и первым входом первого элемента «И», с выходом «вычесть» нуль-органа и первым входом второго элемента «И», с выходом элемента «ИЛИ», входы которого подключены к выходам двух первых элементов «И», вторые входы которых соединены с первым выходом генератора тактовых импульсов, второй выход которого подключен к счетчику времени, .отл и ч аю щ ee:c я тем, что, с целью повышения точности, оно .содержит дополнительно элементы «И», задержки и триггеры, причем един ичный и,нулевой входы первого триггера через элементы задержки подключены соответственно к выходу первого, входу третьего элементов «И» и к выходу BTolploI входу четвертого эле:ментов «И», соответствующие выходы пер|вого триггера подключены ко вторым входам третьего и четвертого элементо в «И», третьи входы которых соединены с единичным выходом второго триггера, нулевой вход которого подключен к выходу четвертого элемента «И» и входу управления первого регистра памяти, входы которого соединены с соответствующими выходами счетчика времен и и входами второго регистра памяти, вход управления которого соединен с выходом третьего элемента «И» и входом управления третьего регистра памятки, соединенного другими входами с соответствующими выходами реверсивного счетчи ка.

506865

7З

Фы

Редактор Л. Струве

Подписное

Тираж 864

Изд. № 1174

Заказ 1085/8

Типография, пр. Сапупопа, 2

Ги+г

VN+1

Ьи и-

<е-г

Составитель А. Киселев

Техред Т. Колесова Корректор Т. Добровольская