Прогнозирующее вычислительное устройство

 

(11)

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Сова Советских,Сациалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.01.75 (21) 2095507/24 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.10.76. Бюллетень ¹ 38 (45) Дата опубликования описания 21.10.76 (51) М.Кл 6 06 F 15/46

G 05 В 23 02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 65.012.122 (088.8) (72) Лвтопы изобретения В. Л. Курт-Умеров, В. Т. Борченко и А. И. Непсмнящий (71) Заявитель Украинский заочный политехнический институт (54) ПРОГНОЗИРУЮЩЕЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение от1носится к автоматике и может быть использовано для прогнозирования вам ен ения тенденций прогнозируемого,пар аметра технологических, процессов в автоматизирова нных системах управления технологичес к и ми .процесса|ми.

Известиые пропнозирующие устройства характеризуются невысокой точностью прогнозирования, возможностью прогнозирования только стационарных процессов, большим;временем Bû÷ èñëåíèé и сложенностью. Одно из них п редназиачено для вычисления вероятности безотказ ной работы контролируемого элемента и содержит экстраполятор, вход которого подключен к выходу системы обегающего, контроля, а выход — к одному из входо в блока вычисления, вероятности безотказной работы контролируемого элемента и через схему задержки — к одному из входов блока вычисления велич и ны, хар актеризующей дисперсию .произведенных пред сказаний.

Второй вход последнего соединен с выходом системы обегающего контроля, а выход — со вторым входом блока вычисления вероятности, третий вход которого .подключен к выходу системы обегающего контроля, а выход соединен с регистрирующим устройством. Другое устройство предназначено для профилактической диагностики с прогнозированием отказа, контролируемых объектов в фикоированный момент времени, и содержит блок обегающего контроля, выход которого соединен с одним из входоз функционального блока вычисления, вероятностных параметров и входом блока вычисления ивадрата,разности, сумматор, блок управления, последовательно соединенные блок вычисления интеграла вероятностей и регистратор, а также коммггатор и блоки оперативной и внешней памяти.

Характерным для обоих устройств является то, что они имеют невысокую точность прогнозирования и возможность,пропнозировае:ия только стационарных процессов. Наибо.-.ее близ ким по технической сущности к изоб,;етению я вляется устройство, предназначен;:ое для прогнозирования тенденции развития гроцвоса в автоматизированных системах упр: вления непрерывными технологическими и оцессами аппаратов большой инерционност:I и содержащее блок обегающего контроля, с;единенный с ним функциональный блок, кс.,tмутатор, сумматор, блоки оперативной и внешней памяти, олок управления и посл»: овательчо соединенные блок вычисления

25 теграла вероятности, регистратор, сх ":ы сравнения, блоки коррекции, блок формп: ова ния знака. Это устройство характеризу»., я сложностью и большим временем вычпс.;»11, и

30 Целью изобретения является упрощ"-.èå

532104

Л )О; а)0, 10

gl =gг Л1

50

55 и пг, У, =gl+ (i+k — 1) Л,, 60

55 устрой тгва и сокращение времени вычислений. В описываемом устройстве это достигается тем, что оно содержит блок вычислений первой средней конечной разноспи и блок вычисления начального значения функции, выход коpopollo соединен с третьим входом коммутатора, а первый, второй и третий входы соединены соответственно с выходами второй схемы сравнения, блока формирования знака и:вторым выходом коммутатора, и"рвый выход которого соединен со входом блока вычисления первой средней, конечной разности,,выход которого соединен,с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом первой схемы сравнения.

На чертеже приведена блок-схема описываемого устройства.

Оно содержит блок 1 обегающего контроля, блок 2 управления, функционалыный блок

8, коммутатор 4, блок 5 вычисления первой средней конечной разности, блок памяти б, первую и вторую схемы сравнения 7 и 8, блок формирования знака 9, блок 10 вычисления начального згначен ия функции и pelHcTIpaTop

11. Блок 1 обегающего контроля, предназначенный для коммутации контролируемых объектов, соединен с блоком 2,,который упра вляет .работой прогнозирующего,вычислительного устройства; выход блока 2 соединен с фу нкцио нальным блоком 8, вычисляющим верояпностные параметры, выход которого соединен с одним из входов коммуматора 4, один из,выходо в которого соеди нен со входом блока 5,вы числения пер вой средней конечной разности, вычисляющего значение Л; по формуле — (Лi l(i — 1)+V,— V), 6 где Л;, Л;, — первые средние конечные разности в i-й, i — 1-й точках;

i — номер, производимого прогноза; у, — начальное значение функции; у; — текущее значение функции, выход которого соединен с одним из входов коммутатора 4. Один из выходов коммутатора 4 соединен со входом блока памяти б, выход которого соединен с одним из входов коммутатора 4. Выход ячейки хранения пг блока на мяти б соединен с гербовым входом пер вой схемы сравнения 7, осуществляющей сравне ние где и — число отклонений прогнозируемого значения У от текущего значения функции; пг — константа.

Второй, вход первой ""х-.ìû сравнения 7 соединен с одним из выходов, коммутатора 4, вы ход первой схемы срав|нения 7 соединен с одни м из входов коммутатора 4. Выход ячейки

45 хранения «О» блока памяти 6 соеди,нен с первым .входом второй схемы сравнения 8, осущеспвляющей сра вне ние где а — разность прогнозируемого и текущего значаний функции в L-й точке, второй вход которой соединен с одним из выходов коммутатора 4. Первый выход второй схемы сравнения 8 соединен с блоком формирования знака 9, формирующим знак Л; в зависимости от проверки условия Л;)О. Второй выход второй схемы сравнения 8 соединен с IIBplBblM входом блока 10 вычисления начального значения фун кции, вычисляющего значение у,,по формуле где е — константа, второй вход которого соединен с выходом блока формиро ва". |HH значка 9. Третий вход блока,вычисления начального значения функции соединен с одним из выходов коммутатора 4. Выход блока 10 вычисления начального з начения функции соединен с одним из входов коммутатора 4. Оди н из .выходов коммутатора 4,соединен со,входом регистратора 11.

И нформация о значении параметра у;, хара ктеризующего текущее (в i-й,момент -времени) значение фу нкции состояния контролируемого,параметра, через блок 1 обегающего конт роля, блок 2 управления поступает IB функционалыный блок 8 и через коммутатор

4 — в блок 5 вычисления пер вой средней ко,нечной раз носпи, Последующая работа устрой ства осуществляется в десять тактов.

В первом та кте с блока памяти б через коммутатор 4 поступают номер .производи мого,пропноза г, .параметр Л;, и начальное значение функции gp,â блок вычисления первой конечной раз ности, где вычисляется значение

Л; по фон муле

Лг=Л вЂ” ь . (г — 1) +у — gi).

Вычисленное значение Л; через коммутатор 4 поступает на функциональный блок 8 и записывается в блок памяти б.

Во втором та кте значения i, уь k с блока памяти б через коммутатор 4 поступают на функциональный блок 8, вычисляющий прогнозируемое значение Y;; > по формуле где У;1г, — прогнозируемое значение ко-ITpoлируемого параметра в (i — lг) -й точ:ке;

k —;период прогнозирования.

В третьем такте с блока памяти б значе532104 а= У,— у,, У;+ = у, + (е+ k — 1) Л;.

i = e.

n) m.

40

Л,)0 и а)0.

Л;<О и а<0, ние У; через коммутатор 4 поступаетна функциональный блок 8, который вычисляет значе ние а,по формуле

1 где У; — прогнозируемое значение контролируемого параметра в i-й точке, и регистрирует число отклонений и параметра а. г

В четвертом такте значения o.i < и i с блоха памяти 6 через коммутатор 4 поступают на фу н кционалыный бло к 8, вычисляющий значение о ; по форм:уле

1 с — 2 (; — у;) - i — i — 1

i — 1 i — 1 где о -;, а, I — дисперсия пропнозируемого 2о значения B -й и 1 — 1-й точках.

Вычисленное значение, дисперсии о - через коммутатор 4 записывается в блок памяти б, В пятом такте число отклонений п параметра а с функционального блока 8 через 25 коммутатор 4 и константа m с блока памяти б поступают на первую схему сравнения 7, осущсствляющую сравнение.

Если это условие не Bbllllo;Iняется, то устройство начинает работать с первого такта. Если это условие выпо.тняется, то в шестом та кте значение Л; и значение константы «0»,с блока 35 памяти б, и значение а — с функционального блока 8 через коммутатор 4,поступают,на вторую схему срав нения 8, осуществляющую срав нение

Если эти условия вылол няются, то в блоке фор мирования знатока 9 значению Л; присваивается знак « — », если не выполняется условие 45

Л,)0 и выполняется условие а)0, то значение Л;,со второй схемы сравнения 8 поступает на блох 10 вычисления начального значения функции. Если выполняются у словия то в блоке формирования знака 9 значению

Л; присваивается знак «+», если не выполняется условие Л;<О и вы полняется условие а<0, то з начение Л; со второй схемы сравнения 8,поступает на блок вычисления начального значения функции 10.

В седьмом такте значение константы 1 с 5О блока, памяти б через коммутатор 4 поступает в блох 10 вычисления начального значения функции, где вычисляется значение у1по формуле

gl — — у; — еЛ.

Вычисленное значение параметра у, через коммутатор 4 записывается в блок памяти б.

B восьмом такте значение у, с блока 10 вычисления начального з начения функции, значения k, i, Л; с блока па мяти б через коммутатор 4 поступают в функциональный блок

8, где вычисляется уточненное пропнозируемое значение Y; > по формуле

Вычисленное значение У; через коммутатор

4 записывается в блок памяти б.

В девятом такте значение е с блока памяти б через коммутатор 4 поступает в ячейку хранения i блока памяти 6, т. е.

В десятом такте значение Y; i, печатается цифропечатающим устройством — регистратором 11.

Формула изобретения

Прогнозирующее вычислительное устройство, содержащее блок обегающего контроля, блок управления, функциональный блок, коммутатор, блок памяти, схемы сравнения, блок формирования знака и регистратор, .причем выход блока обегающего контроля соединен с входом блока управления, выходы которого соединены с одними из входов коммутатора, блока памяти и функционального блока,,второй вход которого соединен с одним из выходов коммутатора, другие выходы которого соединены с регистратором, со входами схем сравнения и блока памяти, выходы которого соединены с другими входами коммутатора и схем сравнения, выход второй схемы сравнения соединен со .входом блока формирования знака, о т л,и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и сокращения време ни вычислений, оно содержит блок вычисления первой средней конечной разности и блох,вычисления начального значения функции,,Bblход которого соединен с третьим, входом коммутатора, а первый,,второй и третий входы соединены соответственно с .выходами второй схемы сравнения, блока формирования знака и вторым выходом коммутатора, первый выход которого соединен со входом блока вычисления первой средней конечной разности, выход которого соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом, первой схемы сравнения.

532)04

Составитель В. Максимов

Техред 3. Тараненко

Корректор И. Симкин а

Редактор Л. Тюрина

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 926/!221 Изд. № 1873 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5