Устройство для фиксирования моментов экстремального значения функции

Устройство для фиксирования моментов экстремального значения функции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 iy

«т тР

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 180376 (21) 2336384/18-24 с присоединением заявки HP (23) Прнорнтет

Опубликовано 0510.79. Бюллетень HP 37

Дата опубликования описания 05.10.79 (51}М. Кл.

6 01 R 19/04

G 06 4 7/02

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений н открытий (53} УДК681.335 (088.8) (72) Авторы изобретемия

A. Г. Сафиуллин и A . .Г. Васильев

Ордена Трудового Красного Знамени институт органической (71) Заявители и физической химии им.A.Å.Àðáóýoâà и специальное проектноконструкторское бюро Нефтехимпромавтоматика (54) УСТРОЯСТВО ДЛЯ ФИКСИРОВАНИЯ МОМЕНТОВ

ЭКСТРЕМАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ ФУНКЦИИ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах обработки информации, в частности, в специализированных вычислительных устройствах для обработки данных хроматографического анализа.

Известны устройства цифровых селекторов, содержащие схему управления, сумматор, реверсивный счетчик (1).

Недостаток известного устройства состоит в том, что он указывает 15 только наличие экстремального значения функции.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для фиксирования моментов экстремаль- 20 ного значения функции, содержащее преобразователь напряжения в частоту, вход которого является входом устройства, а выход подключен к блоку управления, первый и второй выходы блока управления соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены к генератору импульсов, а выходы — ко 30 входам счетчиков импульсов, выходы счетчиков HMIlóëúñoâ соединены со входами схемы сравнения кодов (2 ).

Известное устройство для фиксирования моментов экстремального значения функции имеет недостаточную точность из-за влияния систематической погрешности.

Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения систематической погрешности. Эта цель достигается тем, что в устройство введены элементы задержки, формирователь сигнала запрета, триггер индикации максимума, триггер индикации минимума, дополнительные элементы И, причем выход схемы сравнения кодов соединен со входом первого элемента задержки, а также с первым входом первого дополнительного элемента И, а третий выход блока управления соединен со входом второго элемента задержки, а также со вторым входом первого дополнительного элемента И, выход которого подключен ко входу формирователя сигнала запрета, а.выход формирователя сигнала запрета соединен с первыми входами второго и третьего дополнительных элементов И, вторые

690401 входы которых соединены соответственно с выходами первого и BTopoIo элементов задержки, выход второго дополнительного элемента И подк.-тючен к нулевому входу триггера индикации минимума и единичному входу триггера индикации максимума, а выход третьего дополнительного элемента И соединен с единичным вхоцом триггера индикации минимума, и с нулевым входом триггера индикации )Q максимума.

На чертеже представлена схема устройства.

По шине Вход Ha =-,õîä преоб-разователя напряжени я в частoту 1 поступает аналоговый сигнал, =сотвятствующий исследуемой функции.

ВЫход преобразователя напряжения в частоту 1 соединен со входом блока управления 2, первый и второй выходы которого соеди" åíû соответственно с первыми входами элементов

И 3 и 4, вторые входы которых соединены с выходом генератора импульсов 5. Выходы элементов И 3 и 4

25 подключены ко входам счетчиков ь и 7 импульсов.

Вь1ходы счетчиков 6 и 7 соединены со входами схемы сравнения входов

8. Третий выход блока управления

2 подключен ко входу элемента задерж- о ки 9. Выход схемы сравнения кодов

8: подключен ко входу элемента за,цержки 10 и первому входу дополнительного элемента И li, второй вход которого подключен к третьему выходу блока управления.

Выход элемента И 11 соединен со входом формирователя ";.угнала запрета 12, выход которого подключен к первым входам дополнительных эле- 49 ментов И 13 и 14. Вторые входы эле— ментов И 13 и 14 соединены с выходами элементов задержки 9 и 10, Выход элемента И 13 соединен " "нулевым входом триггера индикации мини- } мума 15 и единичным входом триггера индикации максимума =. Выхо элемента l! :4 соединен - единичным входом триггера индикации минимума и нулевым входом триггера индикации максимума 1 б .

Единичные выходы триггЯрОв инди-.

K ации максимума. и минимума подключя" ны ко входу формирователей си.гнала максимума и минимума 1? и . 8 сооТ55 ветствечно.

Выходы элементов задержки соединены со входами элемента ИЛИ 9, выход которого подключен к шине установки в исходное состояние схемы управления и к шине Обнуления счетчиков. устройство работает следующим

Образом.

В начальный момент блок управле— ния 2, счетчики 6 и 7 находятся в 65 нулевОм cocTQRHHH тО есть на первом и втором выходах схемы управле.ния нулевые потенциалы, а счетчики

6 и ? Обнулены, Триггер индикации минимума 15 и триггер индикации максимума 16 находится в единичном состоянии — высокий потенциал на единичном выходе. Сигнал исследуемой функции по шине вход подается на вход преобразователя напряжения в час= оту 1,: с выхода кoTоро:o имвЂ, óëüñû поступают на вход блока управления 2. Посл прихода первого импульса на первом выходе блока управления 2 появляется потенциал, который разрешает прохождение импульсов от генератора импульсов 5 на счетчик б. За время Т, до прихода второго импульса на блок управления 2, в счетчике б записывается число импульсов, прошедших с генератора = равное И, После прихода второго импульса

:а блок управления, потенциал на яго первом выходе становится равным нулю, а разрешающий потенциал появляется на. этОРОМ ВЫХОДЕ, ПОсля ЭхО го импульса с генератора 5 поступают через элемент И 4 на счетчик 7, в котором записывается число Ч

Если функция возрастает, то есть частота импульссв " выхода преобразователя напряжения в частоту 1 повышается, что соответствует уменьше.нию периода между поступающими на блок управления 2 импульсами, то

М И„ и на выходе схемы сравненйя кодов 8 импульс отсутствует.Третий импульс, пришедший на вход блока управления 2, пОявляятся на третьям вьжсде блока управления и через элемент задержки 9 поступает на элемент И 14, на другой вход которой подается ра.зрешающий потенциал с формирователя сигнала запрета 12, а через элемент И 14 на вход триггера 15 и на вход триггера 16. Состояние (исходное} триггера индикации минимума 15 подтверждается, а триггер индикации максимума 16 Опрокидывается в нулевое состояние. Одновременно с выхода элемента задержки 9, третий импульс через элемент ИЛИ 19 устанавливает блок управления 2 в исходное состояние, а также обнуляет счетчики б и 7. Если по-прежнему по"чедующая функция возрастает, то уст= ройство работает аналогично вышеизлQRBннoму .

Допустим, что с некоторого момента времени функция начнет убывать, тогда И, (} ., то есть прежде, чем на вход блока управления 2 посвЂ,óïÿò третий импульс,, на выходе схемы сравнения кодов 8 появится импульс совпадения чисел И, и НС который, пройдя через элемент за690401,держки 10 и элемент И 13, на второй вход которой подается разрешающий потенциал с выхода формирователя сигнала запрета 12 переворачивает триггер индикации минимума 15 в нулевое состояние, а триггер индикации максимума 16 в единичное состояние, при этом на единичном выходе триггера 16 появляется положительный перепад напряжения, который запускает формирователь сигнала максимума 18 и на выходе последнего появляется импульс, соот,ветствующий моменту прохождения исследуемой функции через максимальное значение, Одновременна, импульс после элемента задержки 10 паоходит через элемент ИЛИ 19 и устанавливает блокуправления 2 в исходное состояние и обнуляет счетчики 6, 7.

При дальнейшем убывании функции устройство работает аналогичным образом.

Если исследуемая функция не изменяется за время анализа, то 8>-=И, при этом момент появления третье,го импульса на третьем выходе блока управления 2 сов адает с моментом появления .импульса на выходе схемы сравнения кодов 8, Оба импульса одновременно поступают на входы элемента И 11, на выходе которого появляется импульс, запускающий формирователь сигнала запрета 12.

При срабатывании, формирователь сигнала запрета 12 дает запрещающий сигнал на элементы И 13, 14. Длительность запрещающего сигнала формирования сигнала запрета Т, больше времени задержки элементов 9, 10, но меньше периода последовательности импульсов с выхода генератора 5.

Если исследуемая функция вновь начнет возрастать, то частота слеДаваиня имПУльсов с выхода Преобразователя напряжения в частоту 1 увеличивается и М < М

При этом третий импульс, поступающий на вход блока управления

2 появляется на третьем выходе блока управления и через элемент задержки 9, элемент И 14 переворачивает триггер индикации максимума

16 в нулевое состояние, а триггер индикации минимума 15 в единичное состояние, причем на единичном выходе триггера 1 5 появляется положительный перепад напряжения, который запускает формирователь сигнала минимума 17 и на выходе. формирователя появляется импульс, соответствующий моменту прохождения функции через минимальное значению, Необходимо подчеркнуть, что s известном устройстве момент прохожде65 ;нительные элементы И, причем выход

35,ния функции через максимум определяется па неравенству Т; +Т;, ) Т;, Щ, Иннерсия знака неравенства оэйачает перегиб. исследуемой функции °

Отсюда видно, что неравенство формируется талька после прихода 4 +3 импульса.

B предлагаемом изобретении момент прохождения функции через максимум определяется точнее. Это объясняется тем, что после преобразования исследуемой функции в частоту импульсов, измеряют и запоминают интервал времени между первым и вторым импульсами, а затем в момент паянления второго импульса начинают слежение за моментом появле ния третьего импульса, при этом интервал слежения равен временному интервалу между первым и вторым импульсом, и если третий импульс появляется в течение интервала слежения,.то анализ прекращается и начинается исследование следующей тройки импульсан и эти исследова-.. ния продолжаются да тех пор, пока, наконец, не будет зафиксировано отсутствие третьего импульса на. интервал слежения, и этот момент окончания интервала слежения и будет являться моментом прохождения функции через максичум.

Б результате, в предлагаемом изобретении момент прохождения функции через максимум будет определяться на время лТ (равное разности между моментам прихода третьего импульса и моментом окончания слежения) точнее, чем в известном устаайстне.

Формула изобретения

Устройство для фиксирования моментов экстремальнага значения функции, содержащее преобразователь напряжения в частоту, вход которого является входам устройства, а выход подключен к блоку управления, первый н ВтОрОй ВыхОДы блОка управления соединены соответственна с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены к генератору импульсов, а выходы — ко входам счетчихов импульсов, выходы счетчиков импульсов càåäèíåíû са входами схемы сравнения кодов, а т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения систематической погрешности, В устройства введены элементы задержки, формирователь сигнала запрета, триггер индикации максимума, триггер индикации минимума, допал7

690401, Минимум

Составитель С . Белан

Техред И.Ковалева Корректор А.Гриценко

Редактор Э.Губницкая

Тираж 1090 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Заказ 5956/42

Филал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4 мй схемы сравнейия кбдов соединен со входом первоro элемента задержки, а также с первым входом первого дополнительного элемента И, а третий выход блока управления соединЕн со входом второго элемента задержки, а также со вторым входом первого дополнительного элемента И, выход которого подключен ко входу формирователя сигнала запрета, а выход формирователя сигнала запрета соединен с первыми входами второго и третьего дополнительных элементов И, вторые входы которых соединены, соответственно с выходами первого и второго элементов задержки, вЫход второго дополнительного элемента И подключен к нулевому входу триггера индикации минимума и единичному входу триггера индикации максимума, а выход третьего дополнительного элемента И соединен с един;. ным входом триггера индикации минимума, и с нулЕвым входом триггера индикации максимума.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гуревич А,А,, Коломицев Л.А ., Русинов Л.A. Автоматизация обработки хроматографической информации, М., Энергия, 1973, с. 33-36.

2. Автоматизация каталитических экспериментов, Узлы„ блоки системы. Труды Ордена Трудового Красного Знамени института катализа

CO AH СССР, вып. 3 Новосибирск 1974, с. 65-67.