Многоканальный регрессиометр — SU 1642477 (original) (raw)
(5 ц 5 С 06 Г 15/ САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСНОМ он 1 институт дзеМГВ. ВСме Андреева оградоваанина тельство СССР 15/36, 1975. 54) МНОГОКАН 57) Изобрете лизированным ым устройств истических х НЫЙ РЕГРЕССИОЮТР е отцифр о сится к специя вычислительпределения ста око м рактеристик случаин ва Изобретение относит к специаислительным цифровым в ля определ лизированнымустройствамстических х ия стати лучаиных спользоУ -Э 1е значен рабочег актеристикожет быть ма. и оценкиместа. оцессов ъектов. а отраслях рабочего средненно ение шумо омьшщенности,Пель изобретести определени я - повьппение точпараметров регрестировки вычислений 2Э ое значени шумовой сосочего мест коэффициенты регя в каждом д-мном регрессиометре еигиалавТарованной в блоке где иценканорму на егрессии входной нального регресгнал каждого ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(21) 4287414/24 (22) 200787 (46) 15,04,91. Бюл (71) Уфимский авиа им. Серго Орджоник (72) НИ. Исупова, ЭС. Ачильдиева, Л ВВ. Миронов и О,Н (53) 6813(088.8) (56) Авторское сви У 571813, кла Г 06 вано при исследовании о1томатизации в различных сии за счет корре с учетом шума рабПервоначально рессии вычисляютс (1 = 1, М) каналь по входной выборк 3 = 1, И, зафикси памяти,При перес е процессов и может найти применение при исследовании объектов автомати зации в различных отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение точности определения параметров регрессии за счет корректировкивычислений с учетом шума рабочегоместа. Регрессиометр содержит блокуправления, блоки усреднения, блоквычитания и каналы обработки информации, каждый из которых содержитблок определения коэффициентов регрессии, коммутатор, узел восстановления, блок памяти, сумматор, Узлывосстановления состоят из бл впамяти, блока умножения и сумматора, 1 з и, Ф лы, 4 ил. иометра может быть скоррек соответствии с формулой В качестве оценкиеста можно выбратьо всем сигналам знаоставляющейс 1 фи =-, и5 И;1-е выборочоценкиляющейО ка шумовой сог де У - восстановленное значениевходного сигнала по результатам оценки параметроврегрессии 5В соответствии с Аормулами (1)(3) корректировка входного сигналарегрессиометра в -м канале осуществляется по Аормуле, = - Г Д "(Дгде щ1 - математическое ожиданиеили усреднение по всемканалам,и реализуется с помощью блока разности и канального сумматора. Усреднение выборочных значений входныхсигналов каналов и) У осуществля 11ется и первом блоке усреднения, усреднение выборочных восстановленных 20значений или выходных сигналов узловвосСтановления - во втором блоке усреднения.Узлы восстановления каналов вычисляют восстановленные значения 25входных сигналов по результатам первой оценки параметров регрессиив канальных регрессиометрах Канальные блоки памяти предназначены длязапоминания выборочных значений 30- 1 4 входного сигнала31(13На Ьиг 1 представлена схема многоканального регрессиометра; нафиг. 2 - схема блока управления;на Аиг 3 - схема канального блокавосстановления; на Аиг 4 - схемаблока определения коэффициентоврегрессии для линейного случая.Регрессиометр содержит каналыобработки информации, каждый из которых включает блок 1 определениякоэффициентов регрессии, коммутатор 2, сумматор 3, блок 4 памятии узел 5 восстановления (фига 3),состоящий из блоков 6 и 7 памяти,блока 8 умножения и сумматора 9,блоки 10 и 11 усреднения, блок 12вычитания, блок 13 управления(фиг, 2), состоящий из триггеров14 и 15, схемы 16 сравнения, элемента 17 задержки, элемента И 18, одновибратора 19, коммутатора 20,элемента И 21, элемента ИЛИ 22, генератора 23 тактовых импульсов, счетчика 24, входов 25-27 и выходов 2833,Блок 1 определения коэффициентоврегрессии (Аиг. 4) содержит умножитель 34, сумматор 35, перемножители 36-39, вычитатели 40 и 41 и сумматор 42, Выходы регрессиометра и связи между блоками обозначены позициями 43,1-43.п), 44,1-44,тп и 45,1-45,т,Канальный блок предназначен для определения параметров уравнения регрессии. Например, в линейном случае уравнение регрессии имеет вид У = Р+ Р, Х;1 = 1, М, (5) где параметры уравнения регрессии Р и Р 1 вычисляют в соответствии 0( 1(с Аормулами:Р = а п У+ а а)У( (6) Р, = а а (У) + а т)У), (7) где а,= (2 И+1)/(Г 1 1)а = б/(И 1)аЭ= а 2, .а 4 = 12/а 1-1)(И+1);1щ; (У. ) = - .У ";1-,О У 3 =,-У- выборочное значение входного 31(сигнала регрессиометра;- 1,Б - количество выборок;- 1, М - количество каналовНормирующне блоки умножают выходные сигналы накопителей ца значениякоэффициентов.Работа регрессиометра характеризуется двумя режимами: первым и вторым, что определяетс состояниемтриггера 14 в блоке 13 управления.Каждый режим разделяется на два этапа: Работа" и Ожидание , что определяется состоянием триггера 15,Ло сигналу "Запуск" по входу 27триггер 14 устанавливается в единичное состояние (первым режим). Крометого, сигнал "Запуск" через элементИЛИ 22 поступает на вход триггера 15и переводит его в единичное состояние (этап "Работа" ), С выхода элемента ИЛИ 22 сигнал поступает на входобнуления счетчика 24 адреса и приводит его в исходное состояние,Кроме того, этот сигнал поступаетна выход 29,Сигнал 33 с выхода блока управления устанавливает канальные коммутаторы и канальные блоки памятина чтение входных сигналов. Коммутатор 20 подключает к счетному входусчетчика 24 внешний сигнал "Синхро 5 1 б низация" по входу 26 (элемент И 21на этом этапе работы открыт) . Устройство начинает принимать выборочные значения входного сигнала, поступающие на информационные входы и сопровождаемые внешним синхросигналом. При поступлении очередного внешнего синхросигнала происходит увеличение содержимого счетчика 24 на единицу При этом выход счетчика устанавливает адрес ячейки памяти блока памяти и номера обрабатываемых в блоке 1 значений входного сигнала. Кроме того, сигнал внешней синхронизации поступает ч ерез элемент 17 задержки на синхровходы канального блока памяти и блока 1, обеспечивая запись текущего значения входного сигнала в соответствующую ячейку, Одновременно в блоке 1 происходит обработка очередного входного сигнала до тех пор, пока значение счет.чика 24 адресов не превысит порогового уровня, установленного в схеме 1 б сравнения, что соответствует обработке последнего значения входной выборки, при этом появляется сигнал на выходе элемента И 18, Этот сигнал присутствует в течение всего синхроимпульса. По окончании синхроимпульса одновибратор формирует управляющий импульс (по заднему фронту), который поступает на триггер 15 и сбрасывает его, переводя Регрессиометр в этап Ожидание". При этом нулевой потенциал на выходе триггера запирает элемент И 21, блокируя внешние синхросигналы, Кроме того, сигналы с выхода одновибратора подаются на выход 32 и оттуда на канальные узлы восстановления Таким образом осуществляется запись коэффициентов регрессии с выхода канального блока 1 во внутренние элементы памяти,Этап Ожидание длится до тех пор, пока не будет принят внешний сигнал "Пересчет" по входу 25, Припоступлении этого сигнала на вход триггера 14 последний приводится в нулевое состояние, канальные блоки памяти переключаются на чтение информации, канальный коммутатор на обработку скорректированных значений входных сигналов, а коммутатор 20 - на синхронизацию от внутреннего генератора тактовых импульсов. При этом сигнал "Пересчет" черезэлемент ИЛИ 22 обнуляет счетчик 24 42477и поступает на выход 29, оттудана канальные блоки 1, переводят ихв исходное состояние, Триггер 15переводится в состояние, соответствующее этапу Работа", и его выходной сигнал запускает генератор 23.Дальнейшая работа блока управленияпроисходит аналогично работе первого10 Режима с той разницей, что вместовнешней синхронизации используютсяимпульсы генератора 23 тактовых импульсов,В режиме "Пересчет" на вход блока15 1,поступают сигналы с сумматора,формирующего скорректированные значения входного сигнала в виде суммысигналов канальных блоков памятии сигнала разности значений сигналов блоков усреднения в соответствии,с Формулой (4). Узлы восстановленияна основе запомненных коэффициентоврегрессии и текущих реализаций счетчика адреса формируют теоретическиезначения входных сигналов в соответствии с формулой (5). Эти значенияусредняются в блоке 11 усреднения.1 Из результата усреднения в блоке 12;вычитается результат усреднения бло 30,ка 10 входных значений сигналов, счи,танных из канальных блоков памяти,и таким образом получается корректирующий сигнал, одинаковый для всехканалов35 Корректирующий сигнал складывается с входным сигналом канала в канальных сумматорах и подается на входблока 1. Блоки 1 обрабатывают скорректированные значения входных сиг 40 налов регрессиометра, формируют скорректированные значения коэффициентоврегрессии. По завершении второго режима на выходе регрессиометра присутствуют скорректированные значения45 коэффициентов Регрессии, котоРые могут использоваться внешними устройствами. Внешними устройствами такжемогут использоваться выходные сигналы с узлов восстановления, причем50 при первом сигнале Пересчет восстановленные значения У, будут безучета шума рабочего места, при повторном сигнале Пересчет" выходныесигналы будут представлять собойоценки входного сигнала с учетом шума рабочего местаПри последующих подключениях сигнала "Пересчет" будут Формироватьсядальнейшие приближения коэффициентоврегрессии и восстановленных значенийвходного сигнала,Формула изобретения51 Многоканальный регрессиометр, содержащий блок управления, блок вычитания и первьп канал обработки ин- . формации, состоящий из первого блока памяти, первого сумматора, коммутатора, первый и второй выходы блока управления соединены с входом синхронизации и входом управления записью первого блока памяти, о т л и - 15 ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены два блока усреднения и дополнительные каналы обработки информации, аналогичные первому, в каждый из которых введены два блока памяти, второй сумматор, блок умножения и блок определения коэффициентов регрессии, причем первый, второй и третий выходы блока управления соединены соот ветственно с синхронизирующими входами и входами управления записью первых блоков памяти дополнительных каналов обработки информаций и входами управления считыванием первых бло- ЗО ков памяти всех каналов обработки информации, адресные входы которых подключены к четвертому выходу. блока управления, выходы первых блоков .памяти всех каналов обработки информации соединены с первыми входами первых сумматоров одноименных каналов обработки информации и с соответствующими входами первого блока усреднения, выход которого подключен к входу вычитаемого блока вычитания, выход которого соединен с вторыми входами первых сумматоров всех каналов обработки информации, выходыФкаждого из которых подключены к пер вому информационному входу коммутатора своего канала, второй информационньп вход которого соединен с информационным входом первого блока памяти своего канала обработки информации и является соответствующим канальным информационным входом регрессиометра, первые и вторые управляющие входы коммутаторов соединены соответственно с вторым и третьим55 выходами блока управления, выход коммутатора каждого канала обработки информации соединен с информационным входом блока определения коэффициентов регрессии своего канала, первый и второй выходы которого являются соответствующими канальными выходами первого и второго коэффициентов соответствующего уравнения линейной регрессии и подключены к информационным входам соответственно второго и третьего блоков памяти одноименного канала, входы синхронизации, установочные и адресные входы блоков определения коэффициентов регрессии всех каналов обработки информации соединены соответственнос первым, пятым и четвертым выходами блока управления, четвертый выход которого подключен к первым входам блоков умножения всех каналов обработки информации, шестой выход блока управления соединен с входами управления считыванием второго и третьего блоков памяти всех каналов, первый и второй выходы второго блока памяти каждого канала обработки информации подключены соответственно к первому входу второго сумматора и адресному входу третьего блока памяти этого канала, выход которого соединен с вторым входом блока умножения своего канала обработки информации, выход которого подключен к второму входу второго сумматора одноименного канала обработки информации, выходы вторых сумматоров всех каналов обработки информации подключены к входам второго блока усреднения, выход которого соединен с входом уменьшаемого блока вычитания, входы запуска, пересчета и синхронизации блока управления являются одноименными входами регрессиометра.2, Регрессиометр по п. 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что блок управления содержит два триггера, коммутатор, элемент ИЛИ, элементы И, схему сравнения, элемент задержки, одновибратор, счетчик и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым информационным входом коммутатора, выход которого является первым выходом блока и подключен к счетному входу счетчика и через элемент задержки к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с входом одновибратора, выход которого является шестым выходом блока и подключен к нулевому входу первого триггера, прямой вы 1642477 1 О1 О ход которого соединен с входом запуска генератора тактовых импульсови первым входом второго элемента И,второй вход которого является входом синхронизации блока, а выходподключен к второму информационномувходу коммутатора, нулевой входвторого триггера соединен с первымвходом элемента ИЛИ и являетсявходом запуска блока, входом пересчета которого является единичныйвход второго триггера, соединенныйс вторым входом элемента ИЛИ, выходкоторого является пятым выходом блока, и подключен к нулевому входупервого триггера, прямой выход второго триггера является вторым выходом блока и соединен с первым управляющим входом коммутатора, инверсный выход второго триггера является третьим выходом блока и соединенс вторым управляющим входом коммутатора, выход элемента ИЛИ подключенк обнуляющему входу счетчика, выходкоторого является четвертым выходомблока, и через схему сравнения соединен с вторым входом первого элемента И,1644 77 Составитель С. Ионкиедактор А. Лежнина Техред С Мигунова орректор Н.Коро Т СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород,агарина,Заказ 1148 Тираж 418 ПодписноеВНИИПИ 1 осударственного комитета по изобретениям и открьггиям и113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 45