Патент ссср 415672
T а,атбнти=.- би -йо (%-" =::"". G n И С А Н И E I 4(5672, И ЗО БРЕТ Е Н И Я
CG)o3 Славвтских
Социв))нстичес((и)(1 )<есп>габт)ин
:);< В И(ИМОЕ ОТ 3 В>Т. СВИДЕТЕЛЬСТВ»
Зялвг!с .1п 02.07.71 1676140 18-24
М. Ii.1. 6 06<) 7 30 с !!рпсоедпп tIIIC)I 3!<ЯВки .<><е
Гааударстве)<иаа : камнте
Савета Ма)<ест!)ае СССР аа делам !!забретеачй и аткрытий
1! !) поритет—
1 Д 1; 681. 3. 001. 518. 5 (088.8) Ог!убликов(!по 15.02.74. Ь!Олг!етень ¹ 6
Д(!Та опубликования описания 12.02.75 автор
l I 3O<) t)(Т(>И ИЛ
С. П. Романов
ИнституT физиологии им. И. П. Павлова
;.1»лltl .т(ль
Э КСТРА ПОЛ ЯТОР
Д, !иное изобретение относится к îoласти вычислительной техники и может быть ис
I Это могут бь!ть как процессы предсказания . стеорологических явлений, так и предсказя<1!!с повсдеltltB сложных систем управления, !! Р(;i < Êt!:>t! !It!(ПРИ ДИ»ГПОСТИКЕ 3» ОО. IC13!! II III! !! .;I,. ! !Ввсстиы экстр»поллторы, содержащие зя lo,<ппяющис элементы (o>loêè задержки), сума»тор и блоки умножения задержанных lii;lч lllll!
Прс,! (;i:.>янис или экстраполяция Осио „tI! 3 а) < < >< и» 1! пя 1и.<(. В»О Il0
Лиялнз исследуемого процесса предполяiя,е г его математическое описание с требуемой точност)по и подбор аппроксимирующего многочлена, который дает аналитическое выражение этого процесса. Т(!кие методы предсказания треоуют бол<,-! иого Объ(х!я вычислений, а устройства. их рея.!и. <у!Ощис, громоздки и мало эффективнь1. (ло)кпос!<, схсмпой реализации ограничив»ei (:ба<я(т!> применеиил экстраполиру!Ощих уст! 1с!!3, причем сложность их растет c угели-! е и!ем точности предсказания. С целью повышения быстродействия, упро-! цения экстраполяторя и повышения точности экстраполяции путем предсказания без восстаВОВзенил и»и подбора аппроксимирх !Он!его ...чогочлена, сведения вычислительных oltc Р;! цпй To, t l>t o K ОпеР»пил)>1 c) M >)It!!)on 1О Одпотип!<ых элементах экстраполятор содер)кит группы последовательно соединенных через суммирующие Входы вычислите,и ных t).Ioêot;, причем первял групп» содержит Вы .ис.штслш!ыс блоки по числу запоминаю!цих у< )ройстп, суммирующий вход первого ги>1числ<<аельного Олокя соединен со входом первого ,лпоми!Вякэщего устройства, вычитя!Ои(ий ВХОЛ! — (ВЫХС ДОМ ПЕРВОГО ЗЯПОМИНЩОЩСГО усTpoilcII3», к»)кдял последу!ощал групп» со2() держит на один вычислительный блок меньше, чем предыдущая группа, суммирующий вход 1:.ервого вычислительного блока каждой пссле-! :ующей группы соединен со входом одноименного запоминающего устройства, вычитаю)3) <ций вход — с выходом одноименного запоми! 1»ющего устройства, выходы вычислительных блоков первой группы и вход экстраполяторя соединены с соответствующими входами сум,i » To!) 3, Вычислительные блоки с одинаковыми зв порядковыми номерами, начиная с конца 415672 к(12(с(ой группы соединены последовательно через вычитающие входы вычислптельнь)х б,(оков. I!я чертеже представлена cxcìà экстраполя-! сря. В ее состав входят: запоминающие устройства 1 — 4; в. од экстраполятора 5; сумматор 6; выход экстраполятора 7; вычислительные бло кп 8 — 17. 1 Iринцип работы экстраполятора поясняется следующими мятемятически !и выкляд,:а ми. Пусть имеется ряд пз к чисел: xt, x2, ...,:(;, ..., х;..., х), . (1) Числя получены п ри нао;подении какоголибо процесса через интервалы времени -; )!рпчем xt получено в момент времени rë,— — в момент / — —., я х„-- в момент в)ременп г — (/г — /) -. 1 яд чисел отражает функциональную зависимость ri ric является случайным я(1!бором чисел. Взяв разности ря,(ом стоящих членов: Yt Х2 Х2 ХЗ, ° ° °, Х вЂ” -: Х), . ° ° Х,< — гс)< -1 Х)<. 1 — — xÄ z олучим первый ряд чисел, состоящий пз /г — 1 членов. Разности членов этого ряда дадут ряд чисел, состоящий пз /г — -2 членов, x1 — 2х2+хз, ..., х;; — — 2х;+ х; .1,, х, 2 — 2х„.i + х,. :10 Последняя разность оудет прсдстявля<и /г — -1 ряд и состоя и из одного член<ъ т. е. ,< 1< — 1 >> 1; — 1 Х х) — (К вЂ” 1) х2 + 2 ) хз — )Х4 + + (— 1)"- х„, + (1)" — ::,„.. (2) Получен ряд, в котором все исходные шсля > к--! связаны через коэффициенты1 . ), где i = (0 1,2, ..., /г — 1, представляющие собой число сочетаний пз Iz — 1 членов по i. Если приравнять многочлен (2) нулю и вынести х) за знак равенства, то х! выражается через все остальные члены исходного ряда (1), т. е. предсказывается его значение. / к — 1 1 xi — — (К вЂ” 1)х2 —,, )Хз + +(— 1) (I у х< +(— — 1) х, (3) Если исходный p5r;r чисел может быть опп carr функцией !z порядка, то /1+1 произв!)/(пя5! этой функции равна нулю. Рассматривая /г — 1 ряд (2) как и+1 производную функции, мозкно написать, что к — I =п+1 или к=а+2 Поэтому, если функция имеет п порядок, то необходимо k=/z+2 значений этсй функ- 00 ции, чтобы они находились в соотношении (3). Зная n+/ значение функции, можно точно предсказать ее n+2 значение. Выражение (3) получено в результате последовательного вычитания рядом стоящих 65 -!лс! ов нс;,одного р5(дя чисел (1). Это и поло.Ксно в OCIIony построения экстраполaòîðà, <зкстряпол5!тор работает следующим образом. Поступа)ощпс на вход экстраполяторя сигналы задерживаются в запоминающих устройствах на интервалы времени -.. Вычислительные блоки 8 — 11 производят иыч)ггяние сигналов, приходящих на их входы с выходсв запоминающих устройств, из спгпя,.oH> приходящих На входы б.roxon 8 — 11 c r!xo, lon у с Гройств 1 — 4, Ня выходах этих блоков 8 — 11 получаются разности сил!а Ion, сдвинутых относительно друт друга ня интервал предсказания -.. На каждом последующем слое вычислительIH»x блоков происходит вычитание сигналов с выходов вычислительных блоков предыдущего слоя. Суммирование на сумматоре 6 сш.палов с выходов блоков 8, 12, 15, 17 с сиг-! ,а. !О >>1, поступающим па вход экс fparroл 512 0 ря, дает предсказанное значение входного параметра па выходе этого сумматора, которое поступает на выход экстраполятора 7. Экстраполятор данной конструкции может предсказывать процессы, которые имеют конечную производную на интервале наблюдеit!151> или аппроксимируются с заданной точ)I0CTI>IO МНОГОЧЛЕПОМ, ИМЕЮЩИМ КОНЕЧНУЮ производную, равную нулю. Передача сигналов по запомина!ощпм устройствам, пх вычитание на вычислительtii>ix блоках и суммирование на сумматоре происходит с коэффициентами передачи, рав-! IrIirH единице. Подбор коэффициентов пе трсоуется. Число запоминающих устройств экстрапо,i»Topa определяет наивысший порядок функпии, значения которой данным экстраполятором могут предсказываться точно. Предмет изобретения Зкстраполятор, содержащий последователь, Io соединенные запоминающие устройства, вход первого из которых подключен к входу э"còðàïîëaòîðà, и сумматор, выход которого соединен с выходом экстра полятора, отлаа!Ои(!(((сл тем, что, с целью по(з IHrelrHs! <п»стродействия, упрощения экстра поляторя и повышения точности экстраполяции, orr содержит группы последовательно coe rrrrer(HI срез суммнру!о(цпе входы вычислительных > .локон, причем первая группа содержит вы-! !!с, !!Тельные О 10ки, по чис чу> з(! ПО:10ц(пх ус)-;)ойств, су!(миру!Ощ!п(вход первого nbl -(lie лптсльного блока соед!шеи со входом первог0 зяпоминя(ощего устройства, вы )1(Tя)o(пH! вход — с выходом первого запоминающего устройства, каждая последующая группа со(сржит на один вычислительный блок меньи!с чем предыдущая группа, суммирующий вход первого вычислительного блока каждой последующей группы соединен со входом одноименного запоминающего устройства, вы«iiтя (ощий вход — с выходом одноименного запоминающего устройства, выходы вычисли.елш!ых блоков первой группы и вход экстра415672 СОСтаВИтЕЛВ А. Х Ере.зов Рс3дактор Л. 1 веткова Техред Г. Борисова Корректор Е. Еаппина Заказ 5587 Изд. M 1424 Тираж 624 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета М:тнистров СССР по делам изобретений и открытий Мо"ква, Ж-35, Раушокая тваб,, д 4/б Череповецкая городская типография иолитор-.3 соединены с соответству3о33пими в.;о ;lIл.ли сумматора, вычислительные ();lol II с одииакогы3ми порядковыми номерами, илчи33ли с кnllöë каждой группы, соедииеиы и ле. овлтельио через вычитающие входы 13! I числите II)ill.lx олоков.
