Функциональный преобразователь

 

. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий П формирователей нелинейных функций, входы которых объединены и являются входом преобразователя , блок алгебраического суммирования, п входов которого подключены соответственно к выходам И умножителей на постйянньй коэффициент , а выход является выходом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью упрощения настройки, он содержит включенные между выходом i -го формирователя нелинейной функции и входом i -го умножителя на постоянный коэффициент 1-1 последовательно соединенных двухвходовых масштабных алгебраических сумматоров, второй вход первого из которых соединен с выходом (i-1)го формирователя нелинейной функции , а вторые входы остальных двухвходовых масштабных алгебраических сумматоров подключены к выходам соответствующих двухвходовых масш табных алгебраических сумматоров, W включенных между выходом (i-1)-ro формирователя нелинейной функции и входом (i-1)-ro умножителя на постоянный коэффициент.

<191 <М

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (st) .G 06 С 7/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«ъ »

/ — ( (21) 3691279/24-24 (22) 06. 01. 84 (46) 15.07.85, Бюл. Р 26 (72) Л.А. Ефименко (53) 681.3(088.8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (56) Скотт Н.P. Техника аналоговых и цифровых вычислительных машин. N.

ИЛ, 1963, с ° 91, фиг. 3.5.

Смолов В.Б. Аналоговые вычислительные машины. M. Высшая школа, 1972, с. 252, рис. VI-36. (54)(57). ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий П формирователей нелинейных функций, входы которых объединены и являются входом преобразователя, блок алгебраического суммирования, и входов которого подключены соответственно к выходам

П умножителей на постоянный коэффициент, а выход является выходом преобразователя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения настройки, он содержит включенные между выходом 1 -ro формирователя нелинейной функции и входом < -го умножителя на постоянный коэффициент

1-1 последовательно соединенных двухвходовых масштабных алгебраических сумматоров, второй вход первого из которых соединен с выходом (1-1 го формирователя нелинейной функции, а вторые входы остальных двухвходоных масштабных алгебраических сумматоров подключены к выходам соответствующих двухвходовых масш табных алгебраических сумматоров, включенных между выходом (1-1)-ro формирователя нелинейной функции и входом (<-1)-го умножителя на постоянный коэффИциент.

1167626

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может использоваться для моделирования функций путем гладкой непрерывной аппроксимации некоторым функ- 5 циональным рядом.

Целью изобретения является упрощение настройки преобразователя.

На фиг. 1 приведена схема универсального функционального преобразователя на фиг. 2 — пример xal рактеристик формирователей нелинейных функций.

Преобразователь (фиг. 1) содержит формирователи 1 — 1 нелиней- 15 ! n ных функций, блок 2 алгебраического суммирования, к д входам которого подключены умножители 3 1 — 3д на постоянный коэффициент и двухвходовые масштабные алгебраические 20 сумматоры 4 „ — 4д я,, соединенные между собой по приведенной схеме.

Преобразователь работает следую- щим образом. .Входная величина у поступает на 25 формирователи 1, — 1 нелинейных функций, вырабатывающие члены аппроксимирующего функционального ряда Ф (х), ..., Ф„(х) . Эти величины преобразуются в масштабных алгебраических сумматорах 4, умножителях 3 на постоянные коэффициенты, а затем в блоке 2 алгебраического суммирования ° В силу указанных линейных пре" образований выходная функция f(х) представляется в виде

f (х) = ",Е с„Ф;(х), . 1 где с, — постоянные коэффициенты.

Для исключения необходимости 4О расчета коэффициентов аппроксимации с„ по заданному виду аппроксимируемой функции f(x) преобразователь предварительно настраивают, обеспечивая следующую процедуру набора выходных функций.

Входной величине х придают значение Х, (первый узел аппроксимации), значение выходной функции

f(х 1) устанавливают регулировкой умножителя 3 на постоянный коэффи1 циент (потенциометра) . Затем входной величине придают значение kz u значение f(Х ) устанавливают с помощью умножителя 3 . Подобным же образом значение f(x3) устанавливают с помощью умножителя 3, Е(х 1) с помощью умножителя 3.1 и т.д.

Описанная процедура набора выходных функций возможна благодаря такой настройке коэффициентов сумматоров 4> при которой напряжения на

ВхоДах умнОжителей 3 3 1, раВны нулю при .значении входной величины напряжения на умножителях 3 3—

3„ равны нулю при значении х, напряжения на умножителях 34 — 3„ равны нулю при значении Xq и т.д. Для этого поочередно регулируют масштабные коэффициенты сумматоров 4.

При значении х< регулировкой коэффициентов сумматоров 4 „, 4

4„,,, 4„, добиваются, чтобы напряжение на выходе каждого из них было равно нулю. При значении входного напряжения преобразователя регулируют коэффициенты сумматоров 43, 44, ..., 411, также добиваясь нулевых значений их выходных напряжений. Аналогично при значении Х регулируют коэффициенты сумматоров 4< >, 4 z3, ..., 4 „3 и т.д. до X „,, при котором регулируют коэффициент сумматора 4„, . Перечисленные операции составляют подготовку функционального преобразователя к набору произвольно заданных функций f(X). Настройка сумматоров 4 производится однократно и не зависит от вида моделируемых функций f (X) °

Рассмотрим работу устройства на примере трехканального преобразователя. Поскольку вид характеристик нелинейных элементов t1 — 1з в таком.преобразователе может быть различным, примем для определенности их такими, как показано на фиг. 2.

Числовые значения этих аппроксимирующих функций приведены в таблице:

Значения аппроксимирующих функций

Ф (х) Ф. (х) Фз(х)

2 2 2

При этом настройка сумматоров 4 должна быть следующей, КоэффициенТЫ С21 q С31 С 32 ПЕРВЫХ ВХОДОВ суаторов 42,1 . 43,1 э 43,2

3 11 с = -1

2, 1 с = -1 у ° с =. -1

gg Ф коэффициенты вторых входов равны едиединице. Настройка обеспечивает напряжения на входах умножителей на постоянные коэффициенты 3, приведенные в таблице:

Напряжения на входах умножителей

3, 3 3> х 2 0 0

0 х2

Иэ таблицы следует, что f (x ) устанавливается умножителем (потенциометром). 31 (на входах остальньа

67626 4 потенциометров нулевые напряжения), f(X ) определяется коэффициентами умножителей 3 и 3, один из которых, потенциометр 3, позволяет установить f(Х ), не изменяя f(зс,),.

Значение функции в третьей точке, f(X>), устанавливается умножителем (потенциометром) 3> который не влияет на значения f(х,) и f(Х ) .

1ð Следовательно, имеется воэможность моделировать различные функциональные зависимости, заданные своими значениями в узлах аппроксимации, не прибегая к расчету коэффициентод с которыми должны сум мироваться члены ряда для моделирования требуемой функциональной зависимости. Указанное свойство появляется благодаря применению двухвходовых масштабных алгебраических сумматоров, реализуемых, например, на обычных элементах суммирования, вычитания и потенциометрах.

1167626

Составитель А. Маслов

Техред А.Вабинец Корректор А,-Обручар

Редактор Л. Алексеенко

Заказ 4438/48 Тираж 710

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП."Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4