Многоканальный нелинейный преобразователь

 

1. МНОГОКАНАЛЬНЫЙ НЕЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с информационным входом празрядного счетчика, выход которого через цифроаналоговый преобразователь соединен с первыми входами компараторов первой группы, вторые входы которых подключены к шинам задания аргументов функции преобразователя , а выходы соединены с входаьш управления записью соответствующих регистров первой группы, элемент И, элемент задержки, первый и второй коммутаторы и первый блок цифроаналогового преобразования, выходы которого соединены с входами первого блока суммирования, выходы которого соединены с первой группой информационных входов первого коммутатора отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, преобразователь содержит цифровой синусно-косинусный преобразователь, вторую группу регистров, селектор знака, блок элементов Ш1И-НЕ,.элемент РЬНЕ, три блока инвертирования, третий коммутатор, второй и третий блоки суммирования, вторую группу компараторов, второй и третий блоки цифроаналогового преобразования, при этом выход цифроаналогового преобразователя соединен с первыми входами компараторов второй группы, вторые входы которых подключены к шинам задания коэффициентов преобразователя , выходы компараторов первой группы соединены с первой группой входов блока элементов Ии селектора знака, выходы компараторов второй группы соединены с первыми входами элементов ИЛИ-НЕ блока, вторые входы которых соединены с шиной задания режима преобразования преобразователя, а выходы - с второй группой входов блоS ка элементов И и входами управления записью соответствуняцих регистров (Л второй группы, выход блока элементов И через элемент задержки соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с шиной пуска преобразователя, а выход - с входом запуска счетчика, выходы (п-1) разрядов которого подключены к входу со цифрового синусно-косинусного преобСХ ) разователя, выходы которого соединеСП 4 UD ны с информационными входами регистров первой группы, которых соединены с первой группой цифровых входов первого блока цифроаналогового преобразования и соответствующими цифровыми входами второго и третьего блоков цифроаналогового преобразования , выходы регистров второй группы соединены с второй группой входов первого бло.ка цифроаналогового преобразования, выходы старших разрядов регистров второй группы соединены с второй группой входов селектора знака, выходы двух стар-

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) Ф G 06 G 7 26 7/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3743819/24-24 (22) 21.05.84 (46) 15.12.85. Бюл. Ф 46 (72) Е.В.Брагина и А..Н.Шаров (53) 681. 3 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 881760, кл. С 06 F 15/32, 1980.

Авторское свидетельство СССР

 1120375, кл. G 06 J 1/00, 1983. (54) (57) 1. МНОГОКАНАЛЬНЫЙ НЕЛИНЕЙ

НЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с информационным входом иразрядного счетчика, выход которого через цифроаналоговый преобразователь соединен с первыми входами компараторов первой группы, вторые вхо" ды которых подключены к шинам задания аргументов функции преобразователя, а выходы соединены с входаии управления записью соответствующих регистров первой группы, элемент И, элемент задержки, первый и второй коммутаторы и первый блок цифроана логового преобразования, выходы которого соединены с входами первого блока суммирования, выходы которого соединены с первой группой информа"ционных входов первого коммутатора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, преобразователь содержит цифровой синусно-косинусный преобразователь, .вторую группу регистров, селектор . знака, блок элементов ИЛИ-НЕ,. элемент И-НЕ, три блока инвертирования, третий коммутатор, второй и третий блоки суммирования, вторую группу компараторов, второй и третий блоки

„„SU„„1198549 А цифроаналогового преобразов ания, при этом выход цифроаналогового преобразователя соединен с первыми входами компараторов второй группы, вторые входы которых подключены к шинам задания коэффициентов преобразователя, выходы компараторов первой группы соединены с первой группой входов блока элементов И и селектора знака, выходы компараторов второй группы соединены с первыми входами элементов ИЛИ-НЕ блока, вторые входы которых соединены с шиной задания режима преобразования преобразователя, а выходы — с второй группой входов блока элементов И и входами управления записью соответствующих регистров второй группы, выход блока элементов

И через элемент задержки соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с шиной пуска преобразователя, а выход — с входом запуска счетчика, выходы (n -1 1 разрядов которого подключены к входу цифрового синусно-косинусного преобразователя, выходы которого соединены с информационными входами регист= ров первой группы, выходы которых соединены с первой группой цифровых входов первого блока цифроаналогового преобразования и соответствующими цифровыми входами второго и третьего блоков цифроаналогового преобразования, выходы регистров второй группы соединены с второй группой входов первого блока цифроаналогового преобразования, выходы старших разрядов регистров второй группы соединены с второй группой входов селектора знака, выходы двух стар1198549 ших разрядов счетчика соединены соответственно с первым и вторым входами селектора знака, первая группа выходов которого соединена с соответствующими управляющими входами первого и второго коммутаторов, а вторая группа выходов селектора знака соедийена с соответствукнцими управляющими входами третьего коммутатора, группа входов задания весовых коэфФициентов преобразователя соединена с иервой .группой информационных входов третьего коммутатора и через первый блок инвертирования— с его второй группой информационных входов, выходы третьего коммутатора соединены с соответствующими аналоговыми входами первого блока цифроаналогового преобразования, выходы которого соединены с первой группой входов второго блока суммирования, выходы первого блока суммирования через второй блок инвертирования соединены с второй группой инФормационных входов первого коммутатора, выходы которого соединены с соответствующими аналоговыми входами второго блока циФроаналогового преобразования, выходы которого соединены с второй группой входов второго блока суммирования и первой группой входов третьего блока суммирования, выходы второго блока суммирования соединены с первой группой информационных входов второго коммутатора и через третий блок инвертирования — с второй группой его информационных входов, выходы второго коммутатора соединены с соответствующими аналоговыми входами третьего блока цифро1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для реализации нелинейных зависимостей в управляющих системах, например манипуляционных роботов.

Цель изобретения — повьппение быст" родействия.

На фиг.l представлена схема предлагаемого устроиства, на фи фиг.2 - схе" ма селектора знака. аналогового преобразования, выходы которого соединены с второй группой входов третьего блока суммирования, выходы которого являются. выходами устройства.

2. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что селектор знака содержит две грунпы 3 -триггеров, группу элементов ИСКЛОЧАРЩЕЕ

ИЛИ и блок элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с инверсией, при этом. входы первой группы селектора соединены с входами синхронизации соответствующих& -триг" геров первой и второй групп, информационные входы 2 -триггеров первой группы подключены к первому входу се" лектора, а информационные входы 3триггеров второй группы — к второму входу селектора, выходы каждого из

9-триггеров первой группы и соответствующего ему по номеру D -триггера второй группы соединены с входами соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы, причем выходыЭ -триггеров первой группы и выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ образуют первую. группу выходов селектора, каждый иэ входов второй группы селектора соединен с первыми входами двух соответствующих групп элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ с инверсией блока, вторые входы одной иэ групп подключены к выходам соответствующих3 -триггеров первой группы, вторые входы другой группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ HJIH с инверсией подключены к выходам соответствующих элементов ИСКЛЮЧАНКЕЕ ИЛИ, а выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с инверсией являются второй группой выхо" дов селектора.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, счетчик 2, цифроаналоговый преобразователь (1ЮП) 3, группу компараторов 4, группу регистров 5, селектор 6 знака, элемент И 7, группу KQMll&pBTopoB 8, блок 9.элементов

ИЛИ-HЕ, группу регистров 10, элемент

ll задержки, элемент И-НЕ !2, цифровой синусно-косинусный преобразователь 13, блоки 14-16 цифроаналогово1198549

20 го преобразования, коммутаторы 17-19, блоки 20-22 суммирования и блоки

23-25 инвертирования, при этом селектор 6 знака содержит группы0 -триггеров 26 и 27, группу элементов ИСКЛЮ- 5

ЧАКЩЕЕ ИЛИ 28 и группу элементов

ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ 29 с инверсией.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии напряжения на управляющих шинах и выходах компараторов 4 и 8 и элемента И 7 равны нулю, на выходах элементов 11 и

12 равны 1, счетчик 2 обнулен.

При O IIp2= 1. напряжение на вы15 ходе элемента 12 становится равным нулю, счетчик 2 запускается и на выходе ЦАП 3 формируется линейно изменяющееся напряжение, период которого равен времени заполнения счетчика 2. При сравнении его с входными сигналами о1„,...,о(срабатывают компараторы 4 первой группы и в первой группе регистров 5 запоминаются коды, пропорциональные си25 нусу или косинусу соответствующих углов., При этом функции синуса и косинуса непрерывно. формируются в цифровом синусно-косинусном преобразователе 13. Информация в регистрах 30

5 переписывается в каждом цикле вычисления, При сравнении линейного напряжения с заданными значениями коэффициентов Кз,...,К; срабатывают компараторы 8 второй группы, сигнаJIbl C KOTOpbIX IIpH Un)IIp<.= 0 (что COOT ветствует режиму работы с переменными коэффициентами 1 через блок 9 элементов ИЛИ-HE поступают на входы управления записью груплы регистров 40

10, куда записываются коды, пропорциональные К,. ° °,К, причем они ф ° ° ° ф 1 ф обновляются в каждом цикле вычисления. При О „р„ = 1 (режим работы с постоянными коэффициентами 1 на вхо- 45 ды управления группы регистров 10 подаются напряжения, равные нулю.

При этом в регистрах 10 хранятся цифровые значения К„,...,К, на момент иэменения сигнала управлеиия 50

U IIp1 с нуля на единицу.

Цифровые значения, пропорциональные линейному, синусному и косинусному значениям входных сигналов, преобразуются в аналоговые значения 55 с одновременными умножением на аналоговые величины Ll„,..., 01 в блоке

14, на выходе которого формируются аналоговые напряжения вида

U К здпЫ„, 1). К1 соко . Блоки 23-25 инвертирования и коммутаторы 17-19 обеспечивают необходимые знаки вычисляемых произведений. Управление коммутаторами 17-19 осуществляется селектором 6 знака, который фиксирует знаки синусов (на выходах П -триггеров 26 ) и косинусов (на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 28) в моменты времени срабатывания компараторов 4. При этом блок определяет знаки произведений коэффициентов на косинусы или синусы заданных.углов.

Блок 21 суммирования обеспечивает необходимое алгебраическое суммирование выходных напряжений с блока

14. При этом алгебраические суммы являются входной аналоговой информацией для блока 15, которая перемножается с цифровыми значениями синусов или косинусов заданных углов в блоке

15 с учетом знака произведений. Блок

22 суммирования обеспечивает .необходимое алгебраическое суммирование выходных напр кений с блоков 14 и 15., Информация с выхода блока 22 является входной аналоговой информацией для блока 16, в котором она умножа" ется на цифровые значения синусов и косинусов углов с учетом знака произведений.

Цикл вычисления определяется срабатыванием всех компараторов 4 и 8.

При этом напряжение на выходе элемента И 7 становится равным единице, на выходе элемента 11 — нулю, на выходе элемента 12 — единице, счетчик 2 обнуляется, напряжение на выходах компараторов становится равным нулю, счетчик 2 восстанавливает ра- ° ботоспособность и цикл вычисления повторяется.

Пример, IPIäãoðèòì компенсации неуравновешенных моментов манипуляционного робота для .одного из суставов имеет вид в 1 {(Ksccis ebs-K„s ncis)cnsds °

+(К Б „-(KS sin cLS+ K„cnstts) s;n ci„)sinn()

При этом в группе регистров 5 в

1 каждом цикле записываются коды синуСОВ И КОСИНУСОВ (ЗЭ.ПО, у,S1Ili)s( созЫ1,..., cos Ы5). В группе регистров 10 фиксируются коды чисел, про1198549

Imp. ай/, Ng gina() фив. Х

ББИИПИ Заказ 7724/50 Тираж 709 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 порциональных входным сигналам

К, ° ° °,K . В блоке 14 реализуются

Функции

Блок 21 обеспечивает вычисление

AW„K>cosa>-U„„sinl> и P=U„K+

+ U„K. Блок 15 реализует Фуйкции А cos4g и PainÛ„.

Блок 22 обеспечивает алгебраическое суммирование N=U K cosot„-Psind„.

Блок 16 реализует функцию Н .з пс, а блок 20 Бвык = А"созЫк+ N з по .

1,О