Функциональный преобразователь
Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти применение в качестве нелинейного блока в аналоговых вычислительных машинах или системах управО ления различными объектами, в качестве устройства для линеаризации датчиков , устройства предварительной обработки измерительной информации. Изобретение позволяет повысить точность преобразователя, содержащего с первого по третий сумматоры 7 - 9, с первого по третий умножители 4-6, за счет введения четвертого сумматора 10, что позволяет получить выходной сигнал преобразователя в виде рациональной дроби, числитель и знаменатель которой являются полиномами третьей степени. Последнее обуславливает возможность аппроксимации широкого класса функций с высокой точностью за счет снижения методической погрешности нелинейности преобразования . 1 ил. (Л
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН д1) 4 С 06 6 7/26, 7/20
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4109258/24-24 (22) 14.08.86 (46). 15.02.88. Бюл. М 6 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (72) И.В.Герасимов и Л.А.Чугунов (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
9 922795, кл. G 06 G 7/26, 1981.
Авторское свидетельство СССР
М- 1265806, кл. G 06 G 7/26, 1984. (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти применение в качестве нелинейного блока в аналоговых вычислительных машинах или системах управ„„SU„„1374255 А 1 ления различными объектами, в качестве устройства для линеаризации датчиков, устройства предварительной обработки измерительной информации.
Изобретение позволяет повысить точность преобразователя, содержащего с первого по третий сумматоры 7 — 9, с первого по третий умножители 4 — 6, за счет введения четвертого сумматора 10, что позволяет получить выходной сигнал преобразователя в виде рациональной дроби, числитель и знаменатель которой являются полиномами третьей степени. Последнее обуславливает возможность аппроксимации широкого класса функций с высокой точностью за счет снижения методической погрешности нелинейности преобразования. 1 ил.
1374255
Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти применение в качестве нелинейного блока в аналоговых вычислительных ма5 шинах илн системах управления различными объектами, в качестве устройства для линеаризации датчиков, устройства предварительной обработки измерительной информации. 10
Цель изобретения — повышение точности
На чертеже изображена функциональная схема функционального преобразователя. 15
Функциональный преобразователь содержит информационный вход 1, вход 2 задания опорного напряжения, выход 3 преобразователя,. три умножителя 4 — 6 и четыре сумматора 7 — 10.
Преобразователь работает следующим образом.
В состав первого функционального узла входят сумматоры 8 и 10 и умножители 5 и 6. На первые входы умножи- 25 телей 5 и 6 поступает входной сигнал
U„ преобразователя, а на вторые входы — выходные сигналы сумматоров 8 и 10 соответственно. На первый (суммирующий) вход сумматора 8 поступает 30 опорное напряжение U, на второй и третий (вычитающие) входы — выходные сигналы умножителей 5 и 6 соответственно. На второй (вычитающий) вход сумматора 10 поступает выходной сиг20
К, Кд Ux+K Kg Kg K7 0»
1+(К5 К7+К5 К45 Н)((5 7+ 3 Ф б 7 ) К 3 К 7о Ux
U =U — — — — ——
Умн4 о1- К .К . 71
Третий функциональный узел состо" ит из сумматора 9, осуществляющего суммирование выходных сигналов умножителей 4 и 5 с соответствующими коэффициентами К „ и К по первому и второму входам соответственно. Выражение для выходного сигнала преобразователя имеет вид
Второй функциональный узел состоит из сумматора 7 и умножителя 4, выражения для выходных сигналов которых соответственно имеют вид
1 у Нр К +Н умн (К9) 3
-К „U,. Uq
" lt
3 где К К вЂ” весовые коэффициенты
Q 9 суммирования по сумми 50 рующему и вычитающему входам сумматора 7 соответственно;
К, весовой коэффициент умножителя 4. 55
Условие динамического равновесия для второго функционального узла имеет вид: нал умножителя 6, а на первый (суммирующий) — умножителя 5. Выражения для выходных сигналов сумматоров 8 и 10 и умножителей 5 и 6 имеют вид:
U =V.Ê, +и„„„. (-К,)+U„„„, (-К,); гумн КФ Ux Н ю
5 где KN K K3 — BecoBbie коэффициенты суммирования по суммирующему и вычитающему входам сумматора 8 соответственно;
К - весовой коэффициент умножителя 5;
К,К вЂ” весовые коэффициенты суммирования по вычитающему и суммирующему входам сумматора 10 соответственно;
К, — весовой коэффициент умножителя 6 °
Условием динамического равновесия первого функционального узла будет
Умна 5 1 Х О Умн5 (-Кз) Кс K7 Ux "Умн5 1+К . К . Ц
5 7 Х
Решая последнее уравнение относительно U у н найдем
U (U.+K+U». (K ) ° умн 1о х 4
Таким образом, второй функциональный узел реализует зависимость вида
1374255 9 " U. 1+(к к,+к к ) v.+(K .к к, . „1 «î r ò «ê! I ê ê D » » õ « 1 2 ê ê U ê 4 õ 2 2 4 5 6 7 x ° которая в свою очередь позволяет, например, аппроксимировать функцию извлечения корня третьей степени
79 78 х+2273-x +3572 хэ ф т
1,000+341,6 х+3673- х +1912.х треть- с методической погрешностью d i 0,067 тепени. в то время как известный аппроксимии рует эту функцию с методической пои функ- грешностью Н<0 87, т.е. имеет повы«15 шение точности более, чем в 13 раз.
Суперпозиция двух функций одной переменной вида
31 29 . х+1170 х +2677 х
А
1,000+2 11, 9х+2009 -х +1659-х
2 а, х+а х +а х (>) =у- . ю
/s 1+Ъ х+Ь х +Ь х
3 к ГО, 13 аппроксимируется с методической погрешностью с 0,077..
Составитель Н.Зайцев
Редактор М.Петрова Техред Л.Олийнык Корректор М шароши
Заказ 605/47 Тираж 704 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4
Таким образом, выходной сигнал преобразователя представляет собой рациональную дробь в виде отношения полиномов третьей степени, которая позволяет аппроксимировать широкий класс функций с более высокой точностью, чем рациональная дробь, представленная отношением полинома ей степени к полиному второй с
Преобразователь при U /U,-=х
U>/U,-=y позволяет воспроизвест цию
Формула и э о б р е т е н и я
Функциональный преобразователь, содержащий три сумматора, три умножи- 30 теля, соединенных первыми входами с информационным входом преобразователя, первые входы первого и второго сумматоров соединены с входом задания опорного напряжения преобразователя, выходы первого и второго умножителей соединены соответственно с первым и, вторым входами третьего сумматора, соединенного выходом с выходом преобразователя, выходы первого и второго сумматоров соединены с вторыми входами соответственно первого и второго умножителей, соединенных выходами с вторыми входами соответст. венно первого и второго сумматоров, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введен четвертый сумматор, соединенный первым и вторым входами соответственно с вторым и третьим входами второго сумматора, выход и второй вход четвертого сумматора соединены соответственно с вторым входом и выходом третьего умнажителя.
