Устройство для воспроизведения неоднозначных функций

 

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано в моделирующей технике, в нелинейных системах автоматического управления и регулирования . Целью изобретения является расширение класса воспроизводимьк неоднозначных функций. Устройство содер-- жит формирователи 3,4 опорных напряжений , максимизирующие 5,8 и минимизирующие 6,7 амплитудные селекторы, дифференцирующий элемент 9, элементы памяти (конденсаторы) 10, 11, компаратор 13, переключатшлИ 14, 15, размыкающий ключ 16, замыкаклций ключ 17. Устройство позволяет воспроизводить неоднозначные функции и функции люфта как с вертикальной левой и правой ветвями характеристики, так и с левой и правой ветвями характеристики , заданными произвольньЫи функциями. 19 liJi. ш (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1456974 A1 (51) 4 G 06 G 7/25

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4241312/24-24 (22) 05.05.87 (46) 07.02.89. Бюл. Ф 5 (71) Специальное конструкторское бюро вычислительной техники Института кибернетики АН ЭССР (72) Л.И.Волгин (53) 681.3 (088.8) (56) Тетельбаум И.M., Шнейдер Ю.P ..

400 схем для АВМ.-М.: Энергия, 1978, с.77, рис.2-10-13.

Авторское свидетельство СССР

В 1076916, кл. G 06 G 7/25, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

НЕОДНОЗНАЧНЫХ ФУНКЦИЙ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано в моделирующей технике, в нелинейных системах автоматического управления и регулирования. Целью изобретения является расширение класса воспроизводимых неоднозначных функций. Устройство содержит формирователи 3,4 опорных напряжений, максимизирующие 5,8 и минимизирующие 6,7 амплитудные селекторы, дифференцирующий элемент 9, элементы памяти (конденсаторы) 10, 11, компаратор 13, переключатели 14, 15, размыкающий ключ 16, замыкающий ключ

17. Устройство позволяет воспроизводить неоднозначные функции и функции

"люфта" как с вертикальной левой и правой ветвями характеристики, так и с левой и правой ветвями характеристики, заданными произвольными функциями. 19 ил.

1456974

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано в моделирующей технике, в нелинейных системах автоматического управления и регулирования, Целью изобретения является расширение класса воспроизводимых неоднозначных функций.

На фиг. 1 приведена схема устрой- 1О ства; на фиг. 2-19 графики воспроизводимых им функций.

Устройство (фиг.t) имеет информационный вход 1 и шину 2 нулевого потенциала, содержит первый 3 и второй 15

4 формирователи опорных напряжений, первый 5 максимизирующий и первый 6 минимизирующий амплитудные селекторы, второй 7 минимизирующий и второй

8 максимизирующий амплитудные селек- 20 торы, дифференцирующий элемент 9, первый 10 и второй 11 элементы памяти (конденсаторы), первый выход 12, компаратор 13, первый 14 .и второй 15 переключатели, размыкающий ключ 16, замыкающий ключ 17, второй выход 18 и вспомогательные выходы 19-23.

Кроме того, на фиг. 1б,в соответственно показаны сумматоры 24 и вычитатель 25 используемые, в частном случае, в качестве формирователей 3 и 4.

Устройство работает следующим образом.

Выходное напряжение х подается на 35 вход 1-и поступает на входы формирователей 3 и 4 и на вход дифференцирующего элемента 9. Выходные напряжения х, = q„(x), х < = (х) формирователй 3 и 4 подаются соответст- 40 венно на первые входы минимизирующих 6 и 7 и максимизирующих 5 и 8 амплитудных селекторов. При увеличении входного сигнала x(t)(при выход-: ном напряжении дифференцирующего эле-45 мента х ъ о )ключи 16 и 17 и переключатели 14 и 15 находятся в *оложении, указанном на фиг. 1. При уменьшении входного сигнала (при х а О) ключи 16 и 17 и переключатели 14 и 15 переклю-50 чаются в противоположное состояние.

В момент времени t ñîîòâåòñòâóþщий изменению направления движения переменной x(t) с уменьшения на увеличение, ключ 17 размыкается, а ключ 55

16 зажвается. При этом на элементе. (конденсаторе) 10 запоминается йапряжение х,(й,), а напряжение на элементе (конденсаторе) 11 повторяет напряжение х (). В момент времени а соответствующий изменению напряжения движения переменной х с увеличения на уменьшение, ключ 1-7 замыкается, а ключ 16 размыкается. При этом напряжение на элементе (конденсаторе)

10 повторяет напряжение х,(й}, а на элементе (конденсаторе) 11 запоминается напряжение х () °

Выходное напряжение минимизирующего амплитудного селектора 7 (напряжение на выходе 22) при. разомкнутом и замкнутом ключе 17 определяется соответственно выражениями у„=пип(х,(t}, x,(t,)j у „„= »nlx (С), х „(С)3 = х „(t)

Выходное напряжение максимиэирующего амплитудного селектора 8 (напряжение на выходе 23) при замкнутом и разомкнутом ключе 16 определяется соответственно выражениями у,?,1 шах(х g(t) э х <(t 1)) = х g(t) ° у „шахах (С), х (й )1 где min u max — базовые операции непрерывной логики — операции выделения меньшей и большей переменной из двух переменных.

Выходные напряжения амплитудных се" лекторов 5 и 6 (напряжениЙ на выходах 19 и 26) определяются. выражениями у,=ахГУ„„, х (Е))

=ш п (у,, х, () ) .

Напряжения на первом 12 и втором

18 выходах устройства определяются соответственно выражениями

z1,== (у 21 э у ) = у „r(x) +

+ у (1-I(x)3

+ у, (1-I(x)3, rpe V — символ базовой операции предикатной алгебры выбора-операции выбора одной из двух переменных;

Х(х) — единичная функция, .равная единице при х 0 и нулю при х <0.

Напряжения на вспомогательных выходах устройства (напряжения между

3 145697 выходами 12 и 18 относительно выхода 21) определяются соответственно выражениями

=x z =х V(y2 yó 2 )

z =x-z =x-V(y«,у, ).

На фиг. 2 представлвна функция, воспроизводимая на вспомогательном выходе 22, на фиг. 3 — функция, воспроизводимая на вспомогательном выходе 23; на фиг. 4 — функция, воспроизводимая между выходами 22 и 23, на фиг. 5 — функция, воспроизводимая устройством по второму выходу 18, на фиг. 6 — функция, воспроизводимая мвжду вьмодами 21 и 18, на фиг. 7— функция, воспроизводимая по вспомогательному выходу 19, на фиг. 8— функция, воспроизводимая по вспомо- 20 гательному выходу 20, на фиг. 9— функция, воспроизводимая по первому основному выходу 12 устройства, на фиг. 10 — функция, воспроизводимая между выходами 21 и 12, на фиг. 11 — 25 функция, воспроизводимая между выходами 19 и 20.

Таким образом, устройство воспроизводит семейство неоднозначньм функций. При этом функция по фиг.5 зп описывает прямоугольную характеристику типа "люфт с вертикальными лввой и правой ветвями с шириной зоны

"люфта" х.()-х,(t,). .Функция по фиг. 9 описывает характеристику "люф- з та", в которой левая и правая ветви измвняются по заданным законам х,= ц (х), х = q(x). Функция по фиг. 6 описывает характеристику типа ,"упор" с вертикальными границами or-. 40 раничения. Функция по фиг. 10 описывает характеристику типа "упор" с границами ограничения, эаданнымк функциями х — Q,(х) и х — (х).

На фиг. 12-19 представлены функ- 4Б ции, воспроизводимые устройством при использовании в качестве формирователей 3 и 4 сумматора (фиг.1б) и вычитателя (фиг.1в), для которых х, = х + х о1 x < x хо rée хоiэ хо2 60 опорные напряжения. На фиг. 12 и 13 представлены функции, воспроизводимыв соответственно на вспомогателЬ,ных выходах 22 и 23, на фиг. 14 и 15функции, воспроизводимые на вспомога- 66 тельных выходах 19 и 20, на фиг. 16— функция, воспроизводимая между выходами 22 и 23, на фиг. 17 — функция, воспроизводимая между выходами 19

4 и 20, на фиг. 18 — характеристика

"люфта", воспроизводимая по первому основному выходу 12, на фиг. 19 — характеристика "упора, воспроизводимая между выходами 21 и 12.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет воспроизводить неоднозначные функции "люфта" как с вертикальными левой и правой ветвями характеристики, так и с левой и правой ветвями характеристики, заданными произвольными функциями.

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения неоднозначных функций, содержащее первый и второй формирователи опорных напряжений, входы которых подключены к информационному входу устройства, компаратор, размыкающий ключ и последовательно включенные эамыкакяций ключ и первый элемент памяти, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса воспроизводимьм неоднозначньм функций, в него введены первый и второй минимизирую»: щий и первый и второй максимизирующие амплитудные селекторы, второй элемент памяти, дифференцирующий элемент и первый и второй переключатели, выходы которых являются соответствен-. но первым и вторым выходами устройства, первый и второй информационные входы первого переключателя соединены с выходами соответственно первого максимизирующего и первого минимизирующего амплитудных селекторов, первый и второй информационные входы второго переключателя — с выходами соответственно второго минимизирующего и второго максимизирующего амплитудных селекторов, а управляющие входы первого и второго переключателей объе,динены с управляющими входами замыкающего и размыкающего ключей и подключены к выходу компаратора, первый вход которого подключен через дифференцирующий элемент к информационному входу устройства, а второй вход соединен с шиной нулевого потенциала, первые входы первого и второго минимизирующих амплитудных селекторов подключены к выходу первого формирователя опорного напряжения, первые входы первого и второго максимизирующих амплитудных селекторов — к выходу второго формирователя опорного

1456974 напряжения,а вторые входы первого максимизирующего и первого минимизирующего амплитудных селекторов соединены с выходами соответственно второго мини мизирующего и второго максимизирующего амплитудных селекторов, подключенных вторыми входами к выходам соответст, венно замыкающего и размыкающего клю чей, информационные входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго формирователей опорных .напрщкений, второй элемент памяти подключен к выходу размыкающего ключа.

1456974 (pill. 1У

ОРдг. 18

Составитель А.Маслов

Редактор С.Пекарь Техред М.Ходаиич Корректор Н.Гунько

Заказ 7490/48 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4