Функциональный преобразователь

 

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и автоматики и может быть использовано для моделирования финитных функций в (N + 1) - мерном пространстве, в системах авторегулирования и управления многомерными процессами, в системах автоматики с разрывным управлением и перестраиваемой структурой. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Преобразователь содержит 2N аналоговых релейных элементов 1<SB POS="POST">1</SB>, 1<SB POS="POST">2</SB> ... 1<SB POS="POST">2N</SB>, которые объединены по два, образуя пары аналоговых релейных элементов. В каждой паре выход переключателя предыдущего релейного элемента присоединен к второму входу переключателя последующего релейного элемента, первый вход переключателя первого аналогового релейного элемента присоединен к информационному входу 4 преобразователя, выход каждого переключателя второго аналогового релейного элемента предыдущей пары присоединен к первому входу переключателя первого аналогового релейного элемента последующей пары. Вторые входы компараторов в каждой паре аналоговых релейных элементов объединены и присоединены соответственно к N управляющим входам 6<SB POS="POST">1</SB>, 6<SB POS="POST">2</SB> ... 6<SB POS="POST">N</SB> преобразователя. 4 ил.

„„SU„„1569

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

КЦ

РЕСПУБЛИН (gy)g С 06 G 7/25

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

8g 4

68 Х8 е g1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ k ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ fKHT СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4480662/24-24 (22) 07.09.88 (46) 07,06.90. Бюл. У 21 (71) Специальное конструкторское бюро вычислительной техники Института кибернетики АН ЭССР (72) Л.И.Волгин (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М - 1300507, кл, G 06 G 7/25, 1985, (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и

-автоматики и может быть использовано для моделирования финитных функций в (N+1)-мерном пространстве, в системах авторегулирования и управления многомерными процессами, в системах автоматики с разрывным управлением и перестраиваемой структурой. Цель изобретения — расширение функциональ-! ных возможностей. Преобразователь "одержит 2N аналоговых релейных элементов 1, 1 ...,,1, когорые объединены по два, образуя пары аналоговых релейных элементов. В каждой паре вь:ход переключателя предыдущего релейного элемента присоединен к второму входу переключателя последующего релейного элемента, первый вход гереключателя первого аналогового релейного элемента присоединен к информационному входу 4 преобразователя, выход каждого переключателя второго аналогового релейного элемента прсдидущей пары присоединен к первому входу переключателя первого аналогового релейного элемента последующей пари.

Вторые входы компараторов в каждой паре аналоговых релейних элементов объединены и присоединены соответственно к N управляющим входам 6,62, ...,6 преобразователя. 4 ил.

1569849 п араторов соединены с шинами 5, 5, ...,5 задающих напряжений Х q, и

Х ., Хщ и Х г,...,х„ и Х „. Причем

Х, Х, X(g(Х, ...Х„ C xgg

Вторые (инвертирующие) входы компараторов в каждой паре аналоговых релейных элементов объединены и при соединены соответственно к управляющим (селектирующим) входам 6, 6, ...,6 преобразователя.

Выход переключателя второго аналогового релейного элемента каждой пары соединен с первым входом переключателя первого аналогового релейного элемента следующей пары, выход переключателя второго аналогового релейного элемента N-й пары является выходом 7 преобразователя. Первый вход переключателя второго аналогового релейного элемента и второй вход переключателя первого аналогового релейного элемента каждой пары соединены с шиной нулевого потенциала, выход переключателя первого аналогового релейного элемента в каждой паре соединен с вторым входом переключателя второго аналогового релейного элемента.

Преобразователь работает следующим образом.

Выходные сигналы на выходах второго 1 и четвертого 1 релейных элеЯ ментов определяются соответственно выражениями:

Z< У1(Х< Xic)I(ХгГХ4)1 (Х4 Хн) (Q Х ) (Xg X„) (Xãÿ -,) "

1 при Х О; где Х(Х)

О при Х О, есть единичная функция.

Выходной сигнал преобразователя определяется выражением

1 (x27

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и автоматике и моЖет быть использовано для моделирования Фянитных функций в (N+1)мерном пространстве, в системах авто5 регулирования и управления многомерными процессами в системах автоматики с разрывным управлением и перестраиваемой структурой. !

О

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей sa счет воспроизведения операций селектирования заданного участка функций в (N+1)-мерном пространстве, где N=1

2,3... °

На фиг.1 изображена базовая схема преобразователя; на фиг.2 — схема аналогового релейного элемента; на фиг.3 — реализация базовой схемы пре- 20 образователя; на фиг,4 — примеры воспроизводимых устройством финитных 1 функций.

Преобразователь содержит 2N аналоговых релейных элементов 1, 1, 1, 25 ...,.1, которые объединены по два, образуя пары аналоговых релейных элементов. Каждый аналоговый релейный элемент (фиг,2) содержит компаратор

2, выход которого соединен с управляющим входом переключателя 3. Если напряжение на неинвертирующем (первом) входе компаратора 2 больше напряжения на его инвертирующем (втором входе), то переключатель 3 находится в верхнем по фиг.2 положении, если меньше, 35 то - в нижнем.

Информационный вход 4 преобразователя, на который подается сигнал Y (селектируемая функция), соединен с первым входом переключателя 3 первого аналогового релейного элемента 1 .

Первые входы (неинвертирующие) комК„= П(Х,-Х„) i(Х;Х,) i(Х-Х, ) I

-Х,),..., r. (Х„-Х,„) Z (X,„-Х„), f Y при х, E Q x„", х„),х, (х,, х,,..., х„ (х,„, х,„);

1 Π—, в о всех других случаях.

Выходной сигнал равен У, если уп:равляющие переменные Х<,Х,...,Х лежат внутри N-мерного куба, и равен нулю, если хотя бы одна из переменных

Х БАХ <,Х ...,,Х ) находится вне N-мер1 ного куба, заданного задающими напряжениями Х„, Х (j =1,2,...,N). Э

В общем случае входная переменная

Y= g(Х,,Х,...,Х,) является функцией

N переменных Х1., Х,...,Х (входной сигнал формируется путем подачи управляющих переменных Х,, Х ...,, Х ц на функциональный преобразователь ), В частном случае Y может не зависеть от пеРеменных Х <, Х,...,XH»

Преобразователь (фнг.1) при независимых управляющих переменных Х, Х, .. °, X> воспроизводит операцию селектирования (выделения) заданного участка гиперповерхности Y= g(X<, Х, 5 156 ..., Х ). Выделенный участок гиперповерхности д является финитной функцией, поскольку вне этого участка сформированная устройством функция

Zp P+(X<,Х,...,Х»») равна нулю.

Если m из N управляющих переменных

Х, Х,...,Х»»- являются зависимыми, то устройство в пределах заданного гиперкуба на заданном участке гиперповерхности (N+1)-го порядка вьщеляет гиперповерхность более низкого (0+1-m)-го порядка. Если все управляющие переменные являются зависимыми, то устройство в пределах заданного участка гиперповерхности выделяет пространственную кривую (N+1)-го порядка.

9849 б

Формула из об ре те ни я

Функциональный преобразователь, содержащий N аналоговьгх Релейных элементов, к<аждьгй из которых выполнен в виде компаратора, подключенного выходом к управляющему входу гереключателя, первые входь» компараторов N аналоговых релейных элементов соединены с И шина»»<» задающих на, второй вход компаратора первого аналогового релейного элемента подключен

" к управляющему входу преобразователя, первьп» вход .переключателя первого аналогового релейного элемента является информационным входом преобразователя, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью расширения функггиональных возможностей ггутем селектировання

На фиг.З представлена реализация преобразователя при И=2. Блоки 8 и 9 преобразования с функциями преобразования Х,=f <(Х) и Х =f (Х).

На фиг.4а изображена финитная функция, воспроизводимая преобразова, телем при 8=2 (трехмерное пространство) и Y=const. !

На фиг,4б изображены две функции, воспроизводимые преобразователем при

У=сопя и Х =Х », (блоки S и 9 являются ма»»гтабирующими звеньями с коэффициентами пеРедачи К =К =1) и Х =КХ» (о:.о.»г» 8 и 9 являются маштабирующими звеньями с К<1 и К =К).

Таким образом, преобразователь воспроизводит операцию селектирования заданного участка гиперповерхности в (0+1)-мерном пространстве (при не- зависимых .управляющих переменных) и операции селектирования на этом выделенном участке гиперповерхностей более низкого порядка (если часть управляющих переменных являются зависимыми) и пространственных кривых (если все управляющие переменные являются зависимыми между собой), При этом известный преобразователь воспроизводит функцию при N=i.

50 участков <Ъункцг»г» и пространственных кривых в (N+1)-мерном пространстве, содержит дополнительно N аналоговых релейных элементов, выполненных аналогично основным, причем первые вхоьь компараторов дополнительных М аналсговых релейных элементов соединены с дополнительными шинами задающих напряжений, 2N аналоговые релейнь»е элементы объединены по два, образуя пары аналоговых релейных элементов, вторые входы компараторов в каждой паре Объединеньг н подключены, начиная со второй пары, к дополнительным К-1 управляющим входам преобразователя, выход переключателя второго анапo».оаого релейного элемента каждой вары соединен с первым входом переключа,еля первого аналогового релейнс го элемента следующей пары, выход втсрог", переключателя аналогового релейного элемента N-й пары является выходом преобразователя, первый вход переключателя второго аналогового релейного элемента и второй вход переключателя первîrо аналоroвого релейного элемента каждой пары соединены с шиной нулевого потенциала, выход переключателя первого аналогового релейного элемента в каждой паре соединен с вторым входом переключателя второго аналогового релейного элемента.

1569849

Составитель Л,Снимщикова

Редактор Л.Зайцева Техред И.Ходапич Корректор H.lllapomt

Заказ 1451 Тираж 560 Подписное

ВНГ ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

«роизводственно- .издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10!