Магнитный адаптивный элемент

 

299029

Со!аз Советакик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства М

Заявлено 22Л 1!.1969 (М 1350847/18-24) с присоединением заявки М

МПК H 03k 17/82

Приоритет комитет по делам иа..бретеиий и открытий ори Сонете Миииатров

СССР

Опубликовано 16.ill.1971. Б!Оллетснь ЪЪ 11 УДК 621.374.33(088.8)

Дата опубликования описания 26.1V.1971 !

:-;

Авторы изобретения

М. А. Розенблат и Г. В. Федин

Заявитель Институт автоматики и телемеханики (технической кибернетики) МАГН ИТНЪ!Й АДАПТИВНЪ! и ЭЛЕМЕНТ

Предложенный магнитный адаптивный элемент относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использован в тех случаях, когда требуется осуществлять умножение двоичной 1,0; — 1, +1 или троичной — 1, О+1 входной переменной Х на коэффициент гсредачи, который в процессе адаптации может изменяться В пределах от — 1 до +! и оставаться неизменным после окончани» процесса адаптации. Такие элементы необходимы для построения различных адаптивных систем.

Известно использование для построения адаптивных элементов разветвленных магнитных сердечников (трансфлюксоров), изготовленных из материала с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ).

Известны магнитные адаптивные элементы, построенные на основе двух- и трехотверстных трансфлюксоров, выполняющих функцию запоминания коэффициента передачи К, и двух тороидальных сердечников, служащих для формирования импульсов, управляющих коэффициентом передачи, На стадии управления коэффициентом передачи цифровая входная переменная Х предстаВЛЕна током СМЕШснпп i, пОДВВасмым В одноименные обмотки гороидальных сердечников, и знакопеременным током считывания с.!, поступающим з обмотки считывания трансфлюксоров. При Х=l токи смещения и считывания должны быть включены, при Х=О— выключены, т. е. для ввода входной переменной необходима коммутация двух электриче5 ских цепей, что является существенным недостатком, приводящим к увеличению числа входных коммутирующих ключей. Кроме этого, с точки зрения улучшения сходимости процесса адаптации желательно входную

10 переменную представлять в коде — 1, +1.

Целью предложенного изобретения является осуществление ввода в адаптивный элемент входной переменной, представленной в коде — 1, +1, коммутацией одной электрической

15 цепи. Это достигается путем последовательного соединения четырех одинаковых выходных обмоток и последовательного соединения обмоток подготовки формирующих тороидальных сердечников с обмотками считывания

20 трансфлюксоров.

На чертеже представлена схема описывае. мого элемента.

Предложенный адаптивный элемент состоит из четырех тороидальных сердечников 1 4, 25 изготовленных из магнитного материала с

ППГ, на которые нанесены формирующие обмотки б, причем формирующие обмотки тороидальных сердечников 2 и 8 включены последовательно — встречно с формирующими

30 Обч!Отках!и сердечников 1 и 4. Обмотки 6

299029 адаптации, вкл1оченные последовательно —— согласно, нанесены на сердечники 1 и 2. Обмотки 7 адаптации, включенные последовательно — согласно, нанесены на сердечники 3 и 4. Обмотки 8 подготовки, нанесенные на сердечники 2 и 4, включены встречно обмоткам адаптации этих же сердечников. Обмотки

9 подготовки, нанесенные на сердечники 1 и 8, включены встречно обмоткам адаптации этих же сердечников.

На обоих четырехотверстных трансфлюксорах 10 и ll, изготовленных из материала с

ППГ, нанесены обмотки 12 считывания, нанесенные на перемычки а, причем эти обмотки соединены последовательно — согласно между собой и последовательно с обмотками 8 тороидальных сердечников 2 и 4. Обмотки 13 считывания, нанесенные на перемычки б, соединены последовательно — согласно между собой и последовательно с обмотками 9 тороидальных сердечников 1 и 3. Обмотки 14 считывания, нанесенные на перемычки а, включены последовательно — согласно между собой и последовательно с последовательно — согласно между собой включенными обмотками 15 считывания, нанесенными на перемычки б. Выходные обмотки 1б, нанесенные на перемычки а, включены последовательно — встречно между собой и последовательно с последовательно — встречно между собой включенными обмотками 17. Обмотки управления 18, соединенные параллельно — встречно, подключены к формирующим обмоткам 5. Обмотки

19 намагничивания, включенные последовательно, нанесены на перемычки в трансфлюксоров.

Кроме этого, обмотки 14 включены встречно обмоткам 12, обмотки 15 — встречно обмоткам 18, обмотки 19 и 17 трансфлюксора 10 включены встречно одна другой, обмотки 19 и 17 трансфлюксора 11 также включены встречно одна другой. К клеммам 20 и 21 подключены идентичные источники тока, причем импульсы источника, подключенного к клеммам 21, задержаны на полпериода относительно импульсов источника, подключенного к клеммам 20. К клеммам 22 подключен источник постоянного тока, а к клеммам 28— двух- или трехпозиционный ключ (в зависимости от кода представления входной переменной).

Левое положение ключа соответствует значению входной переменной Х=+1, среднее—

Х=О, правое — Х вЂ” 1. К клеммам 24 и 25 подключены источники токов адаптации. Ток адаптации 1о, протекающий по обмоткам 5, имеет знак «+», а ток, протекающий по обмоткам 7, — знак « — ».

Допустим, что входная переменная Х=+1, тогда импульсы тока, протекающие по обмоткам 9, переводят сердечники 1 и 3 в одноименные по отношению друг к другу магнитные состояния, и этот же ток, протекая по обмоткам 18, вызывает перемагничивание перемычек б трансфлюксоров 10 и 11, Величи60

65 коэффициента передачи в соответствии с формулой:

ЯдпЛК=ЯдпХ1„ где ЛК вЂ” шаг изменения коэффициента передачи.

IIa и знак адаптируемого коэффициента передачи огогкдествляется с импульсом напряжения U»», снимаемого с клемм 25, который пропорционален разности остаточных магнит5 1!ЫХ ПОТОКОВ Фост, 1! Фост, ТРВНСфЛЮКСОРОВ

10 и 11 соотВетственно: 1вы с = сс(Ф ост, — Фост): где а — коэффициент пропорциональности.

Следует учесть, что остаточные потоки трансфлюксоров могут меняться в предела .

10 от — Ф до +Ф, где — Ф вЂ” максимальный отрицательный поток перемычки а (б) трансфлюксора, а

+Ф2 — максимальный положительный поток этих же перемычек.

В пределах нормированной области коэффициент передачи может принимать значения от — 1 до +1, включая и О.

Импульсный ток, протекающий по обмоткам

15, перемагничивает перемычки б трансфлюксоров в состояние, противоположное тому, которое вызвано перемагничиванием тока, протекающим по обмоткам 18, в результате чего вокруг перемычек о создается знакопеременная намагничивающая сила, которая и производит считывание запомненного коэффициента передачи, установленного в процессе адаптации.

При Х= — 1 происходит аналогичный процесс подготовки сердечников 2 и 4 и считывание запомненного коэффициента передa÷è с перемычек а. Заметим, что после окончания процесса подготовки тороидальные сердечники не представляют существенного сопротивления для источника тока считывания.

Следует отметить, что импульс выходного напряжения, снимаемого с клемм 2б, имеет различную полярность в зависимости от значения входной переменной (+1 или — 1), такое инвертирование полярности выходного

4о импульса осуществлено встречным включением обмоток 15 и 17.

При Х=О элемент отключается от источника тока считывания, приложенного к клеммам

20. При считывании магнитного потока, соот46 ветствующего установленному коэффициенту передачи, с перемычек а (б) импульсный однополярный ток, протекающий по обмоткам 15 (14), нанесенным»а перемычки б (а), не наводит напряжения на обмотках 17 (15).

Процесс изменения коэффициента передачи осуществляется подачей тока адаптации в обмотки б или 7, в результате чего на формирующих обмотках наводится управляющий импульс, который изменяет магнитное состояние трансфлюксоров в противоположных друг другу направлениях.

Легко проверить (пользуясь методом зеркальных отражений), что схема управляющих импульсов обеспечивает пошаговое изменение

299029

Знак выходного напряжения опрсделяется выражением: У„,, = КХ, где К вЂ” коэффициент передачи.

Указанньш алгоритм коэффициента передачи и алгоритм, определяющий полярность выходного напряжения, необходимы для обеспечения синтеза адаптивных систем.

Экспериментальные исследования показали полную работоспособность предложенного адаптивного элемента.

Четырехотверстные трансфлюксоры, показанные на схеме, могут быть заменены серийно выпускаемыми пятиотверстными трансфлюксорами, при этом одно отверстие трансфлюксора не будет использоваться.

Кроме этого, если на клеммы 21 включить постоянный ток, то, не внося никаких изменений в функциональные возможности элемента обмотку 19, устраняющую падающий участок характеристики адаптации, можно исключить, и, следовательно, использовать серийно выпускаемые трехотверстные трансфлюксоры.

Рассмотрение схемы на четырехотверстных трансфлюксорах обусловлено ее экономичностью по сравнению со схемой на трехотверстных трансфлюксорах.

Предмет изобретения

1. Магнитный адаптивный элемент, содержащий трансфлюксоры с обмотками считыва5 ния, управления, намагничивания и выходными и тороидальные формирующие сердечники с обмотками подготовки, адаптации и формирующими, отличающийся тем, что, с целью облегчения ввода входной переменной, предlo ставленной в коде — 1, +1 или — 10, +1, выходная цепь элемента образована в виде последовательного соединения четырех одинаковых выходных обмоток, расположенных по одной в каждом из двух малы.; отверстий

15 каждого трансфлюксора, причем выходные обмотки каждого трансфлюксора соединены встречно одна другой и встречно аналогичным выходным обмоткам другого трансфлюксора, а обмотки подготовки двух пар сердеч20 ников н обмотки считывания трансфлюксоров подключены к источнику тока через контакты трехпознционного переключателя.

2. Элемент I;о и. 1, отличаюи ийся тем, что, с целью ввода информации (записи) в ре25 il ii i i I ада !172 lili ii iI ) Terai KO Ii hi $та ци и одной электрической цепи, обмотки подготовки формирующих тороидальных сердечников соединены последовательно с обмотками считывания трансфлюксоров.

299029

Составитель Ю. Д. Розенталь

Редактор F. В. Семанова Техред 3. H. Таранеико Корректор Н, Л. Бронская

Заказ 865i5 Изд. № 407 Тираж 473 Подписное

UIIHHHH Комитета по делам нзобретеннй и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 4i5

Типография, пр. Сапунова, 2