Устройство для дифференцирования монотонных функций

 

Союз Советскни

Социалистмческии

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»>911552 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 13.06.80 (2! ) 2984200/18-24 с ярисоедннением заявки М(51)М. Кл.

5 06 G 7/18

1виуюрстиеииый иеяитет

СССР в деиаи иаабретеиий и етирьпий (23)приоритет

Опубликовано07.03,82. Бюллетень Эй 9 (5З ) Л 681.33 5 (088,8) Дата опубликования описання07.03.82 (72) Авторы изобретения

10. А. Бер и А. А. Грешилов (7L) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ МОНОТОННЫХ

ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к вычислитель ной технике.

Известно устройство для дифференцирования, содержащее блок вычисления при ращений, блок сравнения модулей, усиля» тель, генератор импульсов управляемой частоты, частотомер, индикатор знака, "источник напряжения установки. Устройство выполнено в виде системы стабилизации величины разности между двумя дискретными значениями входного сигна-.

10 ла путем изменения частоты управляемго генератора. Частота следования генеpampa пропорциональна абсолютной векичине производной 13.

1$

Недостаток устройства заключается в том, что уменьшение интервала взятия приращений уменьшает помехоустойчивость а его увеличение снижает динамическуюточность дифференцирования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство даи дифференцирования, в котором производная определяется делением величины

2 приращения функции на величину интервала, на котором это приращение определяется 323.

Недостаток устройства также заключается в наличии противоречия между требованиями динамической точности н фильтрации помех.

Иеиь изобретения» повышение точности и иамехозашишенностн.

ГЬстевлеинаа цель достигается тем, что устройство для дифференцирования мо нотоииык функций, содержащее источник диффереицкуемого сигнала и блок деле ния, дополнительно содержит генератор линейно изменяющегося напряжения, блок возведения в степень, блок

"определения момента экстремума, два бло ка умножения, инвертор, блок памяти, формирователь импульсов, счетчик, блок сравнения и ключ, при этом выход источ ника дифференцируемого сигнала соединен с первыми .входамн первогь блока умножения и блока деления, выход генератора линейно изменяющегося напояження

911552

3 соединен с сигнальным входом блока возведения в степень, выход которого соединен с вторым входом первого блока умножения, выход которого через блок определения момента экстремума связан

/ с вторым входом блока деления, с входом формирователя импульсов и с первым информационным входом блока памяти, выход которого является выходом устройстsa, выход блока деления соединен с пер- to вым входом второго блока умножения, вЫход которого через инвертор связан с вторым информационным входом блока памяти, выход формирователя импульсов соединен с управляющим входом блока па- sg мяти, со счетным входом счетчика и,через ключ с запускаюшнми входами источника дифференцидуемого сигнала и генератора линейно изменяющегося напряжения, . установочный вход счетчика соединен с шиной задания начального значения, выход счетчика подключен к регулирующему входу блока возведения в степень, к второму входу второго блока умножения и к первому входу блока сравнения, вто- р рой вход которого соединен с шиной задания конечного значения, а выход блока сравнения соединен с управляюшнм входолю ключа

На чертеже изображена блок-схема эа устройства.

Устройство содержит источник 1 диф-. ференцируемого сигнала, генератор 2 линейно изменякицегося напряжения, блок

3 возведения в степень, блок 4 денения, блок 5 определения момента экстремума, блоки 6 н 7 умножения, ннвертор 8, блок 9 памяти, формирователь 10 импульсов, счетчик 11, блок 12 сравнения, ключ 13, шину 14 задания начального значения, шину 15 задания конечного .значения.

Устройство работает следуюшим образом.

В устройстве реализуется алгоритм вида где g(t) - дифференцируемая функция;

- точка экстремума функции

О

>(t1=< (Ц, Жс "", ф

Пределы изменения параметра K лег ко определяются по виду дифференцируемой функции.

Таким образом, устройство работает, в режиме повторяющихся вычислений,число которых задается диапазоном изменения содержимого счетчика 11. Устройство работоспособно для функций любого вида",кроме X(t) = C< .

После первого запуска (цепи ручного пуска устройства не показаны} устройство работает автоматически. В блоке 6 умножения определяется вспомогательная функция y(4), момент Ф,о достижения экстремума которой фиксируется блоком 5 и поступает в качестве делителя в блок

4 деления, на другой вход которого поступает исследуемая функция

Полученный сигнал умножается на величину параметра v, н после инвертирования постугает в блок 9 памяти, s котором по сигналу с формирователя 10 импульсов осуществляется фиксация первой пары значений: аргумента Фо и производной K (to) Одновременно импульс с выхода формирователя 10 изменяет на единицу содержимое счетчика 11 и осуществляет повторный запуск. источника 1 и гене-

pampa 2. Так как содержимое счетчика

11 соответствует (a определенном масштабе) значению параметра К, то при повторном запуске устройства вычисляется другая пара значений производной и аргумента.

Шаг, с которым изменяется параметр

К (с ннм связано и приращение аргумента tg) определяется масштабом блока 3 возведения в степень по регулирующему входу и блока 7 умножения по входу, связанному с выходом счетчика 11.

При достижении в счетчике заданного

-конечного значения .блок 12 срабатывает и разрывает цепь запуска источника 1 и генератора 2. Вычисления заканчиваются.

Испытания устройства в режиме вычисления производной зашумленного сигнала показывают его хорошую «1омехоустойчивость.

Технико-экономический эффект от использования изобретения определяется повышением качества дифференцирования в тех случаях, когда имеется возможность неоднократного воспроизведения нсс ледуемой функции. где K. - свободный -параметр.

Изменяя t, и определяя соответст вукяцие значения t б, определяют значе-: ния производной.

Формула изобретения

Устройство для дифференцирования мс . потопных функций содержащее источник

Составитель Г. Осипов

Редактор В, Петраш Техред Ж.Каателевич

Корректор М. немчик

Заказ 1131/42 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по депам изобретений и открытий

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

Филнап ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

911552 6 дифференцируемого снгнапа и бнок деле-, рым информационным входом блока памя ния, о т л н ч а ю m е е с я тем, что, ти, выход формирователя импупьсов сое с целью повышения точности и помехоза- динен с управпяюшим входом блока памя» шищенностн, оно дополнительно содержит ти,. со счетным. входом счетчика и чегенератор. линейно изменяюшегося напря- у рез кпюч с запускаюшими входами источ жения, бпок возведения в степень, блок ника дифференцируемого сигнала и гене определении момента экстремума, два, ратора линейно изменяюшегося напряже бпока умножения, инвертор, бпок памяти; ния, установочный вход счетчика coeAs» формироватепь импупьсов, счетчик, бпок нен. с шиной заданйя начального значения,. сравнения и RBIot„apH этом выход источ- 19 выход счетчика подкиючен K регупирую» ,ника дифференцируемого сигнаца соединен шему входу бпока возведения в-степень,, с первыми входами первого бпока умно- к второму входу второго бпока умножения жения и блока депения, выход генератора .. и к первому входу бпока сравнения, вто пинейно изменяюшегося напряжения соеди рой вход которого соединей с шиной за

1 иен с снгнаш ным входом блока возведе gg дания конечного значения, à выход бпоЫа ния в степень, выход которого соединен . сравнения соединен с управпяюшим входом с вторым входом первого бпока умноже- кпюча. ния, выход которого через блок опредепения момента экстремума связвч с вторым входом блока деления, с входом фор20

Источники информации, мироватепя импупьсов и с первым инфор- принятые во внимание при эксперт экспе изе мационным входом блока памяти, выход 1, Авторское сведетепьство СССР которого явпяется выходом устройства, 14 442484 кп. С 06 Q 7/18, 1975. выход блока деления соединен с первым 2. Впасои Впасюк О. В, Эксперимена .I входом второго блока умножения„выход таньные методы и автоматике. Машино25 которого через инвертор связан с вто строение, 1969, с. 349 (прототип).