Функциональный преобразователь

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может использоваться для моделирования функций путем гладкого непрерьгоного интерполирования некоторым функцио нальным рядом. Целью изобретения является упрощение настройки npeod pa- зователя. В данном преобразователе исключается необходимость вычисления настраиваемых параметров преобразователя как в процессе набора функций, так и на этапе предварительной подго

СОЮЗ CORETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1401487 А1 (a> 4 С 06 С 7/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4142136/24-24 (22) 03. 11.86 (46) 07.06.88. Бюл. У 21 (71) Ленинградское электромашиностроительное объединение "Электросила" им. С.И.Кирова (72) Л.А.Ефименко (53) 681.3 (088.8) (56) Смолов В.Б. Аналоговые вычислительные машины. - И.: Высшая школа, 1972, с. 252, рис. VI-36.

Авторское свидетельство СССР

В 1265808, кл. С 06 С 7/26, 1985. (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может использоваться для моделирования функций путем гладкого непрерывного интерполирования некоторым функциональным рядом. Целью изобретения является упрощение настройки преобразователя. В данном преобразователе исключается необходимость вычисления настраиваемых параметров преобразователя как в процессе набора функций, так и на этапе предварительной подго1401487

35 товки к набору. Функциональный преобразователь содержит и формирователей нелинейных функций 1, — 1„, блок алгебраического суммирования 2, к и входам которого подключены выходы п умножителей на постоянные коэффициенты 4,-4„, а его выход является выходом преобразователя, и-1 масштабных алгебраических сумматоров 3 -3„.

Поставленная цель достигнута блаrqдаря тому, что каждый i-й масштабный алгебраический сумматор выполнен

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть исполь зов ано для моделирования функций путем гладкого непрерывного интерполирования некоторым функцио- 5 нальным рядом.

Целью изобретения является упрощение настройки преобразователя.

На чертеже приведена схема функционального преобразователя.

Преобразователь содержит и формирователей 1, -1„ нелинейных функций, блок 2 алгебраического суммирования, масштабные алгебраические сумматоры

3 -3„, умножители 4<-4<, на посто15 янные коэффициенты, соединенные по приведенной схеме.

Преобразователь работает следующим образом.

Входная величина х поступает на нелинейные элементы 1<-1„, вырабатывающие члены интерполяционного функционального ряда ((<,(х), (р (х),..., (p„(x). На входы каждого сумматора

3 поступают напряжение (р,(х)=(< <(х) первого формирователя нелинейной функ ции, напряжения Р (х), Ф (х),..., ..., 9.< (х) с выходов предыдущих сум. маторов и напряжение (р;„ (х) (j+1)-ãî формирователя нелинейной функЦии 1<><, 3

Соответствующая настройка сумматоров

3 независимо от вида моделируемой функции обеспечивает следующее свойство их выходных напряжений: ф (х) =Опри joi, где j — номер сумматора 3, - номер узла интерполирования. х-входовым, его i-й вход подключен к выходу i-ro формирователя нелинейной функции, первый вход каждого масштабного алгебраического сумматора

3 -3 „ соединен с выходом первого формирователя нелинейной функции 1, и входом первого умножителя 4, на постоянный коэффициент. Выход каждого

i-ro масштабного алгебраического сумматора 3 -3„ дополнительно соединен с i-ми входами i+1-ro и последующих сумматоров. 1 ил., 2 табл.

Напряжения (Р (х) умножаются на постоянные коэффициенты с в элеменJ тах 4 и алгебраически суммируются в блоке 2, формируя требуемую выходную функцию («(х)

« (р (х) = с ф (х), (2)

1=1

Задача интерполирования какой-либо функции f (х) выходным напряжением преобразователя q (х)

f(x ) = (р(х ), i=1,2,...,п,. (3) реализуется из соотношения (1) следующим образом. Входной величине х последовательно придают значения х „ х,,,..., X„, Каждое из значений интерполирующей функции (у(х;), (р(х ),..., (р(х„) на выходе преобразователя устанавливают, регулируя соответствующий умножитель на постоянный коэффициент: значение ф (х,) устанавливают, регулируя коэффициент с, умножителя 4<, значение (I (х ) регулируя умножитель 4,..., (р(х„) регулируя 4„. Это возможно, так как при х = х, на входах всех умножителей на постоянные коэффициенты, кроме перпервого, напряжения равны нулю. При х = х дополнительно появляется наа пряжение на входе умножителя 4, затем при х = х появляется напряжение

3 на входе умножителя 4 q и т.д., т.е-; (р(х<) = с, Р,(х<), ((х ) = с< Р< (х ) + с р (х ) (4)

g (X ) = (-< +< (X ) + C Ð,(X )+< ô (X ) т д ° з

14014

Предварительная настройка преобразователя для обеспечения соотношения (1) состоит в последовательной установке нулей на выходах сумматоров 3 посредством регулировки коэф5 фициентов k. Структура преобразователя позволяет это сделать, не прибегая к вычислению укаэанных коэффицие н тон .

Алгоритм предварительной настройки преобразователя представлен в табл.1.

Настройка сумматоров 3 в пределах одной и той же системы узлов интерполирования осуществляется однократно и не зависит от вида моделируемой функции.

Рассмотрим работу на примере трехканального преобразователя.

Поскольку вид характеристик формирователей нелинейных функций 1< -1

t в таком преобразователе может быть различным, нринимают в виде: р, (х)

1, ср (х) — х, у (х) х

Настройку выходной функции производят по ее значениям в узлах х

1, хг — 2, х 3.

При предварительной настройке сумматоров 3,-3 на вход преобразователя подают напряжение х = х,, регулировкой коэффициентов k «и kq, добиваются, чтобы напряжения 9г (х,) и 9 .(х,) стали равными нулю (коэффициенты п ринимают значения k„=kz

= -1), затем подают на вход напряжение х х и, контролируя напряжение Р (х, ), регулируют коэффициент

1с сумматора Зг до выполнения услогг вйя Щ (х ) О (коэффициент прини1 и

40 мает значение kÄ = -3) .

Значения выходных напряжений сумматоров представлены в табл. 2.

Таким образом, первое узловое значение выходной функции (p (х, ) опреде45 ляется только напряжением @, (х,) и коэффициентом с умножителя 4, (на выходах остальных умножителей нулевые напряжения), поэтому Р (х ) устанавливают коэффициентом с, у (х ) опрес деляется коэффициентом умножителей

87

4, и 429 Один Н3 которых, у нож тель

4, позволяет установить cp (xz), не нарушая предыдущую настройку. Значение функции в третьей точке, (p(x ), устанавливают умножителем 4, который не влияет на значения ц)(х1) и Ср (хг).

Следовательно, имеется возможность моделировать различные функциональные зависимости, заданные своими значениями в узлах интерполирования, не прибегая к расчету коэффициентов, с которыми должны суммироваться члены интерполяционного ряда. Настройка функционального преобразователя производится при визуальном контроле результата.

Формула изобретения

Функциональный преобразователь, содержащий и формирователей нелинейных функций, входы которых объединены и являются входом преобразователя, блок алгебраического суммирования, выход которого является выходом преобразователя, à и входов соединены с выходами соответствующих умножителей на постоянные коэффициенты, и (n-1) масштабных алгебраических сумматоров, выход каждого j-ro из которых (j =1,2,...,n-1) подключен к входу. соответствующего i-го (i=2 3,..., ...,и) умножителя на постоянный коэффициент, каждый j-й масштабный алгебраический сумматор выполнен соответственно (j+1)-входовым и подключен первым и (j+1)-м входами соответственно к выходам первого и (j+1)го формирователей нелинейных. функций, вход первого умножителя на постоянный коэффициент соединен с выходом первого формирователя нелинейной функции, отличающийся тем, что, с целью упрощения настрой" ки преобразователя, в нем выход каждого j-ro масштабного алгебраического сумматора соединен с j-ми входами (j+1)-го и последующих масштабных апгебраических сумматоров.

1401487

Таблица 1

Регулируемый сумматор

Ре гулируемый ко эффициен т (х,) Ф (х,)=0

j 1,2)...,è-1

f,(х ) ф (х ) О

j=2...,,ï-1 х2

Д (х„, ) Ф„(х 1,;) 0

j =n-1 х„, Таблица 2

0 х, 0 х3

Составитель Б.Венков

Техред М.Дидык

Корректор М. Максимишинец

Редактор Н,Рогулич

2787/49 Тира - 704

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ

Подписное роизводственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная, 4

Напряжение на входе преобразователя

Н апряже н ие на входе преобразователя

1 1г

Напряжени на регули руемом входе

Контроль выходного напряжения