Ша,., *>&-^^^-^^п:;э-
5 ю, г ° .. - н
- ° ( (i у
" О П
ИСАНИЕ 404097
Союз Советских
Социалистических
Республик
ИЗОБР ЕТЕ Н И Я
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт, свидегельства №
Заявлено 14.Х11.1970 (№ 1499430/18-24) с присоединением заявки №
Прио,ритет
Опубликовано 26.Х.1973. Бюллетень № 43
Дата опубликования описания 15.III.1974
М. Кл. G 06g 7/28
Государственной комитет
Совета Миниотрее СССР оо делам изобретение и аткрьттий
УДК 681.335.8(088.8) Авторы изобретения
П. М. Чеголин, Г. И. Алексеев и А. Г. Ярусов
Институт технической кибернетики АН Белорусской CCP
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КУСОЧНО-ЛИНЕЙНОЙ
АППРОКСИМАЦИИ ФУНКЦИЙ
Предлагаемый цифро-аналоговый кусочнолинейный аппроксиматор относится к области автоматики и вычислительной техники. On может найти применение для кусочно-линейной аппроксимации произвольных функций, задаваемых кодами равноотстоящих ординат.
Известно устройство для кусочно-линейной аппроксимации функций, содержащее два последовательно соединенных регистра, выходы которых подключены ко входам первого и второго цифро-аналоговых преобразователей, и линию задержки, присоединенную выходом и входом соответственно ко входам установки в нулевое состояние первого и второго регистров.
Однако низкая точность этого устройства связана с тем, что в нем аппроксимация осуществляется по ступенчато-линейному закону.
Предложенное устройство отличается тем, что содержит аналоговый интегратор, вход которого соединен соответственно с прямым и инверсным выходами первого и второго цифро-аналоговых преобразователей, а выход подключен к выходному зажиму устройства.
Это позволяет повысить точность устройства.
На фиг. 1 представлена блок-схема предложенного устройства, состоящая из регистров
1, 2, цифро-аналоговых преобразователей 3, 4, аналогового интегратора 5 и линии задержки
6. Позиции 7 — 9 — соответственно вход сигналов установки регистра 1 в нулевое состояние, вход кодов ординат аппроксимируемой функции и выход устройства, на котором получается результат аппроксимации в виде аналогового напряжения.
На фиг. 2 изображены временные диаграммы, поясняющие работу устройства, где а— ступенчато-линейное напряжение, вырабатыва10 емое цифра-аналоговым преобразователем 3; б — ступенчато-линейное напряжение, вырабатываемое цифра-аналоговым преобразователем 4; в — график суммы упомянутых напряжений (на входе интегратора 5); г — аппрок15 симированная функция на выходе 9.
Регистр 1 предназначен для приема кода ординат аппроксимируемой функции, передачи в регистр 2 содержащегося в нем кода предыдущей ординаты аппроксимируемой функ20 ции в моменты установки этого регистра в нулевое состояние импульсом с выхода линии задержки 6 и управления цифро-аналоговым преобразователем 3. Своим входом регистр 1 соединен с входом 8 устройства, а выходом
25 подключен к входам цифро-аналогового преобразователя 3 и регистра 2. Регистр 2 предназначен для приема кодов, поступающих из регистра 1, и управлешгя цифро-аналоговым преобразователем 4. Своим выходом регистр
30 2 соединен со входом цпфро-аналогового пре404097 образователя 4. Регистр 2 входом установки в нулевое состояние соединен со входом 7 устройства и входом линии задержки 6, выход которой подключен к входу установки в нулевое состояние регистра 1. Линия задержки 6 предназначена для задержки импульсов установки в нулевое состояние регистра 2 на время, определяемое длительностью переходных процессов в последнем.
Цифро-аналоговый преобразователь 3 (4) предназначен для преобразования кода, содержащегося в регистре 1(2), в аналоговое напряжение. Цифро-аналоговый преобразователь 3 имеет прямой (синфазный) выход, а цифро-аналоговый преобразователь 4 — инверсный (противофазный) выход. Выходы преобразователей 3 и 4 соединены и подключены ко входу интегратора 5. Интегратор 5 предназначен для интегрирования напряжений, поступающих на его вход с выходов цифроаналоговых преобразователей 3 и 4.
Цифро-аналоговый кусочно-линейный аппроксиматор работает следующим образом.
В исходном положении регистры 1 и 2 установлены в нулевое состояние. На выходах цифро-аналоговых преобразователей 3 и 4 и на входе интегратора 5 напряжение равно нулю.
На выходе 9 напряжение также равно нулю.
При поступлении на вход 8 регистра кода первой ординаты аппроксимируемой функции на входе цифро-аналогового преобразователя
3 вырабатывается напряжение UI, пропорциональное этому коду. Это напряжение суммируется с выходным напряжением цифро-аналогового преобразователя 4. Суммирование осуществляется на внутренних сопротивлениях цифро-аналоговых преобразователей 3 и 4.
При равных внутренних сопротивлениях суммарное напряжение на входе интегратора 5 равно
U,„,= — U, +0= — U„
2 2 и на выходе 9 устройства
t, t
Upbtx, = k ((UI + 0) dt = AU 1
О где k — коэффициент пропорциональности.
Перед поступлением на вход 8 устройства второй ординаты импульсом установки в нулевое состояние, поступающим на вход 2, подтверждается нулевое состояние триггеров регистра 2, а спустя время, определяемое линией задержки 6, в нулевое состояние устанавливается регистр 1. При этом код первой ординаты аппроксимируемой функции передается из регистра 1 в регистр 2, а на выходе цифро-аналогового преобразователя 4 вырабатывается инверсное напряжение UI. Затем со входа 8 в первый регистр поступает код второй ординаты аппроксимируемой функции, а на выходе цифро-аналогового преобразователя
3 образуется напряжение U>, пропорциональное коду второй ординаты. Оно суммируется с напряжением — UI на входе интегратора и
ПОЛуЧЕННая СуММа U,x = — (U — UI) ИНтЕГрИ2 руется интегратором 5 в течение времени второго интервала аппроксимации. При этом на5 пряжение на выходе 9 участка от 4 до t> изменения аргумента может быть записано
U,„„, = kU,t + k r (U, — U,)Л = kU,t, + о
+k(U, — U,)t
В момент времени t> на вход 7 поступает очередной импульс сброса U, сначала в регистр 2, а затем с выхода .линии задержки 6, регистр 1 устанавливается в нулевое состояние. Код второй ордипаты аппроксимируемой функции из регистра 1 поступает в регистр 2.
Затем на вход регистра 1 подается код очередной, третьей по счету ординаты. В установившемся режиме на выходе цифро-аналогового преобразователя 3 имеется напряжение.
U, соответствующее коду третьей ординаты, на выходе цифро-аналогового преобразователя
4 имеется напряжение — U, а на входе интегратора 5 — их сумма, равная
U, — — (> — U)
На выходе 9 устройства на интервале от
t до /з вырабатывается аппроксимированная функция ВЫХОД вЂ” @, 1 + k(Ux — 1)(tg — 1) +
+ ((U,— U,)а=ku,,+k(U,— иУ,—,)+
t, + k(U з аМ г
Таким образом, рассмотрена работа цифроаналогового кусочно-линейного аппроксиматора на 1-ом, 2-ом и 3-ем участках аппроксимации. На последующих участках аппроксима45 ции работа устройства аналогична.
Уравнение аппроксимируемой функции для
i-го участка аппроксимации может быть записано в следующем виде: и tt
50 Ueextt — g (Ut — 1) т
i=I К-1 где i = 1, 2, 3,..., и.
Предмет изобретения
Устройство для кусочно-линейной аппроксимации функций, содержащее два последовательно соединенных регистра, выходы которых
60 подключены ко входам первого и второго цифра-аналоговых преобразователей, и линию задержки, присоединенную выходом и входом соответственно ко входам установки в нулевое состояние первого и второго регистров, 65 отличающееся тем, что, с целью повышения
404007
Составитель А. Маслов
Техред Е. Борисова
Корректор М. Л ейзер маи
Редактор Е. Кравцова
Заказ 559717 Изд. ¹ 160 Тираж 647 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 точности, оно содержит аналоговый интегратор, вход которого соединен соответственно с прямым и инверсным выходами первого и второго цифро-аналоговых преобразователей, а выход подключен к выходному зажиму устройства.