Устройство для воспроизведения функций двух переменных

<и> 480089

ОПИ» НИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.02.74 (21) 1998360/18-24 (51) М. Кл. G 06g 7/26 с присоединением заявки № 1997871/18-24

Государственный комитет

Совета. Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 05.08.75. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 11,03.76 (53) УДК 681,335.813 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Э. Ф. Свидерский и А. В. Дождалев

Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ФУНКЦИЙ

ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ

Изобретение относится к области моделирования нелинейностей на аналоговых вычислительных машинах.

Известно устройство для воспроизведения функций двух переменных, содержащее блок умножения, выход которого соединен с выходом устройства, первый вход подключен к выходам первой группы функциональных преобразователей, а второй — к выходу операционного усилителя, первый вход которого подключен к выходам второй группы функциональных преобразователей, а второй — к первому входу устройства.

Но точность работы такого устройства удовлетворительна, только если моделируемая функция не обладает значительной нелинейностью или требуется смоделировать небольшой участок функции. При значительной нелинейности ошибка моделирования недопустимо велика.

Целью изобретения является повышение точности моделирования нелинейной функции двух переменных с использованием унифицированных блоков нелинейности одной переменной.

Предложенное устройство содержит реле по числу функциональных преобразователей во второй группе, обмотки которых включены между первым входом устройства и шиной нулевого потенциала, Вход каждого функционального преобразователя соединен со вторым входом устройства через последовательно соединенные контакты двух соответствующих реле.

На фиг. 1 изображен график моделируемой функции; на фиг. 2 — график моделируемой функции, перестроенный в координатах (R;

Лу); на фиг. 3 — принцип представления одной из кривых; на фиг. 4 и 5 — варианты схемы предлагаемого устройства;

Устройство, показанное на фиг. 4 содержит функциональные преобразователи 11 — 1 + первой группы, функциональные преобразователи 21 — 2„второй группы, блок умножения

15 3, операционный усилитель 4, реле с обмотка. ми 5> — 5„, первыми 6 — 6„, вторыми 7> — 7, третьими 81 — 8„и четвертыми 91 — 9„контактами.

Устройство, показанное на фиг. 5, содержит функциональные преобразователи 1 — 1, блоки умножения 31 — 3 и сумматоры 10>—

10 .

Рассмотрим способ моделирования нелинейной функции двух переменных с помощью функциональных преобразователей одной переменной.

Среди семейства моделируемых кривых выделяем одну, базовую кривую Ro (фиг. 1) .

Относительно этой кривой для любого х; мож30 но определить Лу ;, b yq; и т. д.

480080

15

20 семейство (3) 3

Перейдем теперь к координатам (R. Лу) и получим вместо семейства у = /(Кх).

R = f (Лу, х). (2) При этом кривые х обычно аппроксимируют участками прямых, выходящих из начала координат и имеющими угловые коэффициенты

yi.

В итоге получаем

R,,(х) Ьд,.

Таким образом, необходимо воспроизводить несколько нелинейных функций только одной переменной х; — f(õ) и выполнять одну операцию умножения.

Предлагаемое устройство построено на описанном принципе и воспроизводит функцию на фиг. 3 в соответствии с системой уравнений

R х, (х) Ьу, при Ьу,(Ьд,;

R = v (х) (Лд, + Ьд,) при Ьу,, (Лу,(Ьд,; (4)

R =, (х) (Лу, + Ьу,) при Ьу, (Ьу, (Ьу,; 7 = х, (х).(Лу, + Ьу,) при Лу, Ьу,.

Устройство работает следующим образом.

При Лу;(Лу1 все контакты реле 51 — 5„находятся в исходном положении. Выходной сигнал R получается путем перемножения в блоке умножения 3 сигнала Лу; и сигнала хо с преобразователя 1ь

Как только сигнал Лу; достигает уровня

Луь срабатывает реле 5ь замыкая и размыкая свои контакты. Теперь сигнал Лу; на операционном усилителе 4 складывается с сигналом

Лу с преобразователя 2ь подключенного контактом 8ь Эта сумма поступает на блок умножения 3, где в результате перемножения с сигналом х1 преобразователя 1 образует сигнал Я.

Аналогично устройство действует при дальнейшем возрастании уровня сигнала Лу;. Реле

5> и 5q осуществляют необходимые переключения, включая в работу блоки, нужные для моделирования соответствующего участка функции.

На том же принципе построен и второй вариант устройства (фиг. 5). Функционирует схема в соответствии с системой уравнений

R = х,.Ьу, при Ьу, (Лу,;

R а Ьу, +х,(Лу — Лу,) при Лу,(Лу, <Лу„

R =. x, Ьу, + х, Ьу, + (Лу, — (Ьу, + Ьу,)) при

Ьу,(лд, а Лу,; (5) R=- . Ьу + Лу + - Лу.+(. (Лд— — (Ьу, + Ьу, + Лу,)) при Лу, р Ьд,, 25

Зо

Устройство работает следующим образом, При Лу;(Лу контакты всех реле находятся в исходных положениях и сигнал Лу; поступает на блок умножения 3ь где перемножается с сигналом хо с функционального преобразователя 1 и образует выходной сигнал R.

При достижении сигналом Лу; уровня Agi срабатывает реле 50 замыкая и размыкая соответствующие контакты. Теперь на блок умножения 31 поступает постоянный сигнал, равный Луь а сигнал Лу; поступает на сумматор

10ь где из него вычитается сигнал Луь а далее разность этих двух сигналов умножается в блоке 3> на сигнал хь а затем суммируется с сигналом блока 31 и образует выходной сигнал R.

Аналогично работает устройство при дальнейшем увеличении сигнала Лу;. В случае уменьшения сигнала устройство работает в обратном порядке.

Предмет изобретения

Устройство для воспроизведения функций двух переменных, содержащее блок умножения, выход которого соединен с выходом устройства, первый вход подключен к выходам первой группы функциональных преобразователей, второй — к выходу операционного усилителя, первый вход которого подключен к выходам второй группы функциональных преобразователей, а второй — к первому входу устройства, отл и ч а ю щееся тем, что, с целью повышения точности, оно содержит реле по числу функциональных преобразователей во второй группе, обмотки которых включены между первым входом устройства и шиной нулевого потенциала; вход каждого функционального преобразователя первой группы, кроме первого и последнего, соединен со вторым входом устройства через последовательно соединенные контакты двух реле, номер первого из которых соответствует номеру функционального преобразователя в группе, а номер второго реле на единицу меньше этого номера; вход первого функционального преобразователя первой группы соединен со вторым входом устройства через контакт первого реле, а вход последнего — через контакт последнего реле; вход каждого функционального преобразователя второй группы, кроме последнего, соединен со вторым входом устройства через последовательно соединенные контакты двух реле, номер первого из которых соответствует номеру функционального преобразователя в группе, а номер второго реле на единицу больше этого номера; вход последнего функционального преобразователя соединен со вторым входом устройства через контакт последнего реле.

480089

Фиг 5

Составитель О. Сахаров

Техред M. Семенов

Корректор Е. Рожкова

Редактор Л. Утехина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 122 15 Изд. № 934 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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