Устройство для образования функций с постоянным запаздывающим аргументом и функций времени Советский патент 1956 года по МПК G06G7/26 G06G7/48 G06G7/26 G06G7/625 

Предметом изобретения является устройство для образования функций с постоянным запаздывающим аргументом и функций времени, применяемое в электромоделях при решении задач регулирования и задач, связанных с исследованием тепловых процессов, гидросооружений и других.

Недостатком существующих подобных устройств со ступенчатой аппроксимацией входной функции является недостаточная их работы.

Предметов данного изобретения является устройство для образования функций времени и функций с постоянным запаздываютцим аргументом, обеспечивающее линейно-кусочную а 1проксимацию.

В предложенном устройстве применены три усилителя постоянного тока, один из которых «считывает напряжение с конде 1саторов с временным сдвигом относнтсльно рабочего положения, соответствующим одному шагу коммутатора, и выдает напряжение, аппроксимированное ступенчатыми отрезками, другой интегрирует постоянную разность напряжений на двух смежных конденсаторах и выдает линейно-изменяющееся напряжение и третий - выходной усилитель - суммирует напряже11ис, аппроксимированное ступенчатыми отрезками, и лине/шо-из reняющeecя напряжение.

По другому варианту вместо пптегрпруюнлего усилителя нрименс-ча иитег;)ирующая цепочка на RC.

Схема устройства представлена на чертеже.

Входное напряжение, пропорциональное f(), поступает с выхода усилителя УЗ на щаговый коммутатор Ki, который поочередно подключает это напряжение к емкостям. Емкости при этом заряжаются до уровпя f(i). что позволяет «запо.минать днск)стно на некотором интервале функхь ю f(i)Указанные выще конденсаторы, присоединенные к ламеля.м коммутатора Ki, связаны с ламелямн, имеющими одинаковые номера, другогоаналогичного коммутатора Kz, щетки рядов ламелей / и 2 которого перс мещаются с запаздыванием па заданное число ламелей. Это число ламелей п определяется как отношение заданного времени запаздывания ко времени перемещения щеток коммутатора на одну ламель (коммутаторы /Ci и Кг перемещаются синхронно и равномерно).

Щетки рядов 3 У1 4 коммутатора

/(2 всегда отстают на одну ламель (шаг).

С помощью щеток рядов / и 2 и щеток рядов 3 VI 4 коммутатора Кч конденсаторы во время работы коммутатора поочередно подключаются в цепь обратной связи усилителей -Vi и У,.

Ма выходе усилителя У| напряжение всегда ipaeno напряжению подключеп.юй емкости, которая соответствует значению функции /() с точностью припятого метода ступенчатой аппроксимации функции, а на выходе усилителя Уа напряжение равно f( так как конденсатор в цепи обратной связи подключается обратной полярностью, а щетки рядов 5 и 4 отстают на один щаг.

Оба напряжения суммируются и интегрируются в пределах шага усплителем УЗ. Величины интегрирующего конденсатора С и входных сопротивлений R усилите чя УЗ подбираются так, чтобы их произведение (RC) было численно равно величине щага . Поскольку разность /(/-) -/(/---Д/) в пределах шага при этом остается постоянной, то на выходе усилителя У напряжение возрастает линейно, а к концу щага равно приращению функции А/(/-) на ве.гичину разности, соответствующей щагу. В конце щага в момент, когда происходит переключение конденсаторов на коммутаторах, конденсатор С на интегрирующем усилителе разряй ается с помощью специального контакта, который замыкается от ку.иачка, укрепленного на оси щеток коммутатора. Таким образом, на выходе усилителя УЗ при работе устройства будут образовываться пилообразные ИМПУЛЬСЫ длительности, равной щагу , и с амплитудой, соотвстстеующей приращению функции за mai, т. е. получается необходимое слагаемое к функции f() со ступенчатой аппрокспмацией, которая образуется усилителем УЬ

Просуммировав выходные нанряжения усилителей У и УЗ с помощью операционного усилителя У4, получим на выходе последнего функцию f(i- ), линейно-аппроксимированную с шагом Д/Вместо усилителя УЗ возможно применение обычной интегрирующей

цепочки RC, как это показано на чертеже пунктиром, если принять необходимые меры к тому, чтобы разность была требуемого знака. Последнее может быть достигнуто различными простыми средствами даже без усилителей.

Ряды ламелей 5 и 5 со щетками и тремя сопротивлениями Ri, Rz, Rs служат для предотвращения возможного разрыва цепей обратных связей усилителей У и У&С помощью приведенной схемы может быть получена требуемая функция времени е точным заданием ее значений в отдельных точках и с кусочно-линейной апнроксимацией между заданными значениями.

Для этого достаточно установить секционный делите,ль Д напряжения с коммутационным полем КП при образовании заданной зависимости на ламелях шагового коммутатора /Сз, например путем перепаек секций делителя к соответствующей ламели, а выход его, как показано на чертеже пунктиром, подать на выход усилителя УбВ качестве коммутаторов Ki, Kz и Кя могут быть использованы обычные телефонные искатели.

При заданной величине запаздывания возможно построение вышеуказанного устройства на одном коммутаторе, снабженном несколькими токосъемными щетками. В этом случае соединение ламелей в отдельных рядах коммутатора должно производиться со сдвигом на определенное число ламелей, определяемое величиной запаздывания.

Предмет изобретен н я

1. Устройство для образования функций с постоянным заназдываюнщм аргументом и функций времени, содержащее механический шаговый коммутатор, группу конденсаторов, подключенных параллельно к ламелям коммутаторов, коммзтационное поле, секциопный делитель папряжения, подключенный к коммутационному полю, и два усилителя постоянного тока, обеспечивающие ступенчатую аппроксимацию входной функции или заданной функции времени, отличающееся хем, ,что, с

целью кусочно-линейной аппроксимации выходной функции, дополнительно применены: три усилителя постоянного тока, один из которых «считывает напряжение с конденсаторов с временным сдвигом относительно рабочего положения, соответствуюш,им одному шагу коммутатора, и выдает напряжение, анпроксимированное ступенчатыми отрезками, другой усилитель интегрирует постоянную разность напряжеHnii на двух смежных конденсаторах и выдает линейно-изменяющееся напряжение и третий - выходной усилитель суммирует напряжение, аппроксимированное ступенчатыми отрезками, и линейно-изменяющееся напряжение.

2. Видоизменение устройства по п. 1, отличающееся тем, что, с целью знрощения схемы, вместо ин1егрирующего усилителя применена интегрирующая цепочка RC.

I о-/:-ИИ-СГГ |СГГ -К:ГГ ИГГГ -о-Ь

gl 1 J1 j 1

-о о о о о

t3 -