Функциональный преобразователь Советский патент 1985 года по МПК G06G7/26 

J

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может использоваться для моделирования функций путем гладкой непрерывной аппроксимации некоторым функциональным рядом.

Целью изобретения является упрощение настройки преобразователя.

На фиг. 1 приведена схема универсального функционального преобразователя; на фиг. 2 - пример характеристик формирователей нелинейных функций.

Преобразователь (фиг. 1) содержит формирователи 1, 1 yi нелинейных функций, блок 2 алгебраического суммирования, к Г) входам которого подключены умножители 3 i - 3, на постоянный коэффициент и двухвходовые масштабные алгебраические сумматоры 4, - , соединенные между собой по приведенной схеме.

Преобразователь работает следутащим образом.

Входная величина к поступает на формирователи 1,- 1 нелинейных фун ций, вырабатьгоающие члены аппроксимирующего функционального ряда Ф (х), ... Ф|,(х). Эти величины преобразуются в масштабных алгебраических сумматорах 4, умножителях 3 на постоянные коэффициенты, а затем в блоке 2 алгебраического суммирования. В силу указанных линейных преобразований выходная функция f(х) представляется в виде

f (х) Z с-Ф(х),

i-1

где с - постоянные коэффициенты.

Для исключения необходимости расчета коэффициентов аппроксимации с- по заданному виду аппроксимируемой функции f(x) преобразователь предварительно настраивают, обеспечивая следующую процедуру набора

выходных функций. 1

Входной величине х придают значение X, (первый узел аппроксимации), значение выходной функции f(x) устанавливают регулировкой умножителя 3, на постоянньй коэффициент (потенциометра). Затем входной велгтаине придают значение у значение (2) устанавливают с помощью умножителя 3. Подобным же образом значение f(X з) устанавливают с помощью умножителя 3, f(x) с помощью умножителя 3 и т.д.

676262

Описанная процедура набора выходных функций возможна благодаря такой настройке коэффициентов сумматоров 4 при которой напряжения на 5 входах умножителей 32 - 3 , равны нулю при значении входной величины Х(, напряжения на умножителях 3 3 равны нулю при значении х напряжения на умножителях 34 - 3„ равны нулю при значении К и т.д. Для этого поочередно регулируют масштабные коэффициенты сумматоров 4. При значении х } регулировкой коэффициентов сумматоров 4, , , ,

15 , ..., 4„, добиваются, чтобы напряжение на вькоде каждого из них было равно нулю. При значении входного напряжения преобразователя Х2 регулируют коэффициенты сумматоров ,2 ,2 также добиваясь нулевых значений их вьпсодных напряжений. Аналогично при значении Х: регулируют коэффициенты сумматоров ,4 4,, , 4 , ..., 4г, и

5 т.д. дох„, , при котором регулируют коэффициент сумматора п, Перечисленные операции составляют подготовку функционального преобразователя к набору произвольно заданных функций f(x). Настройка сумматоров 4 производится однократно и не зависит от ввда моделируемых функций f ()) .

. Рассмотрим работу устройства на

5 примере трехканального преобразователя . Поскольку вид характеристик нелинейных элементов 1 - 1 в таком, преобразователе может быть различным, примем для определенности

0 их такими, как показано на фиг. 2. Числовые значения этих аппроксимирующих функций приведены в таблице:

Значения аппроксимирующих функций

Ф,(х) Ф(х) Фз(х)

222

246

X,

X,

55 При этом настройка сумматоров 4 должна быть следующей. Коэффициенты с, -, с, , с 2 первых входов сумматоров 4z,i , , 4 г коэффициенты вторых входов равны едиединице. Настройка обеспечивает напряжения на входах умножителей на постоянные коэффициенты 3, приведенные в таблице: Напряжения на входах умножителей Из таблицы следует, что f(x) устанавливается умножителем (потенциометром) 3 (на входах остальные 1167 J 10 с 2Q 64 потенциометрюв нулевые напряжения)J f(s;2) определяется коэффициентами умножителей 3 и 3, один из кото- рых, потенциометр 3, позволяет установить f(X2), не изменяя f(x),. Значение функции в третьей точке, f(X3) устанавливается умножителем (потенциометром) 3, которыйне влияет на значения f(x,) и f(Xj). Следовательно, имеется возможность моделировать различные функциональные зависимости, заданные своими значениями в узлах аппроксимации, не прибегая к расчету коэффициентор, с которыми должны суммироваться члены ряда для моделирования требуемой функциональной зависимости. Указанное свойство появляется благодаря применению двухвходовых масштабных алгебраических сумматоров, реализуемых, например, 1.а обычных элементах суммирования, вычитания и потенциометрах.

. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий П формирователей нелинейных функций, входы которых объединены и являются входом преобразователя, блок алгебраического суммирования, п входов которого подключены соответственно к выходам И умножителей на постйянньй коэффициент, а выход является выходом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью упрощения настройки, он содержит включенные между выходом i -го формирователя нелинейной функции и входом i -го умножителя на постоянный коэффициент 1-1 последовательно соединенных двухвходовых масштабных алгебраических сумматоров, второй вход первого из которых соединен с выходом (i-1)го формирователя нелинейной функции, а вторые входы остальных двухвходовых масштабных алгебраических сумматоров подключены к выходам соответствующих двухвходовых масш табных алгебраических сумматоров, W включенных между выходом (i-1)-ro формирователя нелинейной функции и входом (i-1)-ro умножителя на постоянный коэффициент.

l t/Xj