Устройство для воспроизведения нелинейных функций Советский патент 1985 года по МПК G06G7/26 

1 Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и может найти применение при моделировании систем автоматического управления нелинейных объектов с произвольным видом нелинейности, а также при формировании периодических сигнашов произвольной формы. Целью изобретения является расшиоение области применения за счет фор мирования функций заданного аргумента. На чертеже изображена бло.к-схема устройства для воспроизведения нелинейных функций, содержащего группу регулируемых источников 1-1,..., 1-п опорного напряжения (где п количество узловых ординат воспроизводимой функции), первый и второй коммутаторы 2 и 3, генератор 4 развертки, блок 5 аналого-цифрового преобра зования, блок 6 сравнения кодов, фор мирователь 7 импульса, сумматор 8 и электронно-лучевой осциллограф 9. Генератор 4 развертки содержит тактовый генератор 10 и счетчик 11, кодовый выход которого является первым выходом генератора 4, а выход переполнённия - вторым выходом генератора 4. Блок 5 аналого-цифрового преобразования, вход которого является входом 12 устройства, может быть выполнен на обычном аналого-цифровом преобразователе, или содержать генератор 13 импульсов, реверсивный счет чик 14 и компаратор 15, один вход которого является входом блока 5, а второй вход подключен к шине 16 ввода порогового напряжения. Устройство работает следукицим образом. На вход 12 устройства поступает аналоговый сигнал аргумента. Блок 5 преобразует этот сигнал в цифровую форму и управляет работой коммутатор 3. Коммутатор 3 в соответствии с информацией на управляющем входе выбирает соотвествующий информационный вход и на выходе коммутатора 3 появляется сигнал с напря жением, равным значению соответствующей ординаты воспроизводимой функции. Поскольку источники 1-1,... 1-п позволяют задать любое напряжение в рабочем диапазоне, то может с конечной точностью производиться сту ленчатая аппроксимация любой нели82нейиой зависимости и на выходе коммутатора 2 будет присутствовать напряжение, функционально связанное с текущим значением аргумента. Коммутатор 2 информационными входами включен параллельно коммутатору 3 и управляется генератором 4. Счетчик 11 генератора 4 работает в режиме непрерывного счета и осуществляет с помощью коммутатора 2 циклический опрос источников 1-1,..., 1-п.На выходе коммутатора 2 будет формироваться периодический сигнал, каждый период которого соответствует заданной источниками 1-1, 1-п нелинейной характеристике. Сигналы на управляющих входах коммутаторов 2 и 3 поступают на входы блока сравнения .в моменты совпадения этих сигналов происходит срабатывание блока 6, выходной сигнал которого преобразуется формирователем 7 в короткий импульс фиксированной амплитуды, подаваемый на сумматор 8. На первый вход сумматора подается периодический сигнал с выхода коммутатора 2. На выходе сумматора 8 будет периодический сигнал, отличающийся от выходного сигнала коммутатора 2 тем, что в моменты срабатывания блока 6 на этот сигнал накладывается короткий импульс. Сигнал с выхода сумматора 8 поступает на вход вертикального канала осциллографа 9. Так как осциллограф 9 синхронизируется по заднему фронту импульса старшего разряда счетчика 11 генератора 4, то на экране осциллографа будет наблюдаться функция (заданная источни- ком 1-1,..., 1-п) индицируемая последовательным высвечиванием ступенек с амплитудами, соответствующими значениями ее ординат, а также положение текущего значения входного аргумента, отображаемое наложением короткого импульса на одну из этих ступенек. В тех случаях, когда устройство используется для моделирования нелинейных объектов управления с исполнительным механизмом типа интегратор, блок 5 аналого-цифрового преобразования выполняется на генераторе 13, счетчике 14 и компараторе 15. При этом аналоговый выход исследуемой системы автоматического управления подключается ко входу 12 устройства, т.е. входу компаратора 16. Если

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЮСПРОИЗВЕДЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ФУНКЦИЙ, содержащее группу регулируемых источииков опорного напряжения, подключенных выходами к информационным входам первого коммутатора, выход которого является выходом периодических функций устройства, а управляющий вход соединен с первым выходом генератора развертки, подключенного вторым входом к входу синхронизации горизонтальной развертки, электроино-лучевого осциллографа, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет формирования функций заданного аргумента, в него дополнительно введены второй коммутатор, блок аналого-цифрового преобразования, блок сравнения кодов, формирователь импульса и сумматор, соединенный выходом с входом вертикального канала электронно-лучевого осциллографа, первым входом - с выходом первого коммутатора, а вторым входом - с выходом формирователя импульса, подключенного входом к выходу блока сравнения кодов, соединенного первым входом с первым выходом генератора развертки, а вторым входом - с выходом блока аналого-цифрового преобразования и управляющим входом второго коммутатора, выход которого является выходом функций заданного аргумента, а информационные входы подключены к выходам регулируемых источников сл опорного напряжения, причем вход блока аналого-цифрового преобразования является информационньм входом устройства. 2. Устройство п. I, отличающееся тем, что блок аналогецифрового преобразования содержит реверсивный счетчик, генератор им«ч пульсов и компаратор, первый вход о которого является входом блока аналого-цифрового преобразования, второй вход соединен с шиной ввода be порогового напряжения, а выход с входом управления реверсом реверсивного счетчика, выход которого является выходом блока аналого-цифрового преобразования, а счетный вход подключен к выходу генератора импульсов.