Гибридный функциональный преобразователь Советский патент 1986 года по МПК G06G7/26 G06J3/00 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для воспроизведения функций одной и двух переменных, обладающим возможностью уточненной перенастройки с одной произвольной функции на другую,и является усовершенствованием гибридного функционального преобразователя ПО. основному авт.св. № 879610.

Целью изобретения является по- врлление точности воспроизведения функций двух переменных.

На фиг. 1 изображена блок-схема гибридного функционального преобразователя; на фиг, 2 - схема блока памяти; на фиг, 3 - пример разбиения воспроизводимой функции на подобласти аппроксимации,

Гибридньм функциональньй преобразователь (фиг, 1) содержит первый аналого-цифровой преобразователь (/ЩП) 1 подключенньш входом к шине 2 ввода первого аргумента, а выходами старших разрядов - к установочным входам первого счетчика 3. Выходы разрядов счетчика 3 соединены с первой группой входов блока 4 индикации (БИ) и первой группой адресных входов блока 5 памяти Блок 5 памяти подключен первым и вторым выходами к установочным входам второго и третьего счетчиков 6 и 7, Выходы разрядов счетчика 6 соединен с первой группой входов записи блока 5 памяти и цифровьми входами первого цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 8, подключенного выходом к первому входу выходного сумматора 9, Выходы разрядов счетчика 7 соединены с второй группой входов записи блока 5 памяти и цифровыми входами второго ЦАП ЮэПодключенного аналоговыми входами к шинам разнополяр- iibix-напряжений (tU,)j выходом - к второму входу выходного сумматора 9 Второй АЦП 11 соединен с шиной 12 ввода второго аргумента и первым входом переключателя 13, выходами младших разрядов - с входами регистра 14, а выходами старших разрядов - с установочными входами четвертого счетчика 15. Счетчик 15 подключен , выходами разрядов к второй группе входов блока 4 индикации и второй группе адресных входов блока 5 памяти. Третий выход блока 5 памяти сойдинен с установочными входами

15

033462

пятого счетчика 16, подключенного выкодами разрядов к третьей группе входов записи блока 5 памяти и цифровым входам третьего ЦАП 17,

5 Цифроаналоговый преобразователь 17 соединен выходом с третьим входом выходного сумматора 9, а аналоговым входом - с выходом переключателя 13, подключенного вторым вхо 0 дом к выходу четвертого ДАЛ 18, Регистр 14 выходами подключен цифровым входам преобразователя 18, подключенного аналоговыми входами к шинам разнополярных опорньос напряжений, а знаковым управляюпщм входом - к выходу знакового разряда счетчика 16. Аналоговый вход ЦАП 8 подключен к выходу переключателя 19, соединенного первь м вхо20 дом с шиной 2 ввода первого аргумента, а вторым входом - с выходом пятого ЦАП 20. Пятьм ЦАП 20 подключен аналоговыми входами к шинам разнополярных опорных напряжений, зна25 ковьм управлярощим входом - к выходу знакового разряда счетчика 6, а цифровыми входами - к выходам регистра 21. Регистр 21 соединен входами с выходами младших разрядов

30 первого АЦП 1. Управляющие входы блока 5 памяти и счетчиков 3,6,7, 15 и 16 подключены к шине 22 управления режимом работы гибридного функционального преобразователя, а

35 счетные входы счетчиков 3,6,7, 15 и 16 - к шине 23 ввода счетных импульсов. Блок 24 сравнения кодов подключен первой и второй группами входов к выходам регистров 14 и 21

40 соответственно, а выходом - квторому входу элемента ИЛИ 25, соединенного первым входом с шиной 26 ввода признака подобласти аппроксимации. Блок 5 памяти содержит

j первую и вторую секции 27 и 28 памяти (фиг.2).

Работа устройства основана на кусочно-линейной аппроксимации исходной функциональной зависимости

50 У/ , . . Обозначим через q;- (х,у) аппроксимирующую функцию, определенную в прямоугольной области аппрокс мации , , у fc ij i LJ J, Ука55

занньш прямоугольник разобьем диагональю на два треугольника (фиг.З), Катеты двух прямоугольных треугольников, параллельные оси Y , лежат

на разных расстояниях от оси Y . То :треугольни,катет которого лежит на меньшем -расстоянии от оси Y , назовем первым (на фиг,, 3 обозна- неи а /, другой треугольник нaзoвe i вторым (на фиг.З обозначен а ). На Первом и втором треугольниках преобразователь реализует соответственно уравнения

ч : 1чь 5 и-.о., :

(.l c firSi, (2

где А, - значение ординать в Q,- ( jj узле разбиения

Гь. VI 8 . --значения первой прс .з- водной функцли по X в (i,i )м узле разбиения для первого к второго треугольников соответственно;

L l л 1Л

-Г i l значения первой производной функции по Y в (I M )м узле разоие- пия первого и второ. о треугольников соответственно.

Выбор подобласти аппроксимации (треугольника) осуществляется в процессе работы путем сравнения между собой текущих значений приращений АХ илу аргументов, подаваемых с выходов регистров 21 и 14 на входы блока 24 сравнения с соответствующим сдвигом, определяемым соотношением шагов л У f и д Lj разбиения по осям X и Y , Результатом сравнения на блоке 24, является признак типа текущей подобласти аппроксимации, который равен О при попадании точки в первый треугольник или 1 при попадании точки во второй треугольник.Этот признак снимается с выхода блока сравнения кодов и подается через элемент ИЛИ 25 на дополнительный адресный рход второй секции 27 памяти, из которой выбираются необходимые коды; В и

cv:

C.I

или

iti3

и С yfJ .

L2.-

i

ij11Ч

Гибридный функциональный преобразователь имеет Два режима работы: режим настройки (программирование) и рабочий режим.

В режиме настройки на шине 22 действует логический О. При этом блок.5 памяти переводится в режим записи кодовых значений параметров аппроксимации а на счетчики 3,6,7,

035464

15 и 16 подается разрешение на подсчет импульсов, следующих по шине 2j .0дi:oвu eннo переключатели 13 и 19 устйНй.вливаются в такое г положение,при котором аналоговые входы ЦАП 17 и 8 подключаются соответственно к шинам 12 ч 2 ввода аргументов. Предполагается также, что предварительно выполнено сти- JQ рание информации в блоке 5 памяти и рсе счетчики обнулены.

Основанием для настройки функцио- кальпого преобразователя является множество

5

К,,у )Ух, х„4;(дхи,, + ,(лу

поичем

20

, |ХкМ) , . HJKl-l jnl

l- m --Tin1 ibyU;гя---

i 0,(,2,...,,-OM,2,..., 2

Целые положительные числа n, и п., определяются на основе требоа с1ний и точности аппроксимации и ссотпетствуют числу старших разрядов преобразователей 1 и 11 (без учег--. знаковых разрядов).

Рассмотрим процедуру настройки

для произвольных i и j в виде последовательности следующих шести uiaroB.

Первьй шаг, На шины 2 и 12 ввода подаются нулевые напряжения. На счетчики 3 и 15 последовательно подают счетные импульсы по шине 23 до тех пор, пока блок 4 индика- ции не зафиксирует требуемый номер области аппроксимации, который оп-- ределяется совокупностью кодовых значений счетчиков 3 и 15. После этого организуется подача счетных импульсов с шины 23 на счетчик 7 до накопления з нем такого кода, при котором напряжение на выходе сумматора 9, определяемое выходным напряжением преобразователя 10, станет соответствовать i (X;,U ) с требуемым знаком.В счетчике 7 сформирован код начальной ординаты А;: .

В последующих двух шагах производят настройку для первого треугольника, при этом на шину 26 подают О, и так как на блок 24 сравнения кодов подаются коды, равные

0 то на выходе элемента ИЛИ 25 присутствует О, кодирующий попадание точки ( X , 1| ) в первый треугольник.

m счетВторой шаг. На шине 2 ввода первого аргумента оставляют нулевое напряжение, в то время как на шину 12 ввода второго аргумента подают напряжение, соответствующее (tilj ) Затем по шине 23 направляют в чик 16 счетные импульсы до тех пор, пока напряжение с выхода преобразователя 17, суммируясь с ранее сформированным напряжением с выхода преобразователя 10, станет соответствовать f (uy)m. Теперь в счетчике 16 сформирован код, соот y ™ 0 i x;.9i4).j,

Г (uyim

Третий шаг. На шине 12 ввода второго аргумента оставляют напряжение соответствующее ( &lj ) в то время как на шину 2 ввода первого аргумента подают напряжение, соответствующее (ix). После этого организуется подача счетных импульсов с шин 23 на счетчик 6 до накопления на нем такого кода,при котором напряжение на выходе сумматора 9 станет соответствовать (x,lj (iij) .

При этом в счетчике 6 сформирован код, соответствующий

to ib, + ()m,yj4by),)wl

П

(ix),

После выполнения этого шага настройки код из счетчика 7 переписывается в первую секцию памяти по адресу, указанному кодами в -счетчиках 3 и 15, а коды из счетчиков 6 и 16 переписываются во вторую секцию памяти по адресу, указанному кодами в счетчиках 3 и 15 и признаком подобласти аппроксимации сннмае- ;мым с выхода элемента ШШ 25. (Цепи подачи исполнительного сигнала запис на фиг.1 и 2 не показаны).

Четвертый шаг. Теперь производят настройку для второго треугольника. Для этого на шины ввода .2 и 12 аргументов подают нулевые напряжения н шину 26 логическую l, которая с выхода элемента ИЛИ 25 кодирует по падание точки ( i,y) , во второй треугольник. Обнуляются счетчики 6 и 16, при этом на выходе сумматора 9 должно появиться напряжение, соответствующие i (v;ijj) .

Пятый шаг. На шибе 12 ввода второго аргумента оставляют нулевое напряжение, в то время как на шину 2

03546 6

ввода первого аргумента подают напряжение, соответствующее (Дх). Затем по шине 23 направляют в счетчик 6 счетные импульсы до тех пор, пока напряжение с выхода ЦАП 8, суммируясь с ранее сформированным напряжением с выхода преобразователя 10, станет соответствовать t ( ,цП

10

15

20

25

Теперь в счетчике 6 сформирован код соответствующий

т (ux)m.,jl j (1

Шестой шаг. На шине 2 ввода первого аргумента оставляют Напряжение соответствующее (йх),,. На шину 12 ввода второго аргумента подают напряжение, соответствующее (лу )гг. После этого организуется подача счетных импульсов с шины 23 на счетчик 16 до накопления в нем такого кода, при котором напряжение на выходе сумматора 9 станет соотве1 ствовать )m , .При этом в счетчике 16 сформирован код соответствующий

Дг Ь

Ъ

(Ax),yjf (ду),(лх),У

,

0

5

0

5

0 5

После выполнения шестого шага настройки коды из счетчиков 6 и 16 переписываются во вторую секдию .памяти по адресу, указанному кодами в счетчиках 3 и 15 и признаком подобласти аппроксимации на выходе элемента ИЛИ 25. Аналогично выполняется настройка для всех остальных областей аппроксимации.

В рабочем режиме на шине 22 действует логическая 1, которая переводит все счетчики в режим приема - передачи параллельных кодов, действующих на их установочных входах. Одновременно этот же сигнал переводит,блок 5 памяти из режима записи в режим считывания кодов. В рабочем режиме переключатели 19 и 13 должны подсоединясь соответственно выход ЦАП 20 с аналоговым входом ЦАП 8 и выход преобразователя 18 с аналоговым входом 1ДАП 17, На шину 26 подают логический О.

Действующие на шинах 2 и 12 входные напряжения с помощью АЦП 1 и 11 преобразуются в пропорциойальные двоичные коды. Старшие разряды этих кодов совместно со знаковыми разря- дами, указывающие номер прямоугольной области аппроксимации, записываются в счетчики 3 и 15, которые по отношению к блоку 5 памяти выпол няют функции адресных регистров. Младшие разряды кодов аргументов записываются в регистры 21 и 14 и служат для управления преобразователями 20 и 18 соответственно.Эти разряды также подаются на блок 24 сравнения кодов, который вырабатывает признак подобласти,Если код в регистре 21 оказывается меньше кода в регистре 14, то на выходе блока сравнения кодов появляется логический О, который указывает вместе со старшими разрядами аргументов адрес кодовых значений параметров аппроксимации для первого треугольника , После выборки с блока 5 памяти кодовых значений параметров аппроксимации последние записываются в счетчики 6,7 и 16 для управления преобразователями 8,10 и 17, напряжения с выходов которых сумми руются выходным сумматором 9, так что воспроизводится уравнение (1) плоскости.

203546

Если код в регистре 21 больше кода в регистре 14, то на выходе блока сравнения кодов вь1рабатывает- ся логическая 1, которая указывает

5 вме сте со старшими разрядами аргументов адрес кодовых значений параметров аппроксимации для второго треугольника. После выборки с блока памяти 5 .и записи этих пара10 метров в счетчики 6,7 и 16 полученные напряжения с выходов преобразователей 8,10 и 17, суммируясь выходным сумматором 9, воспроизводят уравнение (2) плоскости.

15 Знак второго слагаемого в соотношениях (1) и (2) определяется знаковым разрядом счетчика 6, который используется для управления ЦАП 20. Знак третьего слагаемого определя20 ется знаковым разрядом счетчика 16, который управляет преобразователем 1 7.

Управляющие цепи знакового разряда счетчика 7, от которого зави25, сит знак первого слагаемого в формулах (1) и (2) на фиг. 1 не изображены.

0иг. 1

Г

fomfff-r

yL. (от If)

(от 25 ( п6) от111

Фиг. г

Л I

I

I la lit

eijtetj}lx6)

-ft-t

, c(c)

- (K/i)

ff,y

Xi-H

фт.З

Составитель С.Казинов Редактор О.Юрковецкая Техред О.Ващишина Корректор И.Эрдейи

Заказ 8419/53 Тираж 709 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва,Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фшшал ШГО Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,