Устройство для воспроизведения гистерезисных функций Советский патент 1987 года по МПК G06G7/25 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и автоматике.

Цель изобретения - расширение i

класса воспроизводимых гистерезисных функций за счет формирования прямой и обратной ветвей из нескольких различных функций.

На фиг.1 приведена схема устрой- ства; на фиг.2 - варианты возможных функциональных преобразователей; на фиг.З и 4 - некоторые функции, воспроизводимые устройством.

Устройство (фиг.1) содержит двух- канальный аналоговый релейный элемент 1 (релятор), в которьш входят компаратор 2, первый 3 и второй 4 переключатели, первый 5 и второй 6 входы задающих напряжений, первый 7 и второй 8 информационные входы второго переключателя, первый 9 и второй 10 функциональные преобразователи, выходы 11 и 12.

Схема функционального преобразо- вателя (фиг,2,а) содержит N функциональных элементов 13,-13) и амп- литудньй селектор 14, Схема на фиг,2,б содержит функциональные элементы 13, 13, и источники 15,-15j, опорных напряжений, подключенные к соответствующим информационным входа амплитудного селектора 14, которьш может выполнять функции минимизирующего или максимизирующего амплитудно го селектора.

Устройство (фиг.1) работает следующим образом.

Входной сигнал х подается на второй (инвертирующий) вход компаратора 2, первый (неинвертирующий) вход которого присоединен к выходу первого переключателя 3,

По. первому выходу (выход первого переключателя 3) устройство воспроизводит прямоугольную гистерезисную . функцию Zj , представленную на фиг,За

Z, x,l(Z, - х)н- - Z,),

где X, и х - напряжения на первом 5 и втором 6 входах задающих напряжений;

I(Z,-x) и

I (х - Z,) - единичные функции и

I(Z. - х)

1 при О при Z,:x,

Кх - Z,)

1 при X - Z , ; О при X -ii Z, ,

По второму выходу (выход второго переключателя 4) устройство воспроизводит заданную гистерезисную функцию

Z cf(x)l(Z, - x)+f(x)I(x - Z,),

где q(x) и f(x) - заданные функции,

воспроизводимые соответственно первым 9 и вторым 10 функциональными преобразователями.

На фиг,36 изображеН а одна из функций, воспроизводимых устройством.

Если преобразователь 9 есть повторитель напряжения (или вход устройства непосредственно соединен с входом 7), а преобразователь 10 есть инвертор знака, т.е. f(x) -х, то устройство воспроизводит функцию, представленную на фиг.Зв.

В общем случае устройство может воспроизводить гистерезисные функции с любыми законами изменения прямой cf(x) и обратной f(x) ветвей характеристики, заданными функциональными преобразователями 9 и 10. При этом ширина зоны гистерезиса лх Xf-x регулируется изменением напряжений X, и Xj на входах 5 и 6,

Прямая и обратная ветви воспроизводимой гистерезисной функции могут быть сформированы из нескольких различных функций, если функциональные преобразователи 9 и 10 выполнены по схемам, представленным на фиг,2а и (или) фиг,26,

Амплитудные селекторы 14 в этих схемах воспроизводят, например, логическую операцию для фиг,2а

у , (х) ,С((х) ,,,,,(x)3 .или

у , (х), cf(x) ,,,,, (f«(x) , для фиг,2б

у max у, ,yj, ,...,у„, ) ,,.., Cf,(x)

или

, ,Уг,...,Уп,Ч п-1-1 ). q /x),

3 . 1354215

где tfjCx). и f;(x) - функции, воспроизводимые преобразователями 13; при их работе соответственно в функциональных преобразователях 9 и 10;

У (J 1,2,.,.,п) - источников напряжения 13j .

На фиг.4а представлена функция, воспроизводимая при использовании в качестве функциональных преобразователей 9 и 10 преобразователя по фиг.2а (N 2), при использовании в преобразователе 9 максимизирующего, а в преобразователе 10 минимизирующего амплитудных селекторов 14.

На фиг.4б представлена функция, воспроизводимая устройством при использовании в качестве функциональны преобразователей 9 и 10 преобразователя по фиг.26 (N 2) при Cf(x) -X (функциональный элемент 13 в преобразователе 9 является инвертором знака), f,(х) х (функциональный

20 функциональные преобразователи, входы которых соединены с вторым входом компаратора, а выходы подключены соответственно к первому и второму информационным входам второго переклюэлемент 13 преобразователя 10 является повторителем напряжения) и исполь- 25 чателя аналогового релейного элемента зовании в преобразователях 9 и 10 соответственно максимизирующего и минимизирующего двухвходовых амплитудных селекторов.. .

Если в качестве функциональных элементов в функциональных преобразователях (фиг.2) использовать масштабные преобразователи (делители и уси30

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что в нем каждый функциональный преобразователь состоит из N-входового амплитудного селектора, п источников опорных напряжений и (N-n) функциональных элементов, входы которых объединены и являются входом преобразователя, а выходы подключены к соответствующим (N-n) информационным входам амплитудного селектора, выходы п источников опорных напряжений подключены к соответствующим п информационным входам амплитудного селектора, выход которого является выходом преобразователя.

лители напряжения) с (х) .k,-x,fj(x) - kjx; где k., kj - масштабные коэффициенты, то возможна аппроксимация любой заданной функцией прямой и обратной ветвей гистерезисных характеристик. Формула изобретения 1. Устройство для воспроизведения гистерезисных функций, содержащее

двухканальный аналоговый релейный элемент, выполненный в виде.компаратора, выход которого подключен к управляющим входам двух переключателей, подсоединенных выходами к двум соответствующим выходам устройства, первый вход компаратора соединен с выходом первого переключателя, а второй вход является информационным входом устройства, информационные входы первого переключателя двухканаль- ного аналогового релейного элемента являются соответственно первым и вторым входами задающих напряжений устройства, отличающееся тем, что, с Целью расширения класса воспроизводимых гистерезисных функций, оно содержит первый и второй

функциональные преобразователи, входы которых соединены с вторым входом компаратора, а выходы подключены соответственно к первому и второму информационным входам второго переключателя аналогового релейного элемента

чателя аналогового релейного элемента

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что в нем каждый функциональный преобразователь состоит из N-входового амплитудного селектора, п источников опорных напряжений и (N-n) функциональных элементов, входы которых объединены и являются входом преобразователя, а выходы подключены к соответствующим (N-n) информационным входам амплитудного селектора, выходы п источников опорных напряжений подключены к соответствующим п информационным входам амплитудного селектора, выход которого является выходом преобразователя.

fpu2.2

Изобретение относится к аналоговой вычислительной техникеи может быть использовано для воспроизведения гистерезисных функций с перестраиваемым законом изменения прямой и обратной ветвей характеристики.. Цель изобретения - расширение класса воспроизводимых функций за счет формирования прямой и обратной ветвей из нескольких различных функций. Устройство содержит двухканальный аналоговый релейный элемент 1, в который входят компаратор 2, первый 3 и второй 4 переключатели, первый 5 и второй 6 входы задающих напряжений, входы 7 и 8 второго переключателя, первый 9 и второй 10 функциональные преобразователи, выходы 11 и 12. Достижение поставленной цели обеспечено благодаря введению в устройство двух функциональных преобразователей и схеме их включения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. i (Л .1