Функциональный преобразователь Советский патент 1988 года по МПК G06G7/26 G06G7/20 

2

о3 ч

со

4ik Ю СЛ СП

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти применение в качестве нелинейного блока в аналоговых вычислительных машинах или системах управления различными объектами, в качестве устройства для линеаризации датчиков, устройства предварительной обработки измерительной информации.10

Цель изобретения - повьппение точности.

На чертеже изображена функциональная схема функционального преобразователя.15

Функциональный преобразователь содержит информационный вход 1, вход 2 задания опорного напряжения, выход 3 преобразователя,, три умножителя 4-6 и четыре сумматора 7-10. 20

Преобразователь работает следующим образом.

В состав первого функционального узла входят сумматоры 8 и 10 и умножители 5 и 6. На первые входы умножи- 25 телей 5 и 6 поступает входной сигнал Uy преобразователя, а на вторые входы - выходные сигналы сумматоров 8 и 10 соответственно. На первый (суммирующий) вход сумматора 8 поступает 30 опорное напряжение U, на второй и третий (вычитающие) входы - выходные сигналы умножителей 5 и 6 соответственно. На второй (вычитакяций) вход

нал умножителя 6, а н мирующий) - умножител для выходных сигналов и 10 и умножителей 5

и UoK.+U UT.VMK.

VMM

(-K

C-KJ+u

. t 3

U..-U.-Uj.; : UV«H,K,.U,-UJ,

где K,,,Kj,Kj - весовы суммир мирующ щему в ра 8 с К - весово

умножи

Kj.,K - весовы суммир тающем входам соотве К - весово

умножи

Условием динамичес первого функционально

UvMH5 к,,-к,

, (-Кз)К,.и,

(-K3)-Kt-K7 UxT i+Kj-K U J

Решая последнее ур

сумматора 10 поступает выходной сиг- -зс тельно Uy,Hj, найдем

нал умножителя 6, а на первый (суммирующий) - умножителя 5. Выражения для выходных сигналов сумматоров 8 и 10 и умножителей 5 и 6 имеют вид:

и UoK.+U UT.VMK.

VMM

(-KJ+U,

-i

C-KJ+u

(-K,);

к

t

. t 3 f

U..-U.-Uj.; : UV«H,K,.U,-UJ,

де K,,,Kj,Kj - весовые козффициенты суммирования по суммирующему и вычитающему входам сумматора 8 соответственно; К - весовой коэффициент

умножителя 5;

Kj.,K - весовые козффициенты суммирования по вычитающему и суммирующему входам сумматора 10 соответственно; К - весовой коэффициент

умножителя 6. ,

Условием динамического равновесия ервого функционального узла будет .

UvMH5 к,,-к,+и,„„ (-к,) +

UVMH, (-Кз)К,.и,,+и,„ (-К,) +

(-K3)-Kt-K7 UxT i+Kj-K U J

Решая последнее уравнение относи

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может найти применение в качестве нелинейного блока в аналоговых вычислительных машинах или системах управО ления различными объектами, в качестве устройства для линеаризации датчиков, устройства предварительной обработки измерительной информации. Изобретение позволяет повысить точность преобразователя, содержащего с первого по третий сумматоры 7 - 9, с первого по третий умножители 4-6, за счет введения четвертого сумматора 10, что позволяет получить выходной сигнал преобразователя в виде рациональной дроби, числитель и знаменатель которой являются полиномами третьей степени. Последнее обуславливает возможность аппроксимации широкого класса функций с высокой точностью за счет снижения методической погрешности нелинейности преобразования. 1 ил. (Л

и,„„ и,

K,-K j Ux+K -К4-К -Кти2 .

T+((K K K K +K K K/Kju2/

Второй функциональный узел состоит из сумматора 7 и умножителя 4, выражения для выходных сигналов которых соответственно имеют вид

и Uo- Кд+и,(-Кд);

и

(ММ

,К,„

весовые коэффициенты

суммирования по суммирующему и вычитающему входам сумматора 7 соответственно;

весовой коэффициент умножителя 4. инамического равновесия

функционального узла

Uv

,р- и,{ио-К,.(-К),

45

Таким образом, второй функциональный узел реализует зависимость вида

и

Ks-Kto- и

VMH4 T+K9 K,o Ux

Третий функциональный узел состоит из сумматора 9, осуществлянщего суммирование выходных сигналов умножителей 4 и 5 с соответствующими коэффициентами К, и K,j по первому и второму входам соответственно. Выражение для выходного сигнала преобразователя имеет вид

к -Ье- -Ул-+к Kj-K.-u +Ki-K Ks-KrUi т

-L ик,.к,„.и, , М+(к,.к7к7О-и:;(к7к:-к7к к7кГк7к;Тиг1..

Таким образом, выходной сигнал преобразователя представляет собой рациональную дробь в виде отношения полиномов третьей степени, которая позволяет аппроксимировать широкий класс функций с более высокой точностью, чем рациональная дробь, представленная отношением полинома третьей степени к полиному второй степени.

Преобразователь при U;( и UV/UC-У позволяет воспроизвести функцию

R./,(x)

1+b x+b X

3

crVrm-m 31 29-х+1170.х2+2677-хЗ у nnu e-l X f-ooo72TT79x+2009 x2 +T659 x

хеГО,1

аппроксимируется с методической погрешностью ,07%.

Формула изобретения

Функциональный преобразователь, содержащий три сумматора, три умножи- теля, соединенных первыми входами с информационным входом преобразователя, первые входы первого и второго сумматоров соединены с входом задания опорного напряжения преобразователя, выходы первого и второго умножителей соединены соответственно с первым и вторым входами третьего сумматора.

которая в свою очередь позволяет, например, аппроксимировать функцию извлечения корня третьей степени

Г- .х+2273-х +3572.хЗ 1 000+3 1 6 х+3в73 х + 912 к

с методической погрешностью (,06%, в то время как известньй аппроксимирует эту функцию с методической погрешностью c/ iO,8, т.е. имеет повышение точности более, чем в 13 раз. Суперпозиция двух функций одной переменной вида

5

30 35

соединенного выходом с выходом преобразователя, выходы первого и второго, сумматоров соединены с вторыми входами соответственно .первого и в торого умножителей, соединенных выходами с вторыми входами соответственно первого и второго сумматоров, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности, в него введен четвертый суммато, соединенный первым и вторым входами соответственно с вторым и третьим входами второго сумматора, выход и второй вход четвертого сумматора соединены соответственно с вторым входом и выходом третьего умножителя.