Функциональный преобразователь Советский патент 1988 года по МПК G06G7/26 

(Л

с

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может использоваться для моделирования функций путем гладкого непрерьгоного интерполирования некоторым функцио нальным рядом. Целью изобретения является упрощение настройки npeod pa- зователя. В данном преобразователе исключается необходимость вычисления настраиваемых параметров преобразователя как в процессе набора функций, так и на этапе предварительной подго

4 00

товки к набору. Функциональный преобразователь содержит п формирователей нелинейных функцт 1,-1п, блок алгебраического суммирования 2, к п входам которого подключены выходы п умножителей на постоянные коэффициенты 4,-4„, а его выход является выходом преобразователя, п-1 масштабных алгебраических сумматоров 32.-3„. Поставленная цель достигнута благд- даря тому, что каждьм i-й масштабньй алгебраический сумматор выполнен

1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для моделирования фзшкций путем гладкого непрерывного интерполирования некоторым функциональным рядом.

Целью изобретения является упрощение настройки преобразователя.

На чертеже приведена схема функционального преобразователя.

Преобразователь содержит п формирователей 1.1„ нелинейных функций блок 2 алгебраического суммирования, масштабные алгебраические сумматоры 32-3., , умножители 4,-4, на постоянные коэффициенты, соединенные по приведенной схеме.

Преобразователь работает следующим образом.

Входная величина х поступает на нелинейные элементы 1 -1 у,, вырабаты- ваняцие члены интерполяционного функционального ряда Ц), (х), qj(x),..., Ц)(х). На входы каждого сумматора 3 поступа:от напряжение q), (х) Ф,(х) первого формирователя нелинейной фунции, напряжения Р (х), Ф, (х) ,. .., ... j Ф , (х) с выходов предьщущих суматоров и напряжение Cfj4, (х) (j + 1)-r формирователя нелинейной функДии Соответствукнцая настройка сумматоров 3j независимо от вида моделируемой функции обеспечивает следующее свойство их выходных напряжений:

(Pj (х;) 0 при j i,(1)

Где j - номер сумматора 3j,

i - номер узла интерполирования.

1-входовым, его 1-й вход подключен к выходу i-ro формирователя нелинейной функции, первьй вход каждого масштабного алгебраического сумматора 3, соединен с выходом первого формирователя нелинейной функции 1 и входом первого умножителя 4, на постоянный коэффициент. Выход каждого i-ro масштабного алгебраического сумматора дополнительно соединен с 1-ми входами i+1-го и последующих сумматоров. 1 ил., 2 табл.

0

5

0

5

0

5

Напряжения j (х) умножаются на постоянные коэффициенты с: в элементах 4; и алгебраически суммируются в блоке 2, формируя требуемую выходную функцию qi (х)

q)(x) ).(2)

) Задача интерполирования какой-либо

функции f(x) выходным напряжением преобразователя Cf (х)

f(x ) (р(х;), ,2,...,п, (3)

реализуется из соотношения (1) следующим образом. Входной величине х последовательно придают значения X ,, х,2,... , х, Каждое из значений интерполирующей функции Cf(xj), q)(x),..., Cp(Xj) на выходе преобразователя устанавливают, регулируя соответствующий умножитель на постоянный коэффициент: значение ( (х, ) устанавливают, регулируя коэффициент с, умножителя 4, , значение (р (xg) - регулируя умножитель 42,..., с(х) - регулируя 4ц. Это возможно, так как при X X, на входах всех умножителей на постоянные коэффициенты, кроме пер- первого, напряжения равны нулю. При X х, дополнительно появляется напряжение на входе умножителя 4, затем при X Xs появляется напряжение на входе умножителя 4 и т.д., т.е; q)(x,) с, ),(х,);

q(x,,) c,(P,(xj) + c,Pj(x,j), (4)

tfCxj) с,Ф, (х,) + Ca Pj(x,)+c, P,(x,)

и т.д.

Предварительная настройка преоб- разователя для обеспечения соотношения (1) состоит в последовательной установке нулей на выходах сумматоров 3 посредством регулировки коэффициентов k. Структура Ьреобраэова- теля позволяет это сделать, не прибегая к вычислению указанных коэффициентов.

Апгоритм предварительной настройки преобразователя представлен в табл.1.

Настройка сумматоров 3 в пределах одной и той же системы узлов интерполирования осуществляется однократно и не зависит от вида моделируемой функции.

Рассмотрим работу на примере трех канального преобразователя.

Поскольку вид характеристик формирователей нелинейных функций I, в таком преобразователе может быть различным, принимают в виде: tf, (х) 1; cf j(x) X, q, (х) х.

Настройку выходной функции производят по ее значениям в узлах х 1; XJ 2; Xj 3.

При предварительной настройке сумматоров на вход преобразователя подают напряжение х х,, регулировкой коэффициентов k „ добиваются, чтобы напряжения 9(х,) и Р.(х,) стали равными нулю (коэффициенты принимают значения k,, k2, -1), затем подают на вход напряжение X х и, контролируя напряжение РЗ (x,,)j регулируют коэффициент kjj сумматора Зг до выполнения условия pt (х t) 0 (коэффициент принимает значение -3).

Значения выходных напряжений сумматоров представлены в табл. 2.

Таким образом, первое узловое значение выходной функции СР(х,) определяется только напряжением , (х,) и коэффициентом с, умножителя 4, (на выходах остальных умножителей нулевы напряжения), поэтому С(х ) устанавливают коэффициентом с, C|(Xj) определяется коэффициентом умножителей

И 4, один из которых, умножитель позволяет установить ((х), не

нарушая предыдущую настройку. Значение функции в третьей точке, ф(х,.), устанавливают умножителем 4, которьш не влияет на значения СрСх, ) и Cf (х ) . Следовательно, имеется возможность моделировать различные функциональные зависимости, заданные своими значениями в узлах интерполирования, не прибегая к расчету коэффициентов, с которыми должны суммироваться члены интерполяционного ряда. Настройка

функционального преобразователя производится при визуальном контроле результата.

20

Формула изобретения

0

5

0

5

Функциональный преобразователь, содержащий п формирователей нелинейных функций, входы которых объединены 5 и являются входом преобразователя, блок алгебраического суммирования, выход которого является выходом преобразователя, а п входов соединены с выходами соответствующих умножителей на постоянные коэффициенты, и (п-1) масштабных алгебраических сумматоров, выход каждого j-ro из которых (j 1,2,.. . ,п-1) подключен к вхо- . ду- соответствующего i-ro (,3,..., ...,п) умножителя на постоянный коэффициент, каждый j-й масштабный алгебраический сумматор выполнен соответственно (J+1)-входовым и подключен первым и (j+1)M входами соответственно к выходам первого и (j+1)- го формирователей нелинейных функций, вход первого умножителя на постоянный коэффициент соединен с выхо- дом первого формирователя нелинейной функции, о тличающийся тем, что, с целью упрощения настройки преобразователя, в нем выход каждого j-ro масштабного апгебраическо- го сумматора соединен с j-ми входами (j+1)-ro и последующих масштабных алгебраических сумматоров.

,2n-1 kj,

,...,n-1 k

32

(n-iUn.i)

Таблица 1

j,

32

Ф.(х,)(x,)0

. (XI)O

„.,K..) «(

Таблица 2

10

1i

12

0 0 2