Степенное вычислительное устройство Советский патент 1989 года по МПК G06G7/20 G06G9/00 

Изобретение относитвя к радиоиз- . мерительной технике, автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах для непосредственного выполнения ряда операций извлечения корня в непрерьгоном режиме с одновременным умножением двух независимых переменных.

Цель изобретения - расширение класса решаемых задач, повьппение быстродействия, надежности и помехозащищенности.

На чертеже представлена функциональная схема степенного вычислительного устройства.

Устройство содержит блок 1 сравнения, п блоков с управля ёмым коэффициентом передачи , содержащих масштабньй элемент 3 и элемент 4 с управляемой проводимостью, вьтолненный в

виде фотоэлектрического преобразователя, блок 5 уравновешивания содержит п масштабных элементов 6i-6n и п электрооптических преобразователей 7, -7 , входы 8 и 9 задания соответственно первого и второго операндов

Устройство работает следующим образом.

На входы 8 и 9 устройства подаются независимые переменные с напряжениями соответственно U и U Входной сигнал с напряжением U, поступает ;на один из входов блока 1 сравнения, на его другой вход поступает выходной сигнал блока 2 с управляемым коэффициентом передачи с напряжением Uftwuln . По разности входных сигналов на выходе блока 1 сравнения .появляется управляющий сигнал. Изменение напряжения выходного сигнала блока 1 сравнения вызьшает. измене4

х

:С

СО

1

1499377

ние тока, проходящего через п масштабных элементов 64-6ti. Это приводит к изменению интенсивности излучаемой п электрическими преобразователями 7f 7 оптической энергии, которая постзшает на управляющие входы соответствующих блоков 24 -2 г с управляемым коэффициентом передачи. Если учесть, что коэффициент передачи п-го блока с управляемым коэффициентом передачи в противофазе с величиной и полярностью изменения ходного напряжения блока 1 сравнения, то любая разность входных напряжений схемы сравнения приводит к такому изменению коэффициента передачи п-го блока с управляемьм коэффициентом передачи, что по истечении переходных процессов в замкнутой цепи автоматического регулирования, образованной элементами 6,, 7 и 2„ и блоком 1 сравнения, автоматически устанавливается состояние динамического равновесия, при котором обеспечивается равенство входных напряжений блока 1 сравнения:

Ux чп (1) С другой стороны,

.an «Kgpj (2)

где KQ,, KQQ,

377

Используя выражение (5), для выходных напряжений U: устройства получим

5т, iT.ir ,, j,,4

и - Uz к - Ux . и,

0 и,-К U i u; - , (7)

to U5 U,-K . UzK иГ-иГ , (8)

и„ и„,,.к игк (9)

j/n n-lln 1 ГМ

5 Uj U, -Ui или Uj Ujul ,(10)

где j - целое положительное число, показывающее номер выхода устройствао

Полученное выражение (Ю) является обобщенным и показьгоает, что, если на второй вход подавать опорное напряжение (U const), то устройство обеспечит непосредственное решение -функции извлечения корня показателем п с одновременным воздействием подкоренного числа (независимого переменного Uy) в степень j:

30

(11)

где п - показатель корня; j - показатель степени.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах для непосредственного выполнения ряда операций извлечения корня в непрерывном режиме с одновременным умножением двух независимых переменных. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач, повышение надежности, быстродействия и помехозащищенности. Поставленная цель достигается выполнением элемента с управляемой проводимостью в виде фотоэлектрического преобразователя. 1 ил.

:s Kd

с . ,

- коэффициенты передачи первого 2i, второго 2а, третьего 25, ..о, п-го 2п блоков с управляемым коэф(1 ициентом передачи

Если считать, что все блоки имеют одинаковые построения и обеспечивают идентичные передаточные характеристики, не зависящие от входи ных напряжений, а также учитьшая, что все они управляются тем же управляющим сигналом (выходным сигналом блока 1 сравнения), можно записать

К2, KCJ K25 ... К5„ К. (3)

Подставляя выражения (2) и (3) в выражение (1), ползгчим

Ux и. К. Из (4) следует

(4)

(5)

35 Аналогичным .образом такие же функции решаются при И const.

(12)

В зависимости от моделируемой функции (от численных значений п и j) используется соответствующее количество (п) блоков с управляемым коэффициентом передачи и их соответствующие выходы

В зависимости от технического удобства при выполнении операции извлечения корней может быть использована одна из формул (11) или (12)о

Следует отметить, что при использовании всех выходов можно одновременно получить результаты всех вычислений по формулам (6)-(9).

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает непосредствекг кое вьшолнение множества операций извлечения сложного корня дробной степени в непрерывном режиме. Кроме ; того, в соответствии с выражением

(10) выполняется извлечение корня to-й степени с одновременным умножением двух независимых переменных, причем один из множителей возводится в степень j, а другой - в степень п-j.

Следует отметить, что ползгченные выражения (6)-(12) решаются с помощью предлагаемого устройства с достаточно высокой точностью.

Формула изобретения

Степенное вычислительное устройство, содержащее и последовательно соединенных блоков с управляемым коэффициентом передачи, выходы кото- 1й)1х, кроме п-го, являются соо Гветст- вующими выходами устройства, а каждый из п блоков с управляемым коэффициентом передачи вьшолнен на элементе с управляемой проводимостью и масштабном элементе, выход которого подключен к выходу блока с управляемым коэффициентом передачи, информационный вход которого подключен к информационному входу элемента с управляемой проводимостью, управляющий вход которого является управля- нлдим входом блока с управляемым коэффициентом передачи, выход п-го

блока с упрявляемым коэффициентом передачи подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с входом задания первого операнда устройства, вход задания второго операнда которого подключен к информационному входу первого из п блоков с управляемым коэффициентом

Q передачи, выход блока сравнения подключен к информационному входу блока уравновешивания, отличающееся тем, что, с целью расширения, класса решаемых задач, повыг шения быстродействия, надежности и помехозащищенности, в каждом блоке с управляемым коэффициентом передачи элемент с управляемой проводимостью вьшолнен в виде фотоэлектрического

0 преобразователя, подключенного выходом к входу масштабного элемента, а блок уравновешивания вьтолнен на п масштабных элементах, первые выводы которых подключены к его информа5 ционному входу, а вторые вьгооды подключены к входам п соответствующих слектрооптических преобразователей, выходы которых являются соответствующими выходами блока уравновешивания

0 и оптически соединены с управляющими ;входами соответствующих блоков с управляемым коэффициентом передачи.

i

IL.

f