Функциональный преобразователь Советский патент 1990 года по МПК G06G7/25 

i

(21)4480662/24-24

(22)07.09.88

(46) 07.06.90. Бюл. № 21

(71)Специальное конструкторское бюро вычислительной техники Института кибернетики АН ЭССР

(72)Л.И.Волгин

(53)681.3 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР tf 1300507, кл. G 06 С 7/25, 1985.

(54)ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

(57)Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и автоматики и может быть использовано для моделирования финитных функций

в (N+1)-мерном пространстве, в системах авторегулирования и управ пения многомерными процессами, в системах автоматики с разрывным управлением и перестраиваемой структурой. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Преобразователь содержит 2N аналоговых релейных элементов 1(, которые оГчедиж- ны по два, образуя пары аналоговых релейных элементов. В каждой паре вь ход переключателя предыдущего релейного элемента присоединен к второму входу переключателя последующего рр- лейного элемента, первый вход переключателя первого аналогового релейного элемента присоединен к информационному входу 4 преобразователя, выход каждого переключателя второго аналогового релейно о элемента пр ды- дущей пары присоединен к первому входу переключателя первого аналогового релейного элемента последующей пары. Вторые входы компаратороя в каждой паре аналоговых релейные элементов объединены и присоединены соответственно к N управляющим входам 6,62, ...,6N преобразователя. 4 ил.

с Ј

(Л

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и автоматики и может быть использовано для моделирования финитных функций в (N + 1) - мерном пространстве, в системах авторегулирования и управления многомерными процессами, в системах автоматики с разрывным управлением и перестраиваемой структурой. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Преобразователь содержит 2N аналоговых релейных элементов 1₁, 1₂ ... 1_2N, которые объединены по два, образуя пары аналоговых релейных элементов. В каждой паре выход переключателя предыдущего релейного элемента присоединен к второму входу переключателя последующего релейного элемента, первый вход переключателя первого аналогового релейного элемента присоединен к информационному входу 4 преобразователя, выход каждого переключателя второго аналогового релейного элемента предыдущей пары присоединен к первому входу переключателя первого аналогового релейного элемента последующей пары. Вторые входы компараторов в каждой паре аналоговых релейных элементов объединены и присоединены соответственно к N управляющим входам 6₁, 6₂ ... 6_N преобразователя. 4 ил.

Фиг.1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и автоматике и может быть использовано для моделирования финитных функций в (N-H)- мерном пространстве, в системах авторегулирования и управления многомерными процессами в системах автоматики с разрывным управлением и перестраиваемой структурой.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет воспроизведения операций селектирова- ния заданного участка функций в (N+O-мерном пространстве, где N«1 , 7 Я

- у

На фиг.1 изображена базовая схема преобразователя; на фиг.2 - схема аналогового релейного элемента; J на фиг.З - реализация базовой схемы преобразователя; на фиг.4 - примеры воспроизводимых устройством финитных функций.

Преобразователь содержит 2N аналоговых релейных элементов 1а, 13, . ..,, которые объединены по два, образуя пары аналоговых релейных элементов. Каждый аналоговый релейный элемент (фиг.2) содержит компаратор 2, выход которого соединен с управляющим входом переключателя 3. Если напряжение на неинвертирующем (первом входе компаратора 2 больше напряжения на его инвертирующем (втором входе), то переключатель 3 находится в верхнем по фиг.2 положении, если меньше, то - в нижнем.

Информационный вход 4 преобразователя, на который подается сигнал Y (селектируемая функция), соединен с первым входом переключателя 3 первого аналогового релейного элемента 1 . Первые входы (неинвертирующие) комZ YKX XjKXjrX.mXa-X.jmX -Ха) ,... ,1(Хм-Х)1(Х2ц-Хц) ,

т е ПРИ X €ЈX,,VbXzelX.X2JХпе х

|0 - во всех других случаях.

Выходной сигнал равен Y, если уп- , равляющие переменные Х ,Xg, ... ,Х|ц

лежат внутри N-мерного куба, и равен нулю, если хотя бы одна из переменных Х сГх ,,Х,... ,Х N находится вне N-мерного куба, заданного задающими напря- жениями X,j, (j 1,2,... ,N).

В общем случае входная переменная Y™ tf (Х,,Хг,... ,ХН) является функцией N переменных Xt, X2, ...,Хц (входной

параторов соединены с шинами 5t

Х2

,ЭЈМ задающих напряжений и

и X2N. Причем

i

х, хц

X г и Х22 ,.,. ,Х 1Н

Х2Ј Х НИ Х

7Н5

Вторые (инвертирующие) входы компараторов в каждой паре аняпоговых релейных элементов объединены и присоединены соответственно к управляю- Q щим (селектирующим) входам 6,, 6lt ...,6N преобразователя.

Выход переключателя второго аналогового релейного элемента каждой пары соединен с первым входом переключателя первого аналогового релейного элемента следующей пары, выход переключателя второго аналогового релейного элемента N-й пары является выходом 7 преобразователя. Первый вход переключателя второго аналогового релейного элемента и второй вход переключателя I первого аналогового релейного элемента каждой пары соединены с шиной нулевого потенциала, выход переключателя первого аналогового релейного элемента в каждой паре соединен с вторым входом переключателя второго аналогового релейного элемента.

Преобразователь работает следующим образом.

Выходные сигналы на выходах второ0

5

0

го

г и четвертого

5

0

Ц релейных элементов определяются соответственно выражениями:

Z,YI(X(-X(,)I(XirX,); Z2-YI(X,-XH)I(,-X )l(Xj-X )1( -Х„).

tl при О при , есть единичная функция.

Выходной сигнал преобразователя определяется выражением

N

сигнал формируется путем подачи управляющих переменных X,,Xt,...,Х на функциональный преобразователь if В-частном случае Y может не зависеть от переменных X,, X,,...,XN.

Преобразователь (фиг.1) при независимых управляющих переменных Х, X, ..., Х воспроизводит операцию селектирования (выделения) заданного участка гиперповерхности Y Ч(Xj,Xf,

51569849

., Xjf) . Выделенный участок if гипер- ф оверхности (f является финитной функией, поскольку вне этого участка формированная устройством функция

(X, ,XSХм) равна нулю.

Если m из N управляющих переменных

со м в х те ан не вт го к пе ан ет ва чт ны уч кр со ре ло ко го с на эл па вт па со уп вы го со ля ме пе эл пр ча эл пе та ле ля ме вх во

XЈ,...,XN являются зависимыми, то устройство в пределах заданного гиперкуба на заданном участке гиперповерхности (N-H )-го порядка выделяет гиперповерхность более низкого (N-H-m)-ro порядка. Если все управляющие переменные являются зависимыми, то устройство в пределах заданного участка гиперповерхности выделяет пространственную кривую (N-H)-ro порядка.

На фиг.З представлена реализация преобразователя при . Блоки 8 и 9 преобразования с функциями преобразования X,-f ,(X) и (X).

На фиг.4а изображена финитная функция, воспроизводимая преобразователем при (трехмерное пространство) и Y const. I

На фиг,46 изображены две функции, воспроизводимые преобразователем при Y const и ,, (блоки 8 и 9 являются маштабирующими звеньями с коэффициентами передачи ) и , 0-..С-ЛЛ 8 и 9 являются маштабирующими звеньями с К,1 и ).

Таким образом, преобразователь воспроизводит операцию селектирования заданного участка гиперповерхности в (Ы+1)-мерном пространстве (при независимых .управляющих переменных) и операции селектирования на этом выделенном участке гиперповерхностей более низкого порядка (если часть управляющих переменных являются зависимыми) и пространственных кривых (если все управляющие переменные являются зависимыми между собой).

При этом известный преобразователь воспроизводит функцию при .

ф

0

5

0

5

ормула изобретения

Функциональный преобразователь, содержащий N аналоговых релгчных элементов, ажлый из которых выполнен в виде компаратора, подключенного выходом к управляющему вхочу переключателя, первые входы компараторов N аналоговых релейных элементов соединены с N шинами задающих намряжрттй, второй вход компаратора первого аналогового релейного элемента подключен к управляющему входу преобразователя( первый вход переключателя первого аналогового релейного элемента является информационным вхолом преобразователя, о т л и ч а ю п и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем селектнрованмя участков (Ьункцнм и пространственных кривых в (N+1)-мерном пространстве, содержит дополнительно N аналоговых релейных элементов, выполненных аналогично основным, причем первые вхогк компараторов дополнительных N анал говых релейных элементов соединены с дополнительными .шинами задающих напряжений, 2N аналоговые релейные элементы объединены по два, образуя пары аналоговых релейных элементов, вторые входы компараторов в каждой паре ббъединены и подключены, начиная со второй пары, к дополнительным N-1 управляющим входам преобразователя, выход переключателя второго знало: ово- го релейного элемента каждой пары соединен с первым входом переключателя первого аналогового релейн. го элемента следующей пары, выход второго переключателя аналогового релейного элемента N-й пары является выходом преобразователя, первый вход переключателя второго аналогового релейного элемента и второй вход переключателя первого аналогового релейного элемента каждой пары соединены с шиной нулевого потенциала, выход переключ те- ля первого аналогового релейного элемента в каждой паре соединен с вторым входом переключателя второго аналого- вого релейного элемента.

0

5

0

5

JW

41

21

«

/

пЛ

г

Ъ

Фиг.з

И | | я

х,

/

/ Xrfi

Фиг. и