Функциональный преобразователь Советский патент 1991 года по МПК G06G7/26 

§

(Л

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в качестве нелинейного блока в аналоговых вычислительных машинах или системах управления. Целью изобретения является расширение класса воспроизводимых функций. Функциональный преобразователь содер жит первый 1, второй 2 и третий 3 сумматоры, первый 4, второй 5 и третий 6 умножители, информационный вход 7, первый выход 8, второй выход 9 и шину 10 опорного напряжения. Достижение поставленной цели обеспечено за счет новых связей между составными элементами устройства. 1 ил.

о to

00

о о

т,

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в качестве нелинейного блока в аналоговых вычислительных машинах или системах управления в качестве устройства для линеаризации датчиков или устройства предварительной обратной измерительной информации.

Целью изобретения является расширение класса воспроизводимых функций .

На чертеже представлена структурная схема функционального преоб- раэователя.

Функциональный преобразователь содержит первый 1, второй 2 и третий 3 сумматоры, первый 4, второй 5 и третий 6 умножители, информацион- ный вход 7, первый выход 8 и второй выход 9 и шину 10 опорного напряжения ,

Функциональный преобразователь работает следующим образом.

Пусть на второй вход сумматора 2 с входа 7 поступает сигнал Ux. На его первый и третий входы поступают сигналы Uff и с выходов умножителей 5 и 4 соответственно, а на чет- вертый вход - сигнал и„ с его выхода

Первый и третий входы сумматора 2 являются инвертирующими, а второй и четвертый - неинвертирующими, Коэффициент К Ј2. передачи сумматора 2 по второму входу равен 1. На выходе сумматора 2 формируется сигнал U, определяемый равенством

U2.UX- K2,U5--K2,b4+K24U1, (J)

где К i и козффициенты передачи сумматора 2 по перво му, третьему и четвертому входам соответст- венно.

Сигнал U поступает на входы умножителя 4, на выход 8, на второй вход умножителя 5, на четвертый вход сум- матора 1 и на третий вход сумматора

На выходе умножителя 4 формируется сигнал 1Ц, равный произведению сигналов на его входах:

- ,,2

2

(2)

который поступает на первый вход умножителя 5, на третьи входы сумма ТОров 2 и 1 и на второй вход суммато Ра 3.

На выходе умножителя 5 формируется сигнал U.-, равный произведению сигналов на его входах:

U5- V4 U2 О)

который поступает на первый вход сумматора 2 и на второй вход сумматора 1,

Решая уравнения (1), (2) и (3) совместно, можно записать

UЈ tfX-K4lU -K2gU + К. (4)

Если установить коэффициенты передачи по входам сумматора 2 равными:

К 2.4- 2 1;

к 23 О то получим

Ut 4lЈ.(5)

Ести установить коэффициенты передачи по входам сумматора 2 равными

к 24 кг з 1;

к

и

о,

то получим

U,

л1и„.

(6)

Если установить коэффициенты передачи по входам сумматора 2 равными

п

о

д

Q

5

5

К

21

к24 к2Э о,

U 2. Ux; U4 Ч5

u5 uj.

то в соответствии с уравнениями (1), (2) и (3) получим:

(7) (8) (9)

На первые входы сумматоров I и 3 поступает опорное напряжение UQ с шины 10. В сумматоре 3 все входы неинвертирующие. На выходе сумматора 3 формируется сигнал U, определяемый равенством

и, к31 и0 + кд2и4 + к,3и2,

где К51 К32 Кзз - коэффициенты передачи сумматора 3 по первому второму и третьему входам соответственно.

С учетом уравнений (7), (8) и (9) можно записать:

U3 Ь0 + Ь,иЛ + bgUj , (10) где bQ, Ъц, Ъ„ - постоянные коэффициенты, определяемые равенствами:

Ъ0 К51ио

ь, к33;

Ъ4 К32,

Сигнал 11з с выхода сумматора 3 поступает на второй вход умножителя 6.

На пятый вход сумматора 1 посту-т пает сигнал U с его выхода,, а на шестой - сигнал Ug. с выхода умножителя 6, В сумматоре 1 шестой вход

является инвертирующим, остальные входы - неинвертирующимн. Коэффициенты передачи по пятому и шестому входу сумматора устанавливаются равными 1. Сигнал U на выходе сумматора 1 определится как

и

Кп ио+клг VKi3. г+и-Г

(Ч)

где - коэффициент передачи сумматора1 по i-му вхслу

(i - 1,4).

Совместно решая уравнения (7), (8), (9) и (11), получим

и,

a0+alux+4ux

где а о К 4,U0 ; а „

3

К (4 йг

+а31х

(12)

К

К

13

12с выхода

а ,

Сигнал И, с выхода гумматора поступает на первый вход умножителя 6 и на выход 9 преобразователя. На выходе умножителя 6 формируется сигнал U, равный произведению CHI нало на его входах:

U

6 иГ U3(13)

Решая уравнения (10), (12) (13) совместно.

U

получим: ao+a y +aiUx +a5Ux Ьо+цйд+Ь ОУ

Таким образом, на выходе сумматора 1 и на выходе 9 преобразователя, как и в прототипе, формируется функция входного сигнала, представляющая собой рациональную дробь третьей степени. Это позволяет предла аемо- му преобразователю формировать все нелинейные зависимости входного сигнала, которые формирует прототип, и обеспечить аппроксимацию с точностью не хуже, чем прототип.

Однако, как видно из уравнений . (6) и (5), дополнительно к этому преобразователь позволяет получить на

628061°

выходе 8 сигналы, соответствующие функции извлечения квадратного и кубического корня на входного сигнала без методической погрешности. Формула изобретения

5

Функциональный преобразователь, содержащий три умножителя и три сумматора, первые входы первого и третьего сумматоров соединены с шиной опорного напряжения, первый вход второго сумматора соединен с выходом второго умножителя и вторым входом

первого сумматора, второй вход третьего сумматора соединен с выходом первого умножителя и третьим входом второго сумматора, выход второго сумматора является первым выходом преобразователя, а первый вход первого умножителя соединен с вторым входом второго умножителя, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций в нем, первый выход преобразователя соединен с четвертыми входами первого и второго сумматоров, с первым ы вторым входами первого умножителя и с третьим входом третьего сумматора,

выход перво о умножителя соединен с первым входом второго умножителя и с третьим иходом первого сумматрра, а выход первого сумматора является вторым выходом преобразователя и

соединен с пятым входом первого сумматора и с первым входом третьего умножителя, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, а выход - с шестым входом первого

сумматора, при этом второй вход второго сумматора соединен с информационным входом преобразователя.