УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ФУНКЦИИ ОДНОГО НЕМОНОТОННО ИЗМЕНЯЮЩЕГОСЯ АРГУМЕНТА Советский патент 1968 года по МПК G06G7/26 

Известны устройства для формирования функции, содержащие запоминающее устройство, регистры, схему сравнения и схему выбора направления перехода.

Предлагаемое устройство отличается тем, что содержит схему формирования кода абсолютного значения отклонения аргумента, выход которой подсоединен ко входу схемы сравнения. Другой вход схемы сравнения подключен к выходу запоминающего устройства, а выход схемы сравнения соединен со входом схемы выбора направления перехода.

Это позволяет сократить оборудование устройства.

На чертеже представлена схема описываемого устройства.

Запоминающее устройство (ЗУ) 1 обеспечивает хранение и выдачу по одной адресной команде K_i для каждого участка аппроксимации его длины, кода δx_i и кода крутизны заданной функции. Накапливающий регистр 2 команд K_i предназначен для формирования и хранения кода адресной команды K_i и подачи ее в ЗУ для вызова кодов δx_i и y_i. Схема 3 формирования кода δх абсолютного значения отклонения аргумента от пройденной границы участка аппроксимации состоит из накапливающего регистра 4 и клапанов 5-8. Схема сравнения 9, состоящая из ячейки несовпадения 10 и двух клапанов 11 и 12, обеспечивает сравнение кода δх текущего значения отклонения аргумента с кодом δx_i полной длины данного участка и с нулем и выдачу импульса S при совпадении кода δх с одним из этих значений. Цифровой интегратор 13 предназначен для интегрирования величины кода y_i по аргументу х и получения приращений формируемой функции. Схема 14 определения направления перехода, состоящая из четырех клапанов 15-18, обеспечивает формирование импульса + ΔK - ΔK при переходе значения аргумента через правую (левую) границу участка аппроксимации.

Предлагаемая схема работает следующим образом.

Пусть в исходном положении в регистр 2 введено начальное значение адресной команды K_i, а в регистр 4 схемы 3 - начальное отклонение кода δх аргумента, например от левой границы участка аппроксимации, клапаны 5 и 6 схемы 3 открыты, а остальные клапаны этой схемы и все клапаны схемы 14 закрыты. При этом из ЗУ будут вызываться соответствующие команде K_i коды y_i и δx_i.

Циркуляция кодов в регистрах 2 и 4 и вызов кодов из ЗУ осуществляются с частотой следования рабочих циклов цифрового дифференциального анализатора (ЦДА).

Код У_i выступает в качестве кода регистра подынтегральной функции цифрового интегратора 13, а код δx_i (соответствующий полной длине исходного участка) вместе с кодом δx подается на схему сравнения 9. Клапаны 11 и 12 в начале каждого цикла открываются импульсом управления У₁, а в конце каждого цикла импульс управления У₂ подается на их входы. В исходном состоянии импульсы У₂ не проходят ни через клапан 11 , ни через клапан 12 (δх≠0*)(В частном случае, когда в исходном положении δ_х=δx_i как это видно из дальнейшего изложения, должно быть принято (δх)=0, что соответствует правой границе участка с номером команды K_i или левой границе участка с номером команды K_i+1. В первом варианте в регистр 2, как и указывалось, введено значение, команды K_i, но, кроме того, должен быть еще открыт клапан 15 схемы 14; во втором - начальное значение адресной команды K_i+1 и в исходном положении открыт клапан 16 схемы 14 (а клапан 15 закрыт).), т.е. импульсы S на выходе схемы сравнения отсутствуют.

В процессе вычислений изменяется аргумент X, и на выходе соответствующего интегратора появляются импульсы Δх, которые подаются на схемы 3 и 14. При изменении аргумента в пределах исходного участка в ту или другую сторону будет соответственно изменяться и код в регистре 4 схемы 3, так как импульсы положительного приращения +Δх попадают через клапан 5 на вход «+» полусумматора 19, а импульсы отрицательного приращения -Δх через клапан 6 - на вход «-» (в последнем случае одиночный импульс преобразуется в дополнительный код с помощью динамического триггера 20).

При достижении одной из границ интервала разбиения код δx в регистре 4 схемы 3 совпадает с кодом δx_i либо обратится в нуль. В обоих случаях на выходе схемы сравнения 9 появляется импульс S, который всегда открывает клапаны 5 и 7, закрывает клапаны 6 и 8 и очищает регистр 4.

Если после этого первым поступает импульс положительного приращения +Δх, то он проходит через клапан 5, закрывает клапан 7 и открывает клапан 6, в результате чего импульсы положительного приращения +Δх будут проходить только на вход «+» (через клапан 5), а импульсы отрицательного приращения -Δх - на вход «-» (через клапан 6) полусумматора 19. Если после импульса S первым приходит импульс отрицательного приращения -Δх, то он проходит через клапан 7, закрывает клапан 5 и открывает клапан 8. В этом случае импульсы отрицательного приращения -Δх будут проходить только на вход «+» (через клапан 7), а импульсы положительного приращения +Δx - только на вход «-» (через клапан 6) полусумматора 19. Такое состояние клапанов схемы 3 сохраняется в обоих случаях до прихода следующего импульса S, чем и обеспечивается формирование в регистре 4 кода абсолютного значения отклонения аргумента X от ранее достигнутой границы участка аппроксимации.

Очевидно, что правая граница участка аппроксимации может быть достигнута только за счет импульса положительного приращения +Δх и пройдена при поступлении следующего импульса приращения того же знака, а левая граница может быть достигнута и пройдена за счет двух последовательных импульсов отрицательного приращения -Δх. На этом и основана работа схемы 14 определения направления перехода.

Импульс положительного (отрицательного) приращения +Δх(-Δх), с поступлением которого достигается граница участка, открывает клапан 15 схемы 14. Вслед за этим в том же рабочем цикле приходит импульс S, который проходит через клапан 15 и открывает клапан 17 схемы 14. Если следующим будет импульс положительного (отрицательного) приращения +Δх(-Δх), то он проходит через клапан 17 на вход «+» («-») полусумматора 21 и увеличивает (уменьшает) код адресной команды в регистре 2 на единицу, чем и обеспечивается переход на новый участок.

Если же следующим будет импульс отрицательного (положительного) приращения -Δх (+Δх), то клапан 17 будет закрыт, и код адресной команды останется тем же самым, что соответствует возврату внутрь прежнего участка аппроксимации.

Предлагаемая схема может сопрягаться с ЦДА при использовании в последнем как троичного, так и двоичного способов представления приращений. Схема позволяет при кусочно-линейной аппроксимации заданной функции немонотонно изменяющегося аргумента в случае разбивки диапазона его изменения на участки неравной длины характеризовать каждый из участков не тремя, а двумя параметрами. Предлагаемая схема имеет следующие преимущества: разрядность чисел, определяющих границу участков аппроксимации, и длина регистра схемы 3 выбираются в ней лишь с учетом возможности представления максимальной длины одного участка аппроксимации, а не максимального значения самого аргумента; при реализации схемы с разбиением диапазона изменения аргумента на участки равной длины (причем сама длина участка произвольна) для ее характеристики требуется лишь одно число, тогда как при представлении участков аппроксимации значениями аргумента на их границах количество чисел остается таким же, как и при разбиении на неравные участки.

Устройство для формирования функций одного немонотонно изменяющегося аргумента, содержащее запоминающее устройство, регистры, схему сравнения и схему выбора направления перехода, отличающееся тем, что, с целью сокращения оборудования устройства, оно содержит схему формирования кода абсолютного значения отклонения аргумента, выход которой подсоединен ко входу схемы сравнения, другой вход схемы сравнения подключен к выходу запоминающего устройства, а выход схемы сравнения соединен со входом схемы выбора направления перехода.