МАГНИТНЫЙ АДАПТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ Советский патент 1971 года по МПК H03K17/82 

Предложенный магнитный адаптивный элемент относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использован в тех случаях, когда требуется осуществлять у у1ножение двоичной 1,0; -1, +1 или троичной -1, 0+1 входной переменной X на коэффициент передачи, который в процессе адаптации - может изменяться в пределах от - 1 до +1 и оставаться неизменным после окончания процесса адаптации. Такие элементЕ) необходи.мы для построения различных адаптивных систем.

Известно использовапие .цля построения адаптивных элементов разветвленных магнитных сердечников (трансфлюксоров), изготовленных из материала с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ).

Известны магнитные адаптивные элементы, построенные ца основе двух- и трехотверстных трансфлюксоров, выполняющих функцию запоминания коэффициента передачи К, и двух тороидальных сердечников, служащих для формирования импульсов, управляющих коэффициентом передачи.

На стадии управления коэффициентом передачи цифровая входная переменная X представлена током сл1ещения 1,-м, подаваемым в одноименные обмотки гороидальных сердечников, и знакопеременным током считывания гсч; поступающим Б обмотки считывания трансфлюксоров. При токи смещения и считывания быть включены, при Х 0- выключены, т. е. для ввода входной переменной необходима коммутация двух электрических цепей, что является существенным недостатком, приводящим к увеличению числа входных коммутирующих ключей. Кроме этого, с точки зрения улучщения сходимости процесса адаптации желательно входную

переменную представлять в коде -1, +1.

Целью предложенного изобретения является осуществление ввода в адаптивный элемент входной переменной, представленной в коде - 1, +1, коммутацией одной электрической

цепи. Это достигается путем последовательного соединения четырех одинаковых выходных обмоток и последовательного соединения обмоток подготовки формирующих тороидальных сердечников с обмотками считывания

трансфлюксоров.

На чертеже представлена схема описываемого элемента.

Предложенный адаптивный элемент состоит из четырех тороидальных сердечников /-4,

изготовленных из магнитного материала с ППГ, на которые нанесены формирующие обмотки 5, причем формирующие обмотки тороидальных сердечников 2 и 3 включены последовательно - встречно с формирующими адаптации, включенные последовательно - согласно, нанесены на сердечнпки 1 и 2. 06моткн 7 адаптации, включенные последовательна - согласно, нанесены на сердечники 3 и 4. Обмотки 8 подготовки, нанесенные на сердечники 2 и 4, включены встречно обмоткам адаптации этих же сердечников. Обмотки 9 подготовки, нанесенные на сердечники 1 н 3, включены встречно обмоткам адаптации этих же сердечников. На обоих четырехотверстных трансфлюксорах 10 и 11, изготовленных из материала с ППГ, нанесены обмотки 12 считывания, нанесенные на перемычкн а, причем эти обмотки соединены последовательно - согласно между is собой и последовательно с обмотками 8 тороидальных сердечников 2 н 4. Обмотки 13 считывания, нанесенные на перемычки б, соединены последовательно - согласно между собой и последовательно с оомотками 9 тороидальных 20 сердечников 1 и 3. Обмотки 14 считывания, нанесенные на перемычки а, включены последовательно - согласно между собой и последовательно с последовательно - согласно между собой включенными обмотками 15 счи- .25 тывания, нанесенными на перемычки б. Выходные обмотки 16, нанесенные на перемычки а, включены последовательно - встречно между собой и последовательно с носледовательно - встречно между собой включенньг- зо ми обмотками 17. Обмотки управления is, соединенные параллельно - встречно, подключены к формирующим обмоткам 5. Обмотки 19 намагничивания, включенные последовательно, нанесены на перемычки в трансфлюк- 35 соров. Кроме этого, обмотки 14 включены встречно обмоткам 12, обмотки 15 - встречно обмоткам 13, обмотки 19 и 17 трансфлюксора 10 включены встречно одна другой, обмотки 19 40 и 17 трансфлюксора // также включeнjзI встречно одна другой. К клеммам 20 и 21 подключены идентичные источники тока, причем импульсы источника, подключенного к клеммам 21, задержаны на полпериода отно- 45 сительно импульсов источника, подключенного к клеммам 20. К клеммам 22 подключен источник постоянного тока, а к клеммам 23 - двух- или трехпозиционный ключ (в зависимости от кода представления входной пере- 50 менной). Левое положение ключа соответствует значению входной переменной Х + 1, среднее - Х 0, правое - Х - 1. К клеммам 24 и 25 подключены источники токов адаптации. Ток 55 адаптации /а, протекающий по обмоткам 6, имеет знак «+, а ток, протекающий по обмоткам 7, - знак «-. Допустим, что входная переменная Х + 1, тогда импульсы тока , протекающие по обмот- 60 кам 9, переводят сердечники / и 5 в одно510 па п знак адаптируемого коэффициента передачи отождествляется с импульсом напряжения (УВЫХ. снимаемого с клемм 26, который пропорционален разности остаточных .магнптпых потоков Фост и Фост, трансфлюксоров 10 и // соответственно: /ных сс(Фост, - Фост:), где а - коэффициент пропорциональности. Следует учесть, что остаточные потоки трансфлюксоров могут меняться в пределах от -Фа до +Ф2, где -Фз - максимальный отрицательный поток перемычки а (б) трансфлюксора, а +Ф2 - максимальный положительный поток этих же перемычек. В пределах нормированной области коэффициент передачи может принимать значения от -1 до , включая и 0. Импульсный ток, протекаюш.ий но обмоткам перемагничивает перемычки б трансфлюксоров в состояние, противоположное тому, вызвано перемагничиванием тока, проторос вызвано перемагничиванием тока, протекающим но обмоткам 13, в результате чего вокруг перемычек б создается знакопеременная намагничивающая сила, которая и производит считывание запомненного коэффициента передачи, установленного в процессе адаптации. При Х - 1 происходит аналогичный процесс подготовки сердечников 2 и - и считывание 3anoMHeHHoVo KoVq ij) пер7дач ; с перемычек а. Заметим, что после окончания нроцесса подготовки тороидальные сердечнпки не представляют супдествепного сопротивления для источника тока считывания. Следует отметить, что импульс выходного напряжения, снимаемого с клемм 26, имеет различную полярность в зависимости от значения входной переменной (-(-1 или -1), та .„.„„ ... „„„„..„ .,„„. „„...„„.. кое инвертирование полярности выходного импульса осуществлено встречным включением обмоток 16 и 17. При Х 0 элемент отключается от источника тока считывания, приложенного к клеммам 20. При считывании магнитного потока, соответствующего установленному коэффициенту передачи, с перемычек а (б) импульсный однополярный ток, протекающий по обмоткам 15 (14), нанесенным на перемычки б (а), не наводит напряжения на обмотках 17 (16). Процесс изменения коэффициента передачи осуществляется подачей тока адаптации в обмотки 6 или 7, в результате чего на формирующих обмотках наводится управляющий импульс, который изменяет магнитное состояниетрансфлюксоров в противоположных друг другу направлениях. Легко проверить (пользуясь методом зеркальных отражений), что схема управляющих импульсов обеспечивает пощаговое изменение коэ(||фициента передачи в соответствии с формулой:

Знак выходного нанряжения определяется выраженнем: 6вых КХ, где К - коэффициент передачи.

Указанный алгоритм коэффицнспта передачи и алгоритм, определяющий полярность выходного напряжения, необходимы для обеспечения синтеза адаптивных систем.

Экспериментальные исследования показали полную работоспособность предложенного адаптивного элемента.

Четырехотверстные трансфлюксоры, показанные на схеме, могут быть заменены серийно выпускаемыми пятиотверстными трансфлюксорами, при этом одно отверстие трансфлюксора не будет использоваться.

Кроме этого, если на клеммы 21 включить постоянный ток, то, не внося никаких изменений Б функциональные возможности элемента обмотку 19, устраняющую падающий участок характеристики адаптации, можно исключить, и, следовательно, использовать серийно выпускаемые трехотверстные трансфлюксоры.

Рассмотрение схемы на четырехотверстных трансфлюксорах обусловлено ее экономичностью по сравнению со схемой на трехотверстных траисфлюксорах.

6 П р е ;i м е -г изобретен и я

1.Магнитный адаптивный элемент, содержащий трансфлюксоры с обмотками считываНИИ, управления, намагничивания и выходными и тороидальные формирующие сердечники с обмотками подготовки, адаптации и формирующими, отличаюш,ийся тем, что, с целью облегчения ввода входной переменной, цредставленной в коде -1, -J-1 или -1,0, +1, выходная цепь элемента образована в виде носледовательного соединения четырех одинаковых выходных обмоток, расположенных но одной в каладом нз двух малых отверстий

каждого трансфлюксора, причем выходные обмотки каждого трансфлюксора соединены встречно одна другой и встречно аналогичным выходным обмоткам другого трансфлюксора, а обмотки подготовки двух пар сердечНИКОВ н обмотки считывания трансфлюксоров подключены к источнику тока через контакты трехпозиционного переключателя.

2.Элемент по п. I, отличающийся тем, что, с целью ввода информации (записи) в режиме адаптации путем коммутации только одной электрической цени, обмотки подготовки формирующих тороидальных сердечников соединены последовательно с обмотками считывания трансфлюксоров.