Устройство для настройки функционального преобразователя Советский патент 1974 года по МПК G06J3/00 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники.

Известно устройство для настройки функциональных преобразователей, основанных на разложении воспроизводимых функций в степенной ряд.

Такое устройство содержит генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, первым входом блока формирования импульсов, через генератор напряжения аргумента - со входом функционального преобразователя и через генератор эталонных функций - с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого присоединен к выходу функционального преобразователя, а выход через нуль-орган подключен ко второму входу первого блока сравнения, выход которого соединен с первым дополнительным входом функционального преобразователя, остальные дополнительные входы которого подключены через переключатель к выходу блока формирования импульсов.

Недостатком такого устройства является сравнительно низкая точность и большое время настройки одного преобразователя.

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности при настройке функционального преобразователя без ограничения требований к составляющим функциям разложения или аппроксимации.

Для достижения этой цели предложенное устройство содержит знаковый усилитель, блок определения знака, счетчик, вьшлючатель и триггер, вход которого через знаковый усилитель подключен к выходу блока определения знака, а выход присоединен ко второму входу блока формирования импульсов и через счетчик - к управляющему входу переключателя, третий вход блока формирования импульсов через выключатель присоединен к выходу второго блока сравнения и первому входу блока определения знака, второй вход которого присоединен к выходу генератора импульсов.

Структурная схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит генератор 1 напряжения аргумента, коммутационные соединения 2, функциональный преобразователь 3, два блока сравнения 4 и 5, генератор 6 эталонных функций, нуль-орган 7, блок 8 определения знака, переключатель 9, выключатель 10, счетчик 11, блок 12 формирования импульсов, знаковый усилитель 13, генератор импульсов 14 и триггер 15.

Устройство работает следующим образом.

Заданная функция, на воспроизведение которой требуется настроить функциональный преобразователь 3, периодически воспроизводится на выходе генератора 6 эталонных функций и поступает на один из входов второго блока сравнения 5. В качестве составляющих функций используются естественные функции параметров элементов настраиваемого функционального преобразователя 3, и его настройка осуществляется только подбором коэффициентов АО, А, АЬ AS, ..., An используемого разложения функции в степенной ряд f (X) .. Л„ + А. л: + А,.f, W... + А„Г„ (х). На выходе настраиваемого функционального преобразователя 3 воспроизводится произвольная функция ненастроенного преобразователя, которая поступает на второй вход блока сравнения 5. Обе функции воспроизводятся периодически и синхронно и сравниваются в течение одного периода по площади. Равенство сравниваемых функций по площади обеспечивается регулированием дозирования АО до момента, когда интегральное значение сравниваемых функций за период станет равным нулю, после чего производится разделение интегральных значений погрещностей в сравнении двух функций на положительные и отрицательные значения. Эталонная функция с генератора 6 может быть разложена в функциональный полином ср (х) Б, + Бх + Б,, (X) + 5,ср, (.;с) + -}-... + (х). Составляющие функций эталонной функции могут быть точно равны составляющим функциям настроенного функционального преобразователя1 (Х) f 1 (Х), tpj (Х) f, (Х), ..., ср„ (Х) „ (Х) Для выполнения настройки функционального преобразователя при выполнении этих равенств достаточно обеспечить такие равенства А Б„ А Б, А, Б„ ,.... А„ Б„ Равенство сравниваемых функций указывает на то, что суммарная площадь всех положительных всплесков разностной функции равняется суммарной площади отрицательных всплесков этой функции. Поэтому для обеспечения равенства сравниваемых функций достаточно, чтобы интегральное значение разностной функции либо положительное, либо отрицательное в течение всего периода равнялось нулю. Для обеспечения равенства нулю, например, только интегрального значения положительных полуволн разностной функции достаточно поочередно отрегулировать дозирование составляющих функций заданной воспроизводимой функции функционального преобразователя 3. При этом во всех случаях непрерывно поддерживается равенство Ао Бо. При подведении от генератора 1 напряжения аргумента, изменяющегося по линейному закону, на вход функционального преобразователя 3 на его выходе воспроизводится функция, не совпадающая с функцией, поступающей на блок сравнения 5 с выхода генератора 6 эталонных функций. Нуль-орган 7 интегрирует разностную функцию на выходе блока сравнения 5 и на еговыходе формируется ступенчато изменяющееся напряжение положительной или отрицательной полярности в зависимости от того, какой полярности получается интегральное значение полуволн разностной функции. Неравенство площадей сравниваемых функций устраняется с помощью блока сравнения 4, с выхода которого на дополнительный вход функционального преобразователя 3 подается серия нарастающих по амплитуде импульсов, создающая регулируемое постоянное напряжение в соответствии с членом АО полинома. На второй вход блока 4 поступают синхронизирующие импульсы с выхода кварцевого генератора импульсов 14. Одповременно с блока 12 формирования импульсов поступает серия нарастающих импульсов тока через переключатель 9 на один из дополнительных входов функционального преобразователя 3. Время настройки коэффициента А выбрано существенно больщим по сравнению со временем настройки коэффициента AQ. Поэтому настройка А происходит с заметной задержкой, при которой постоянно поддерживается равенство . Настройка коэффициента А в какую-либо сторону вызывает увеличение или уменьщение интегрального значения разностной функции за период ее действия, например только ее положительных полуволн. Блок 8 определения знака определяет знак этого изменения. Если знак отрицательный, что указывает на то, что сравниваемые функции расходятся, то срабатывает знаковый усилитель 13, который переключает с помощью триггера 15 полярность импульсов генератора 14 в блоке 12 формирования импульсов. Импульсный ток на выходе блока 12 сначала скачком уменьщается до нуля, затем вновь будет нарастать и тем самым влиять на настройку коэффициента в преобразователе. Сравниваемые функции в данном случае будут приближаться, и блок 8 определения знака на своем выходе выдаст положительное напряжение. Такое состояние при настройке А принято в устройстве нормальным, поэтому триггер 15 останется в прежнем состоянии. Изменением величины А добиться равенства сравниваемых функций невозможно, поэтому наступит момент, когда на входе блока 8 знак входного сигнала изменится на противоположный. При этом срабатывает знаковый усилитель 13. Триггер 15 срабаывает от отрицательных импульсов знаковоо усилителя 13 и переключает полярность наастающих импульсов тока блока 12 формиования импульсов. Одновременно с этим четчик импульсов 11 с делением количества оступивщих на него импульсов на два затавляет сработать переключатель 9 на натройку коэффициента AI. Если случайно выранное направление импульсов нарастающего тока блока 12 формирования импульсов окажется таким, что сравниваемые функции будут расходиться, то блок 8 через знаковый усилитель 13 переключит триггер 15 в другое состояние, которое переключит полярность выходных импульсов блока 12 на противоположную. Счетчик импульсов 11 не срабатывает, но подготавливается для переключения переключателя 9 на настройку коэффициента А2, которое произойдет сразу же, как только на входе знакового усилителя 13 появится сигнал отрицательной полярности.

Таким образом, автоматическое приближение двух сравниваемых функций происходит по обеспечению равенства нулю интегрального значения положительных всплесков разностной функции. Поочередная настройка составляющих функций воспроизводимой функциональным преобразователем 3 функции периодически повторяется до тех пор, пока не наступит полное совпадение сравниваемых функций.

Такое состояние определяется нуль-органом 7, который при напряжении на его входе, меньшем порога срабатывания, отключает блок 12 формирования импульсов и дает сигнал об окончании настройки функционального преобразователя 3 на воспроизведение заданной функции.

Описанное устройство может быть использовано для настройки, например, функционального преобразователя, выполненного на аналоговых магнитных запоминающих и регулирующих элементах с немеханической настройкой их параметров.

В этом случае количество составляющих функций равно десяти и количество циклов

регулирования равно трем. Время, необходимое для настройки такого функционального преобразователя на воспроизведение заданной функции, составляет 3-5 сек.

Предмет изобретения

Устройство для настройки функционального преобразователя, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с первым

входом первого блока сравнения, первым входом блока формирования импульсов, через генератор напряжения аргумента - со входом функционального преобразователя и через генератор эталонных функций - с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого присоединен к выходу функционального преобразователя, а выход через нуль-орган подключен ко второму входу первого блока сравнения, выход которого соединен с первым

дополнительным входом функционального преобразователя, остальные дополнительные входы которого подключены через переключатель к выходу блока формирования импульсов, от л и ч а ю тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, устройство содержит знаковый усилитель, блок определения знака, счетчик, выключатель и триггер, вход которого через знаковый усилитель подключен к выходу блока определения

знака, а выход соединен со вторым входом блока формирования импульсов и через счетчик - с управляющим входом переключателя, третий вход блока формирования импульсов через выключатель подключен к выходу

второго блока сравнения и первому входу блока определения знака, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов.

2 г-----, 7 ,--.p

ц-.«-а-зв| 5 ««. I e