Устройство для воспроизведения функций двух переменных Советский патент 1978 года по МПК G06G7/26 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ФУНКЦИЙ ДВУХ

ПЕРЕМЕННЫХ зователя с изменяемым напряжением сме щения, третий вход которого подключен к второму входу устройства и первому входу блока коррекции, второй вход этого блока подключен к первому входу устройства, первый вход первого масштабного блока соединен с выходом вто рого функционального преобразователя одной переменной, а второй вход - с выходом блока выделения старшего разряда. На фиг. 1 представлена Функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - пример кусочно-личейной аппроксимации семейства функций двух переменных f(x,v) ; на фиг. 3 - пример кусочно-линейной апороксимации семейства ошибок f2(x,v), на фиг. 4 - семейство кривых смещения Z , ( V) ) ; на фиг . 5 - семейство кривых g. («/) . Устройство для воспроизведения функции двух переменных (фиг. 1) содержит функциональный преобразователь 1 с изменяемым напряжением смещения, блок 2 коррекции, функциональные преобразователи 3 и 4 одной переменной, блок 5 выделения старшего разряда, блок 6 вычитания, сумматор 7, масштабные блоки 8 и 9. Устройство работает следующим образом. Для воспроизведения семейства функ ций fCx,) производится кусочно-линейная аппроксимация кривых, ограничивающих область определения заданно функции по одной из переменных (например, по v ). Аппроксимация кривой ) производится так, что узлы излома имеют ординаты, управляю щие, представленные кодом, у которого в старшем разряде - целые числа, а в остальных разрядах - нули. Втора кривая, ограничивающая область опред ления заданной функции, аппроксимиру ся отрезками прямых, параллельными о резкам прямых, аппроксимирующих пер вую кривую.соответствующие узлы излома кривых f(x,v) и fCx,) соединяются прялвлми линиями, между ними проводятся параллельные отрезки, аппроксимирующие остальные кривые семе ства функций двух переменных (фиг. 2 Полученное таким образом семейст во линейно-ломанных f(X,y) воспроизводит заданное семейство функци с некоторой ошибкой, которая также я ляется функцией двух переменных f(x, (фиг. 3). Суммируя указанные семейст ва, можно получить заданное семейство функций f(It,V) с погрешностью, не превьвнающей допустимую величину. В результате аппроксимации семейства f(X,v) также можно построить семейство кривых смещения аппроксими рующих прямых по оси X. Z,- (v), где 1 - номер участка аппроксимации (i у i, 2, ..., П } , а И - общее число участков аппроксимации (фиг. 4). Фун ия z (v) для одного из участков ппроксимации (например, ) оспроизводится функциональным преобазователем 3. Предварительно функция 2(v) кусочно-линейно аппроксимирутся так же, как функция f(x,V). Работа функционального преобразоателя управляющемся при помощи старшего разряда правляющей координаы. Управляющий сигнал снимается с ыхода блока 5 выделения старшего разяда. Кривые семейства 2 (у) для остальных участков аппроксимации связаны с кривой z (у) линейной зависимостью, которая следует из параллельности аппроксимирующих кривых семейства f(x,v) на каждом участке. Таким образом,для получения всего семейства Z,- (у) достаточно на выходе функционального преобразователя 3 поставить масштабный бг.ок 8, выполненный, например, на резисторных матрицах, суммирующих усилителях с резисторами в обратной связи, источниках постоянного напряжения и блоках переноса в старший разряд. Резисторными матрицами и источниками постоянного напряжения управляют ключи, которыми, в свою очередь, управляет блок 5 выделения старшего разряда. При срабатывании соответствукицих ключей на выходе схемы, состоящей из функционального преобразователя 3 и масштабного блока .8, можно получить любую кривую из семейства 2,- (V). В результате аппроксимации заданного семейства f (X,V) также можно построить семейство кривых g (у) (i 1,2,, И ) (фиг. 5) . Переменная представляет собой разность между значениями функций f ( у) и f(x,-, s), где - значение переменной X в точке излома i -го участка аппроксимации любой кривой семейства f(x.,) , а - значение переменной X в точке излома 1 -го участка аппроксимации кривой f(x,y). Семейство кривых -С) воспроизводится аналогично семейству кривых Z (.v) функциональным преобразователем 4 и масштабным блоком 9. Кривые семей-.тва С) связаны с кривой 6f воспроизводимой функциональным преобразователем 4, пропорциональной зависимостью, поэтому масштабный блок 9 можно выполнить, например, только на резисторных матрицах, суммирующих усилителях с резисторами в обратной связи и блоках переноса в старший разряд. Переменной g,соответствует вектор напряжения U U41-U42-U43Функциональный преобразователь 1 работает аналогично функциональному преобразователю 3. В исходном состоянии проводимости резисторных матриц функционального преобразователя 1 настроены пропорционально разрядам коэффициента наклона кривой f(x,v) на первом участке аппроксимации. На вход суммирующих усилителей функционального преобразователя 1 действует переменный вектор напряжения смещенияV(у с выхода масштабного блока 8, соответ ствующий кривой смещения z (v). При изменении векторов напряжения и 1л (J , соответствующих переменным X и v на выходе функционального преобразователя 1 получается вектор напряжения Uj , соответствующий первому участку семейства линейноломанных ,) . При переходе на второй участок аппроксимации долж ны открываться соответствующие ключи масштабных блоков 8 и 9 и резисторных матриц функционального преобразоЬателя 1, при этом к входам суммирующих усилителей функционального преобразователя 1 подключается переменный вектор напряжения (s) , со ответствующий кривой смещения ), а на выходе схемы, состоящей из функционального преобразователя 4 и масштабного блока 9, получается перемен ный вектор напряжения, соответствую Kp«.oi, ,Т : Аро.;д„;о;;„-ре зисторных матриц функционального пре образователя 1 настраиваются пропорционально разрядам коэффициента накло на кривой fCx,) на втором участке аппроксимации. Управляющим сигналом для срабатывания ключей является сигнал, поступакшхий с блока 5 выделения старшего разряда.Управляющим сигналом для бло ка 5 является сигнал, соответствующий значению функции ,,), У которого в старшем разряде целое число, а в остальных разрядах нули, то есть блок 5 срабатывает только тогда когда на его входе появляется напряжение, соответствующее узлам излома кривой f(X,v) заданного семейства кривых f (Х, ) , Таким образом, для воспроизведения любой другой линейно-ломанной семейства f(x,j), необходимо из вектора напряжения U с выхода функ ционального преобразователя 1 вычесть вектор напряжения U. с выхода масшта ного блока 9, соответствующий 9,-) ,V)-f(K,-,v,) , тогда при х х tx,)f(X.,-,) а на выходе блока 6 вычитания получается вектор напряжения, соответствующий .J). то есть блок 5 срабатывает. Благодаря использованию функционального преобразователя 4, масштабного блока 9 и блока 6 вычитания, бло 5 выделения старшего разряда срабатывает в том случае, если на выходе функционального преобразователя 1 появляется вектор напряжения, соответствующий точкам излома остальных кривых заданного семейства {(x,v)Блок 2 коррекции аналогичен функци ональному преобразователю I и воспроизводит семейство ошибок ,) (фиг. 3). Складывая вектор напряжения УЗ с выхода функционального преобразователя 1, и вектор напряжения U с выхода блока 2 коррекции, соответствующий f2 ( X,v) , на выходе сумматора 7 получается вектор напряжекоторый соответствует заданному семейству кривых f(X, допустимой погрешностью. Применение данного устройства при моделировании систем автоматического управления на аналого-цифровых и цифровых вычислительных установках позволяет получить технико-экономический эффект, заключающийся в существенном расширении класса воспроизводи№лх функций двух переменных при сравнительно простой структуре устойства. Формула изобретения Устройство для воспроизведения функций двух переменных, содержащее функциональные преобразователи одной переменной, входы которых являйтся соответственно первым и вторым входами устройства, блок выделения старГх Г лГ,.. ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций, оно содержит масштабные блоки, функциональный преобразователь с изменяемым напряжением смещения, блок коррекции и сумматор, выход которого является выходом устройства, а входы соединены соответственно с выходом блока коррекции, выходом функционального преобразователя с изменяемым напряжением смездения и первым входом блока вычитания,второй вход которого подключен к выходу первого масштабного блока, выход блока выделения старшего разряда соединен с первым входом второго масштабного блока и функционального преобразователя с изменяемым напряжением смещения, второй вход второго мастлтабного блока подключен к выходу первого функционального преобразователя одной переменной, а выход второго масштабного блока соединен с вторым входом функционального преобразователя с изменяемым напряжением смещения,третий вход которого подключен к второму входу устройства и первому входу блока коррекции, второй вход этого блока подключен к первому входу устройства, первый вход первого масштабного блока соединен с выходом второго функционального преобразователя одной переменной, а второй вход - с выходом блока выделения старшего разряда. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 443393, кл. G06 Q 7/26, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 404096, кл. G06 Q 7/26, 1973.