Устройство для моделирования линейных систем Советский патент 1979 года по МПК G06G7/48 

соответствующего .блока 2ii-2„ тамяти, п управляющих входов, каждый из которых подсоединен к соответст1вующему выходу распределителя 3 им.пульсов, и п выходов, блок 5 суммирования с п входами, каждый из которых подключен к соответствующему выходу коммутатора 4, и один выход, являющийся ВЫХОДОМ устройства. Блок 5 суммирования состоит лз п резисторов 6i-6,,, одни колцы которых являются входами блока 5, и усилителя 7, имеющего п входов, подсоединенных к другим концам резисторов, и один выход, служащей выходом блока 5.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим работу распределителя; 3 .имлульсов. Обозначим зыходы ра-снределителя 3 через Ui (i 1,2, .. . , п). Нумерация выходов распределителя 3 производится но, схеме в порядке возрастания индекса / слева наираво, т. с. выход распределителя, подсоелТ,иненный к управляющему входу ключа /1, соответствует f/i, 1выход распределителя, подключенный к управляющему входу ключа /2,- 2 и т. д. У распределителя импульсов п выходов Ui, U2,...,U,,.

На каждом выходе /,(t 1,2,. . . , л) выдается .импульс длительностью Ат. В любой момент времени па одном из выходов Ui даяного яблока им еется имнульс, при-. чем од.цовременно на двух любых выходах может существовать только один импульс. Имлульсы на каждом выходе распределителя 3 ПОЯ1ВЛЯЮТСЯ через лериод, определяемый продолжительностью импульсной реакции моделируемого объекта.

Рассмотрим работу коммутатора 4.

Обозначим коммутируемые входы коммутатора 4 через ai(i 1,2, . .. , п), управляющие входы - через z; (,2, . .., п), выходы - через bi(,2, ..., п). Нумерация коммутируемых выходов и входов производится по схеме в порядке возрастания индекса i слева направо, нумерация управЛяющих входов - снизу вверх. Таким образом, Ci соответствует коммутируемому входу коммутатора, подсоединенном} к выходу .блока 2i Памяти, а - коммутируемому входу коммутатора, подключенному к выходу блока 2 памяти и т. д.; bi соответствует выходу коммутатора, подсоединенному к резистору 6i, bz - выходу коммутатора, подсоединенному к резистору 62 и т. д.; 2i соответствует управляющему входу коммутатора, подключенному к выходу t/ распределителя 3, z - управляющему входу коммутатора, яодсоединенному к выходу t/2 распределителя и т. д.

Работает коммутатор 4 следующим образом.

При появлении сигнала на управляющем входе i (на остальных )правляющих входах z, . . . , Zn сигналы отсутствуют) коммутатор 4 устанавливается в такое состояние, пр.и котором коммутируемый вход oi соединяется с выходом Ь, коммутируемый вход а2 - с выходом 2, а„-с Ь,,,. При появлении сигнала яа управляющем

входе го, (на остальных управляющих входах 2i, 2з, . . . , Zrt сигналов нет), коммутируемый вход а соединяется с выходом &2, «2-е Ьз, йп-с &1 и т. д. При появлении сигнала на управляющем входе 2„ (на остальных управляющих входах z, z, ..., Zn-i сигналы отсутствуют) коммутируемый вход ui соединяется с выходом &„, az-с 6i и т. д.

Блок 5 суммирования состоят из п резисторов и одного усилителя 7. Величина сопротивлений резисторов 6i-6„ нря подготовке задачи устанавливаются обратно пропорционально значениям имяульсной реакции модулируемого объекта в дискретные равностоящие моменты времени с периодом, ра(вным длительности Ат .импульса распределителя 3.

Теперь перейдем к рассмотрению работы устройства в целом.

Устройство реализует функцию свертки, представленную в виде суммы произведений задержанных значений входного сигнала на соответствующие значения импульсной реакции моделируемого объекта.

/1-1

Лвыч(0 2л-„,(- ЬД-)-ш(ЬЛг), (1)

где лзых () - .выходной сигнал; лгах ( . AT) - значения входного сигнала, задержанные на величину i AT;

w(i. AT) - значения импульсной реакции моделируемого объекта;

Ат - элементарный интервал сдвига; 1 0,1,2,.. ., га-1.

В каждый момент времени по сигналу, поступающем} по одному из выходов распределятеля 3, осуществляется запись входного сигнала в один из блоков , памяти. Например, если в данный момент

времени сигнал выдается на выход t/i распределителя 3, то через ключ /ь данное значение входного сигнала запоминается в блоке 2 памяти я хранится до появления следующего импульса на том же выходе (7,

распределителя 3. Так как яериод появления сигналов (импульсов) на каждом выходе Ui распределителя 5 равен длительности имяульсной реакции моделируемого объекта, то, следовательно, в каждом блоке памяти хранится запомненное значение входного сигнала в течение периода появления импульсов на выходе распределителя.

Сигналы с выходов блоков 2;-2„ поступают на соответствующие коммутируемые

входы Oi(,2, ..., п) коммутатора 4. В связи с тем, что коммутация входов a;(,2, ... , п) с выходами bi(i 1,2,..., я) в коммутаторе осуществляется в соответстВИИ с сигналами на выходах ,2, ..., п) распределителя 3, то, следовательно, на выходах Ь,- (,2, . . . , п) коммутатора выдаются значения входных сигналов, сдвинутых относительно данного момента времени t на величину i At (i 0,l,2,.. ., ). На выход foi поступает значение входпого сигнала в данный момент времени /, на выход bz - значение входного сигнала в момент времени it Дт, на выход &з - зна-чение входного сигнала в момент Бремени t-2 - Лт, на выход Ь„ - значение входного сигнала в момент времени t- (п-1) AT.

В блоке 5 суммирования происходит операция суммирования произведений сигналов, поступивших с выходов Ь,-{/ 1,2,..., п коммутатора 4, с соответствующимл значениями импульсной реакции моделируемого объекта. Из сказанного следует, что на выходах коммутатора в соответствии с уравнением (1) выдаются значения ВХОДНОГО сигнала Xg,. (t AT),а на выход блока 5 - значения выходного сигнала Хвых (ОТаким образом, устройство для .модулирования линейных систем и объектов является простым по конструкции и легким в эксилуатацЕи. Устройство имеет широкий

динамический диапазон, может работать в диапазоне от инфранизких частот до видеочастот, обладает высокой точностью восцрОИЗведения динамических свойств моделируемых систем и объектов.

Формула изобретения

Устройство для моделирования линейных систем, содержащее распределитель импульсов, выходы которого подключены к управляющим входам ключей, выходы которых подсоединены к входам блоков памяти, коммутируемые входы ключей подключены к входным клеммам устройства, и блок суммирования, отличающееся тем, что, с целью упрощения « повыщения точности устройства, в него введен коммутатор, управляющие входы которого подключены к выходам распределителя импульсов, выходы блоков памяти подсоединены к входам коммутатора, выходы которого подключены к соответствующим входам блока суммирования, въьход которого

является выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Всесоюзное совещание по техническим средствам аналоговой и аналого-цифровой

вычислительной техники. Кишинев, «Штница, 1975, с. 36-38, рис. 4.

2.Авторское свидетельство СССР jYo 384108, кл. G 06 G 7/48, 1971 (прототип).