Устройство для воспроизведения функций двух переменных Советский патент 1979 года по МПК G06G7/26 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВйСПРОИЗВЕДВН ИЯ ФУНКЦИЙ ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ

ней с выходом трот.пго упрпвляймого блока сложения и вторым входом блока коммутации, а второй вход - с выходом четвертого управляемого блока сложения и третьим входом блока коммутации, вторые входы третьего и четвертого управляемых блоков сложения соединены соответственно с выходами первого и второго управляемых блоков сложения, входы которых подключены ко второму аходу устройства, третьи входы третьего и четвертого управляемых блоков сложения подключены к первому входу устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - пример кусочно-линейной аппроксимации: а - семейства функций двух переменных i(x,у) б - семейства ошибок )Устройство для воспроизведения функции двух переменных содержит управляемые блоки сложения 1 и 2, выходы которых подключены соответственно ко входам управляемых блоков сложения 3 и 4. Выходы управляемых блоков сложения 3 и 4 подключены ко входу блока вычитания 5. Вьгход блока вычитания 5 подютючен ко входу блока управления 6. Выходы управляемьк блоков сложения 3 и 4 подключены ко входам блока коммутции 7. Выходы блока коммутации 7 и блока кЬррёкции 8 подключены ко входам блока сложения 9, вектор напряжения на выходе которого соответствует значению воспроизводимой функции. Выход блока управления 6 подключен ко входу блока настройки 10, выход|1 которого соединены с соответствующими входами управляемьгх блоков сложения 1-4.

Устройство работает следующим образом.

Для воспроизведения семейства функции i (Х| у) (фиг. 2, а) производится кусочно-линейная аппроксимация кривьк, ограничи зающи.х область определения заданной функции по одной из переменных, например по у. Аппроксимация кривой { (Х| у. производится так, чтобы погрешность аппроксимации на каждом участке не превышала допустимую величину.

При этом находятся точки XQ пересечения аппроксимирующих прямых с осью абсцисс, где 1 - номер участка аппроксимации.

Вторая кривая, ограничивающая область определения, заданной функции f (х у ) аппроксимируется прямыми, проведенными из точек Хд.. Погрешность апнроксимаиии в этом случае также но должна Кревышать допустимую величину.

Остальные кривые семейства функций t (х, у) аппроксимируются также прямыми линиями, проведенными из точек Хд..

Тангенс угла наклона аппроксимируюШИ.Х прямых на -ом участке аппроксимации определяется по формуле

К;() К(„акс)-(Умакс-у),

Здесь

(v«Q.c))J/ yMDKc- Умин) У

где Kj () - тангенс угла наклона прямой, аппроксимирующей кривую i (х, v );

,, ;.пСВС

i мии угла наклона прямой, аппроксимирующей кривую f (х, у ). г-т

Полученное таким образом семейство

линейно-ломаных воспроизводит заданное семейство функций t (х, у) с некоторой ошибкой, которая также является функцией двух переменных (х, у) (фиг. 2,6).

Если величина ошибки от представления vЗaдaннoй функции f (х, у) в виде суммы 1 f (х, у) + 2(х, у) превосходит допустимую, то необходимо аппроксимировать подобным образом семейство ошибок j (х, у) и т. д., пока абсолютное значение ошибки не станет меньше допустимой.. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для воспроизведения функций двух переменных для случая, ког- . да заданная функция (х, у) представляется в виде суммы только двух функций 1,(хл )

Управляемые блоки сложения 1-4,

блок вычитания 5 и блок сложения 9 представляррт собой разрядно-аналоговые устройства. В исходном состоянии проводимости резисторных матриц управляемого блока Сложения 1 настроены пропорционально разрядам с(, и К. () а проводимости резисторньк матриц управляемого блока сложения 2 - пропорционально разрядам nVi j naicc

При изменении вектора напряжения, соответствующего переменной у, На вы-. ходе блока 1 будет вектор напряжения, представляющий К(у), а на выходе блока 2 - вектор напряжения, поеастзвляющий К2(у).

Проводимости резисторных. матриц управляемого блока сложения 3 настраиваются в соответствии с выходным вектором напряжения управляемого блока сложения 1 и выходным вектором напря569жения блока настройки 10, представляющим тшку X(j , а проводимости резисторных матриц управляемого блока сложения 4 - в соответствии с вьпсодным вектором напряжения управляемого блока ело жения L и выходным вектором напряжения блока настройки Ю, представляющим точ У 02Таким образом, при изменении векторов напряжения, соответствующих перемен ньш X и у, на выкоде блока 3 будет вектор напряжения, соответствующий {. (х, у) на первом участке аппроксимации, а на выходе блока 4 - вектор напряжения, соответствующий i, (х, у) на втором участке аппроксимации. Вектора напряжения сВЫХОДОВ блоков 3 и 4 поступают на нход блока вычитания 5, Если вектор напряжения, соответствующий t,(x, у) на первом участке аппроксимации меньше вектора напряжения, соответствующего (х, у) на втором участ ке аппроксимации, то блок коммутации 7 пропускает на вход блока сложения 9 вектор напряжения с выхода блока 3. При равенстве этих векторов срабатьша ет блок управления 6. Управляпощий сигнал с вьгхода блока 6 поступает на блок настройки 1О, который перенастраивает проводимости резисторнык матриц блоков 1 и 3 пропорционально разрядам 0(3 Kj (у,ц,ц.) и KO , т, е. на выходе блока 3 будет вектор напряжения, соответствующий , {х, у) на третьем участке аппроксимации. При этом блок коммутации 7 начинает пропускать на аход блока сложения 9 вектор напряжения; с вьгхода блока 4, соответств;уюздий f (х, у) на втором участке аппроксимации. Таким образом, схемка переходит на воспроизведение второго участка аппроксимации. При равенстве векторов напряжения с выходом блоков 3 и 4 опять сработает блок управления 6,. Проводимости резисторнык матриц блоков 2 и 4 перенастраиваются пропорционально разрядам о(д К (Ур,п) и Хд , т, е. на выходе блока 4 будет вектор напряжения, соответствующий i. (х, у) на четвертом участке аппроксимации. При этом на нход блока еложения 9 будет .поступать вектор напряжения с выхода блока 3, представляющий i. (х, у) на третьем участке аппроксимации, Т.аким образом, схема пераходит на воспроизведение третьего участка аппроксимации и т. д, O6 Блок коррекции 8 производит семей ство ошибок L (х, у) (фиг. 2,6). Вектора напряжения, соответствующие f j (х,у) и fo (х, у) складьтаются на блоке сложения 9. Выходной вектор напряжения блока 9 представляет значение заданной функции { (х, у) с допустимой погрешностью. Применение данного устройства для воспроизведения функций двух перемен моделировании систем автоматического регулирования на разрядноаналоговых и цифровых вычислительных, установках позволяет существенно расширить класс воспроизводимых функций двух переменных при сравнительно простой структуре устройства. Предлагаемое устройство может быть „ реализовано на типовых резисторных и .у матрицах, операциониьк усили „ логических схемах как в дискрет„Q исполнении, так и на основе интегральной технологии, Форму л-а иЗОбретения Устройство для воспроизведения функций двух переменных, содержащее блок вьиитания, блок коррекции, входы которого являются входами устройства, а бйкод подключён; к первому входу блока сложения, второй вход которого соединен с выходом блока коммутации, выход блока сложения является выходом устройства, от л и ча ю ш е ёся тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций, оно .содержит четыре управляеMbtx блока сложения, блок настройки и блок управления, первый выкод которого соединен с первым входом блока коммутации, а второй выход - со входом блока настройки, первый, второй, третий и четвертый выходы которого подключены к первым входам соответствующих управляемых блоков сложения, пятьй и шестой выходы блока настройки соединены со вторыми входами первого и второго управляемых. блоков сложения, аход блока управления соединен с выходом блока вычитания, первый вход которого соединен с выходом третьего управляемого блока сложения и вторым аходом блока коммутации, а второй аход с выходом чет вертого управляемого блока сложения и третьим входом блока коммутации, вторые аходы третьего и четвертого управляемых блоков сложения соединены соответственно с выходами первого и второго управляемых блоков сложения, входы

которых подключены ко второму входу устройства, третьи входы третьего и четвертого управляемых блоков сложения подключены к первому входу устройства.

Источники информалии, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР N9 526919, кл. G 06 G 7/26, 1976.

2.Заявка № 2393759/18-24, iio которой принято решение о выдача авторского свидетельства, кл. G 06 G 7/26, 1976.