Устройство для воспроизведения функций двух переменных Советский патент 1982 года по МПК G06G7/26 

Устройство относится к вычислительной технике и моиет быть использовано в цифроьналоговых и цифровых вычислительных устройствах. Известно устройство для воспроизведения функций двух переменных, содержащее функциональные преобразователи одной переменной, функциональны преобразователь с изменяемым напряжением смещения, блоки умножения, элементы с линейной характеристикой сумматоры. Это устройство воспроизво дит функции двух переменных, аппроксимированных отрезками прямых, при этом закон изменения наклона соответ ствующих аппроксимирующих участков принимается линейным 11. Недостатком этого устройства является невозможность воспроизведения функций, аргументы и значения которы представлены в цифровой форме. Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому является устрой ство для воспроизведения функций дву переменных, содержащее блок сложения, четыре управляемых блока сложения, блок настройки,блок коррекции,входы которого являются первым и вторым Bxojдами устройства, а выход подключен к первому входу блока сложения, выход блока сложения является выходом устройства, первые входы первого и второго управляемых блоков сл ожения соединены с-первым входом устройства, а вторые и третьи входы с соответствующими выходами блока настройки, вход которого подключен к первому выходу блока управления, первые входы третьего и четвертого управляемых блоков сложения соединены с первым входом устройства, вторые входы - с выходами первого и второго управляемых блоков сложения, третьи входы - с соответствующими выходами блока настройки, а выходы - со входами блоков вычитания 1И коммутации, выход блока вычитания подключен ко входу блока управления, второй выход которого коммутации, соединенного выходом со вторым входом блока сложения 21 . Недостатком такого устройства яв ляется сложность его структуры, обу ловленная необходимостью определения точек излома аппроксимирующей ломаной в процессе аоспроизведения функциональной зависимости. Целью изобретения является упрощение структуры устройства. Цель достигается тем, что устройство для воспроизведения функций дву переменных, содер}; аи;ее блок сложения управляемые блоки сложения, блок настройки, блок управления, блок коррекции, входы которого являются первым и -вторым входами устройства, а выход подключен к первому входу блока сложения, выход блока сложения является выходом устройства, первые входы первого и второго управляемых блоков сложения соединены с первым входом устройства, а вторые и третьи входы с соответстаующими выходами блока настройки, вход которого подключен к выходу блока управления, содержит дополнительный блок сложени и блок умножения, первый вход которого соединен со вторым входом устройства, а второй вход - с выходом второго управляемого блока сложения, первый и -второй входы дополнительного блока сложения подкл 3чены соответственно к выходу первого управляемого блока сложения и к выходу блока умножения, а выход - к второму входу основного блока сложения, вход блока управления соединен со вторым входом устройства. На фиг,1 представлена структурная схема устройства; на фиг,2 - пример кусочно-линейной аппроксимаци|;1 семейства функций двух переменных f(); на фиг.З пример кусочно-ли нейной аппроксимации семейстза оши бок fg (х, у). Устройство для воспроизведения функций даух переменных (фиг.1) содержит первый и второй управляег. блоки сложения 1 и 2, блок-умножения 3 дополнительный k и основной5 бло ки сложения, блок управления 6, блок настройки 7, блок коррекции 8, Устройство работает следующим образом. Для воспроизведения семейства функций f(x,y) (фиг.2) производится кусочно-линейная аппроксимация одной определения заданной функции по одной из переменных, например по у. Аппроксимация этой кривой производится так, чтобы погрешность аппроксимации на каждом участке не превышала допустимую величину. Для удобства следует аппроксимировать кривую f ( УИЙКС) имеющую наибольшее изменение крутизны по переменной х.. производится кусочно-линейная аппроксимация кривой f(x,) причем закон разбиения кривых f (х ) и (Умии принимается одинаковым. Остальные кривые семейства функций f(x,y) аппроксимируются с тем же законом разбиения по переменной, а закон изменения тангенсов углов наклона аппроксимирующих прямых на i-ом участке аппроксимации принимается линейнымК(у)К|{у,„ ) + о((у-Ум1дн). где /-. Kili:MaKc l:KilYHUH l l w-w гчсакс Мин (Уиии )К1,(у„о1кс ) тангенсы углов наклона прямых, аппроксимирующих соотэетственно кривые (Ум|д«) и (ад) э i-OM участке аппроксимации, Закон изменения величины f«l{0,y) также принимается линейным fi {0,y)-f (ОУиии )+j3i(y-yr,u« ) ft- f (О,УМС«КС )-f (0,Умин ) где /3, -1-i.- -i--i -i , какс HUH i (ОУмйкс ) (°Унин ) ординаты то5чек пересечения прямых, аппроксимирующих COOT ветственно кривые f (х, У)чин ) и (хУнокс) осью ординат , на i-oM участке аппрок симации. Таким образом, семейство функций двух переменных представляется в видеиг f (У-У} г {(ОУнин )+р1(у-Умии)) + г 1 Ir (1) (y«uM )+( )J (x-xO)(x-xi ),

где n - число участков аппроксимации

Полученное таким образом семейство линейно-ломаных f (х,у) воспроизводит заданное семейство функций вследствие принятых допущений с некоторой ошибкой fj(x,y) {фиг,3) такжв являющейся функцией двух переменных.

Предложенное устройство воспроизводит функцию двух переменных в виде суммы двух функций f (x,y)-ffj (у) где f/j (xjv) определяется выражением (1 )«

Управляемые блоки сложения 1 и 2, блок (ения 3, блоки сложения k и 5 представляют собой разрядно-аналоговые устройства.

В исходном состоянии проводимости резисторных матриц управляемых блоков сложения 1 и 2 настроены пропор,ционально разрядам соответственно

-{(ОУнин )« Ki(y,««) -iПри изменении векторов напряжения на входе устройства, соответствующих переменным х и у, на выходе блока сложеi ния k, согласно выражению (1 ) получают вектор напряжения, представляющий 1 (У) на i-oM участке аппроксимации.

Управление работой устройства осуществляется с помощью блока управления 61 который выдает управляющие сигналы на вход блока настройки 7 когда вектор напряжения на входе блока управления 6 соответствует значениям переменной xi в точках излома. Так, при достижении вектором напряжения на входе блока управления 6 величины, соответствующей значению х в конце i-ro участка, блок управлени 6 выдает сигнал на блок настройки 7, и проводимости резисторных матриц блоков 1 .и 2 перенастраиваются в соответствии со значениями (0 yt4uH Kj Jyw,in), . Устройство переходит на воспроизведение- ( + 1)-го участка аппроксимации и т.д. Блок коррекции 8 воспроизводит семейство ошибок f(x,y) (фиг.З) Век|торы напряжения, представляющие () и f(x,y), подаются на входы блока сложения 5, выходной вектор напряжения которого соответствует значению воспроизводимой функции ) с некоторой погрешностью.

которая при соответствующем выборе .параметров не превышает заданную.

Применение предлагаемого устройства для воспроизведения функций двух переменных при моделировании систем автоматического регулирования на разрядно-аналоговых и цифровых вы числительных установках позволяет получить технико-экономический эффект, заключающийся в упрощении структуры известного устройства при той же точности воспроизведения функций.

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения функций двух переменных, содержащее блок сложения, управляемые блоки сло жения, блок настройки, блок управления, блок коррекции, входы которого являются первым и вторым входами устройства, а выход подключен к первому входу блока сложения, выход бло ка сложения является выходом устройства, первые входы первого и второго управляемых блоков сложения соедине,1 .ны с первым входом устройства, а вто рые и третьи входы - с соответствующими выходами блока настройки, вход которого под слючен к выходу блока управления, отличающееся тем, что, с целью упрощения структуры, оно содержит дополнительный блок сложения и блок умножения, первый еход которого соединен со вторым входом устройства, а второй вход с выходом второго управляемого бло,ка сложения, первый и второй входы дополнительного блока сложения подключены соответственно к выходу первого управляемого блока сложения и к выходу блока умножения, а выход к второму входу основного блока сложения , вход блока управления соединен со вторым входом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 526919, кл. G Об G 7/2б, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 691880, Ю1. G 06 G 7/26, 1979 (про тотип)

{x.tffoffM)