Устройство для дифференцирования монотонных функций Советский патент 1982 года по МПК G06G7/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ МОНОТОННЫХ

ФУНКЦИЙ

- t Изобретение относится к вычнспитеЩ - ной технике.. Известно устройство для дифференциро вания, содержащее блок вычиспения при- рашений, блок сравнения модулей, усилите ль, генератор импульсов управляемой частоты, частотомер, индикатор знака, источник напряжения установки. Устройство выполнено в виде системы стабияизашш велишны разности между двумя дискретными значениями входного сигнала путем изменения частоты управпнемого генератора. Частота следования генератора пропорцв жапьна абсолютной вели чине производной tlj. Недостаток устройства заключается в юы, что уменьшение интервала взятия прирашений уменьшает помехоустойчивост а его увеличение снижает динамическую точность дифференцирования. Наиболее близким по технической сущ ности к предлагаемому является устройст во для дифференцирования, в котором про взводная определяется делением величины пркнращения кции на величину интервала, на котором это приращение определяется 12..V ; Недостаток устройства также заключается в напичий противоречия межцу требоваявями динамической точности и фипьтраани помех. lieitt изобретения - повьпиение точности в « «ехозапшщенности. I.,. Посфавяеиная цель достигается тем, что зтеч юйство Дпя дифференцирования монотоншдх функшй, содержащее источник диффервюшигемого сигнала и блок деления, довопнитешьно содержит генератор л инейно- изменяющегося напряжения, блок возведения в степень, блок определения момента экстремума, два блока умножения, инвертор, блок памяти, формирователь импульсов, , блок сравнения и ключ, при этом выход источника дифференцируемого сигнала соединен с первыми вхрдами nepBort) блока умножения и блока деления, выход генератора линейно изменяющегося напояжения соединен с сигнальным входом блока возведения в степень, ьыход которого соединен с вторым входом первого блока умножения, выход которого через блок определения момента экстремума связан с вторым входом блока деления, с входом фсфмирователя импульсов и с первым ин- ф рмапнонным входом блока памяти, выжод которого являетсявыходом устройства, выход блока деления соединен с первым входом второго блока умножения, выход которого через инвертор связан с вторым информационным входом блока памяти, выход фо1 п1рователя импульсов соединен с управляющим входом блока памяти, со счетным входом счётчика и,через ключ с запускающими входами источника дифференаи1уемого сигнала и генер1а-г тора линейно изменякдцегося напряжения, установочный вхоо счетчика соединен с шиной задания на:чального значения, выход счетчика подключен к регулйрукшему входу блока возведения в степень, к второму входу второго блока умножения и к первому входу блока сравнения, вто- 25 рой вход которого соединен с шинЫ зада ния конечного значения, а выход блока сравнения соединен с управляющим входом ключа. На чертеже изображена блоКЧгхема устройства. Устройство содержит источник 1 дифгфе юншруемого сигнала, генератор 2 линейно изменякиаегося напряжения, блок 3 возведения в степень, блок 4 деления, блок 5 определения момента экстремума, блоки 6 и 7 умножения, янверто1 8, блок 9 памяти, формирователь 10 импульсов, счетчик II, блок 12 сравне- HBsi, ключ 13, шину 14 задания начал го значения, шину 15 задания конечно значения. Устройство работает следующим об . В устройстве реализуется алгоритм вида Х)-.-, rAeXit) - дифференцируемая функция; - точка экстремума функций (t)txU}, 4t).

где К, - свободный параметр.

Изменяя К. и опредеп5Ш соответст кшие значения Q , определлают зиаче-. ния производной. 91 2о

Формула изобре

тения

Устройство для дифференцирования монотонных функций, содержащее источник 24 Пределы изменения параметра (с легко определяются по виду дифференцируемой функции. Таким образом, устройство работает, в режиме повторяющихся вычислений, которых задается диапазоном изменения содержимого счетчика 11. Устройство работоспособно для функций любого вида ,кроме XttjiCi. После первого запуска (цепи ручного пуска устройства не показаны) устройство работает автоматически. В блоке 6 умножения определяется вспомогательная функшя jtt), момент io Дсютижения экстремума которой фиксируется блоком 5 и поступает в качестве делителя в блок 4 деления, на другой Вход которого поступает исследуемая функция Полученный сигнал умножается на ве- йичину параллетра к, и после инвертирования поступает в блок 9 памяти, .в котором по сигналу с формирователя 1О импульсов осуществляется фиксация первой значений: аргумента tg и производной xUo) Одновременно импульс с выхода формирователя 1О изменяет на единицу содержимое счетчика 11 и осуществляет повторный запуск источника 1 и генератора 2. Так как роЯержимое счетчика 11 соответствует (в определенном масштабе) значению параметра 1(, то при повторном запус1;е устройства вычисляется другая пара значений производной и аргумента. . Шаг, с которым изменяется параметр К (с ним и прирюшение аргумента t о), определяется масщтабом блока 3 возведения в степень по регулирующему входу и блока 7 умножения по входу, связвтюму с выходом счетчика 11. При достижении в счетчике заданного конечного значения блок 12 срабатывает и разрывает цепь запуска источника 1 и генератора 2. Вычисления заканчиваются. Испытания устройства в режиме вычисления прсжзводной защумленного сигнала показывают его хорошую помехоустойчивость. Техинко-вкономический эффект от использования изобретения определяется повыше нвем качества дифференцирования в тех случаях, когда имеется возможность нео;шократяого воспроизведения исследуемой функции.

дифференцируемого сигнала и блок депения, отпи чающееся тем, что, с целью повышения точности и помехоза шишенности, оно дополнительно содержит генератор, пинейно измёнякядегося напряження, блок возведения в степень, блок определения момента экстремума, два блока умножения, инвертор, бтюк памятв, фсфмирователь импульсов, счетчик, бжж сравнения я ключ, при этом выход источ ;Ника двфференш11:уемо1ч} сигнала соединен с первыми входами первого блока умножения и блока деления, выход генератора линейно изменякицегося напряжения соеди нен с сигна1а ным входом блока воэведе1НИЯ.В степень, выход которого соединен с вторым входом первого блока умножения, выход которого через блок и1ределения момента экстремума связан с Вторамвходом блока деления, с входом формирователя импульсов и с первым информационным входом блока памяти, выход которого является выходом устройства, выход блока деления соединен с лервым ВХОДОМ второго блока умножения, выход которого через инвертор связан с вторым информационным ккопам блока ти, выход формирователя нмпутшсов соединен с управляювшм входом блока памя ти,.со счетным входом счетчика и через ключ с запускающими входами источ ника дифференцируемого сигнала н гене ратора линейно изменяющегося напряжения, установочный вход счетчика соедн« Heti. с шиной задания начального значения,, выход счетчика подключен к регущруюшему входу блока возведения в степень, к второму входу второго блока умножения и к первому входу блока сравнения, вто рой вход которого соедииен с шиной задания конечного значения, а выход сравнения соединен с управляюлтм входом ключа.

Источники информации, принятые во внимание лри экспертизе

2.Впасов-Вшсюк О. Б. Экспе1жме тальные методы в « томатике. Машиностроение, 1969, с. 349 (прототип).