Устройство для воспроизведения неоднозначных разрывных функций

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 305726 А(51)4 С 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ втоматичесМ.: Высшая ис. 1.31,М С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(71) Специальное конструкторское бюро вычислительной техники Института кибернетики АН ЭССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ НЕОДНОЗНАЧНЫХ РАЗРЫВНЫХ ФУНКЦИЙ (57) Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в качестве управляющего устройства в системах автоматического регулирования с переменнои структурои, для определения моментов времени изменения знака производной непрерывныхпроцессов, в устройствах контроля исигнализации и др. Цель изобретения -расширение класса воспроизводимыхфункций. Устройство содержит аналоговый релейнъй элемент (релятор) 1,дифференцирующий элемент 2, первый 3и второй 4 функциональные преобразователи. В частном варианте второйфункциональный преобразователь заменен источником 5 напряжения. Аналоговый релейный элемент выполнен ввиде компаратора 6, подключенноговыходом к управляющему входу переключателя 7. Достижение поставленнойцели обеспечивается благодаря введению в устройство двух функциональныхпреобразователей и схеме их подключения к другим элементам устройства.13 ил.1305726 разователей присоединены соответственно к первому 8 и второму 9 входам переключателя 7, Выходной вывод12 переключателя 7 является вьходомустройства.Аналоговый релейный элемент (релятор) 1 воспроизводит функцию сигнатурного селектирования, т.е, еговыходное напряжение определяется10 выражениемг=0,5 у,1+за.рпх 1+0,5 у, 1 - з.дпх(1)1,где у, =Ч,(х)и у = Ц (х) - с оот ве тс твенно выход 15 ные сигналы функциональных преобразователей 3 и 4;х(С)=аох(С) ЯС - выходное напряжениедифференцирующего2 О элемента 2,а - постоянная дифференцирования.При х(г.)0 выходное напряжение г=упри х(С) . 0 выходное напряжение25 г=у, В моменты времени, соответстФвуюшие х(С)=0 изображающая точка характеристики переходит с одной кривой у, = ср(х) или у =(Р(х) на другуюУ=Ч(х) или у,=Ц,(х), как это показано на фиг. 2,Работа устройства по частному варианту (фиг. 1 о) осуществляется аналогичным о бра.зом, Отличие заключается в том, что при х с 0 выходное .напряжение г=у ,.где у - напряжениеисточника 5,Направление обхода замкнутого цикла характеристики может быть изменено взаимопереключением входов 10и 11 аналогового релейного элемента(релятора) 1 (вход 10 подключается кшине нулевого потенциала, а вход 11 к выходу дифференцирующего элемента2), При этом от характеристики пофиг. 2 приходим к характеристике по45фиг. 3 (изменилось направление обхода изображающей точки), .На фиг, 4-11 приведены некоторыеконкретные неоднозначные функции,которые могут быть воспроизведеныустройством по фиг, 1 п,мах управления и автоматического регулирования с переменной структурой,для определения моментов времени изменения знака производной непрерывныхпроцессов, в устройствах сигнализации и дрЦелью изобретения является расширение класса воспроизводимых функций,На фиг. 1 а и 1 Б представлены соот:ветственно схемы основного и частноговариантов устройства; на фиг. 1 й -схема аналогового релейного элемента(релятора), на котором построены устройства по фиг. 1 о, Ж; на фиг. 2-13примеры воспроизводимых устройствомпо фиг, 1 о (фиг, 2-11) и фиг, 1 Б(фиг. 12 и 13) функций,Устройства по фиг. 1 а и 15 содержат аналоговый релейный элемент(фиг, 1 Б) устройство содержит функциональный преобразователь 3 и источник 5 напряжения. Аналоговый релейный элемент (релятор) 1 (фиг. 13).содержит компаратор 6, который управляет состоянием двухпозиционногоключа 7 (выход компаратора 6 соединен с управляющим входом ключа 7).Аналоговый релейный элемент (релятор) 1 имеет четыре входа - первый8 и второй 9 входы переключателя 7и первый 1 О и второй 11 входы компаратора 6 и выход 12 (выходной вывод переключателя 7).Работа устройства по основномуварианту (фиг. 1 о) осуществляетсяследующим образом.Входной переменный сигнал х=ходновременно подается на входы дифференцирующего элемента 2 и на входыфункциональных преобразователей 3 и4, имеющих заданные статистическиефункции преобразования - линейныеи(или) нелинейные; у, = Ч,(х), у =ц(х),Выход дифференцирующего элемента 1присоединен к первому входу 10 компаратора аналогового релейного элемента 1, Второй вход 11 компаратора6 аналогового релейного элемента(релятора), 1 присоединен к шиненулевого потенциала. Выходы первого3 и второго 4 функциональных преобИзобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в систеЕсли у 1 х и у, 1 х (функциондльные преобразователй 3 и 4 являются масштабирующими звеньями с коэффици ентами передачи 1, и 1 с ), то будемиметь функцию изображенную на фиг.4.Если 1 =1 (преобразователь 3 является повторителем напряжения, или вход 8 аналогового релейного элемен 3057та(релятора) 1 непосредственно соединен с входом устройства), а 1 =-1.(преобразователь 4 является инвертором знака), то устройство воспроизводит функцию, изображенную на фиг.5, 5Если преобразователи 3 и 4 являются нычитающими устройствами, т.е.у, х х, и у х х , то устроиство воспроизводит функцию типаупор", Здесьх и х - установочные напряжения, 10смещающие ветви характеристики повертикали,Если преобразователи 3 и 4 являются параллельными двухсторонними ограничителями с характеристиками,сдвинутыми по вертикали, то устройство воспроизводит гистерезистнуюфункцию, изображенную на фиг. 7.Если преобразователь 3 являетсяполосовым фильтром уровней сигнала,а преобразователь 4 - параллельнымдвухсторонним ограничителем, то устройство воспроизводит функцию, изображенную на фиг. 8,Если преобразователи 3 и 4 являются однопороговыми компараторами,то устройство воспроизводит функциюпрямоугольного гистерезиса по фиг.9.Если преобразователи 3 и 4 являютсяразнополярными двухпороговыми компа- ЗОраторами, то устройство воспроизводит функцию, представленную на фиг, 10. Если преобразователи 3 и 4 являются двухсторонними последовательным и параллельным ограничителями, то35 устройство воспроизводит функцию по фиг, 11.На фиг. 12 и 13 представлены примеры функций, которые могут быть воспроизведены устройством по фиг, 1 о .Для фиг. 12 выходное напряжение функционального преобразователя 3 у=х-х (преобразователь 3 являетсяовйчитающим устройством). Здесь х, задающее напряжение.Если преобразователь 3 является пропорциональным звеном (уЖх) или вход 1-1 релятора непосредственно соединен с входом устройства (у=х) и у =0 (второй переключательный входо8 аналогового релейного элемента (релятора) 1 присоединен к нине нулевого потенциала), то устройство 2по Лиг. 1 Б воспроизводит функцию цо фиг. 13.Если дифференпирующий элемент 2в устройствах по фиг. 1 с и 1 Е является двухкратным дифференциатором, то переход изображающей точки с одной ветви характеристики на другую будет осуществляться в моменты времени, соответствующие точкам перегиба входного сигнала х(С).Дальнейшее расширение класса воспроизводимых функций возможно при использовании других типов функциональных преобразователей 3 и 4. Например, если преобразователи 3 и 4 построены на аналоговых релейных элементах (реляторах) 1, воспроизводящих соответственно функции у, =-0,5 х х 1+я 8 п (х-х ) +0,5 х Г 1 "я 1 яп (х-х ), у, =-0,5 х,1+яоп(х+х Я +0,5 х в -яд 8 п(х+х ), то устройство по фиг.1 а воспроизводит функцию отрицательного гистерезиса.В качестве преобразователей 3 и 4 могут быть использованы максимизирующий и минимизирующий амплитудные селекторы,для которых у,=макс(х х ) и у =мин(х хд), формирователи абсолютных значений (У =х и у =-/х) и др.Формула изобретенияУстройство для воспроизведения неоднозначных разрывных функций,. содержащее дифференцирующий элемент, вход которого является информационным входом устройства, и аналоговый релейный элемент, выполненный в виде компаратора и переключателя, выход которого является выходом устройства, а управляющий вход подключен к выходу компаратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций, оно содержит первый и второй функциональные преобразователи, входы которых объединены И подключены к информационному входу устройства, а выходы соединены соответственно с первым и вторым информационными входами переключателя аналогового релейного элемента, первый и второй входы компаратора которого подключены соответственно к выходу дифференцирующего элемента и к шине нулевого потенциала..Сердюкова Корректор А,Зимокосо Редактор В,Данко хре Заказ 1455/49 твенного комитет ретений и открыт а, Ж - 35, Раушская на о 13 с Проектная,олиграфическое предприятие, г. Ужгород твен роиз Тираж 673 Государс елам изоб