Гибридный функциональный преобразователь

(56) Авторское свидетельство СССР1 385291, кл, С 06 С 7/26 1971Блок БНА, Техническое описании инструкция по эксплуатации. ПТЗ073,036-05. ТО, НИИСЧЕТ 11 АШ 1982,(57) Изобретение относится к аналогвой и аналого-цифровой (гибридной)вычислительной технике и может примняться при моделировании систем авко по- сфункФ ность воспроизведен ее гладкость, 2 ил. сить т ии н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГКНТ СССР томатического управления, Целью изобретения является повышение точности.Гибридный функциональный преобразователь содержит блок 1 преобразованияаргумента, блок адресации 3, блок 4памяти коэффициентов интерполяции,умножающие цифроаналоговые преобразователи 5-10, сумматоры 11 - 13, блоки умножения 14, 15, В гибридномфункциональном преобразователе используется метод кусочно-квадратичной интерполяции заданной функции, причемна каждом участке интерполяции заданная функция определяется как средневзвешенная сумма двух квадратичныхполиномов, Это позволяет не тольИзобретение относится к аналоговойи аналого-цифровой (гибридной) вычислительной технике и может быть применено, в частности, при моделировании систем автоматического управления,Целью изобретения является повышение точности.На фиг,1 представлена структурная 10схема предлагаемого гибридного 1)чнкционального преобразователя; на фиг,2 -пример интерполяции функции одной переменной на 1-м интервале интерполяции, 15Гибридный функциональный преобразователь содержит блок 1 преобразованияаргумента, вход 2 гибридного функционального преобразователя, блок 3 адре.сации, блок 4 памяти коэффициентов 20интерполяции, первый 5, второй 6, третий 7, четвертый 8, пятый 9 и шестой10 умножающие цифро-аналоговые преобразователи, первый 11, второй 12, третий 13 сумматоры, первый 14 и второй 2515 блоки умножения и выход 16 гибридного функционального преобразователя,Устройство работает следующим образом,Заданная функция Е(х) может бытьпредставлена аналитическим выражениемили совокупностью дискретных значений Е(х;), где 1=0,1п - номерточки разбиения по оси х, Закон разбиения оси аргумента равномерный с шагом Ь, Для каждой точки разбиениястроится квадратичный полином (фиг,2),проходящий через опорную точку Е(х;)и две соседние с ней точки,40На -м участке интерполяции для любого х Е хх ,заданная функция Е(х) определяется как средневзвешенная величина двух квадратичных поли- номов.45Е(х) = ) (х) Ъ, + С (х) Ъ)(1)где Ч) (х) - полинам, проведенныйчерез точки Е(х;),Е (х,), Е (х;+, ),Ц) (х) - полином, проведенный 50через точки Е(х),и 1 р 2, - весовые коэффициенты,Полиномы С (х) и . ,(х) определяются следующими выражениями: Ц(х) =а, +Ь; х+с; х 2ДхИ = 1и р Дх11их где Дх = х-хТаким образом, весовые коэффициенты на всем диапазоне изменения переменной х представляют собой треугольные функции (Фиг,2), т.е. прямое и противофаэное ему приращения аргумен- та 1, при х=х,О, при к=ха,р(х) ц (х) О, при х=хЧ, 1, при х хр где хч и хч - точки разбиения оси х с четными и нечетными номерами.Для удобства адресации введено понятие четных и нечетных полиномов -1)и и Ч , проведенных через соответствующие опорные точки хи хЧ 2= а + Ьн х + с н хЯчрч ач+Ьч х+сц х где а яр Ьнр сн - коэффициенты полинома Ч; а Ч Ьч, сч - коэффициенты полиномаТогда интерполяционное выражениеЕ(х)= ад р(х)+а с 1(х) +Ьрх)+Ь цх 7+ срх)сц цх)1 х) х, (2) На этапе подготовки функционального преобразователя к работе дискретные значения коэффициентов интерполяции записываются в блок 4, ко"торый имеет две зоны, В первую зонублока 4 записываются значения а , Ь;,1с при 1-нечетных, а во вторую зону - значения а;, Ь;, с; при 1-четных,Для воспроизведения функции напряжение, соответствующее входной переменной, подается на вход блока 1 преобразования аргумента, который вырагде а;, Ь;, г;, а; Ь; , с;+ - постоянные коэффициенты полиномов С,(х) и );, (х), которые рассчитываются при предварительной подготовке Функции,Весовые коэффициенты Ъ и Ь 2, определяются выражениями:5 152407батывает двоичный код номера интервала разбиения, т,е. код узловогозначения аргумента, В соответствии сэтим кодом блок 3 адресации для каж 5дого 1-го интервала вырабатывает дваадреса А и и Ач.Блок 4 функционального преобразователя должен содержать три однотипных блошка памяти, Каждый из указанных блоков хранит дискретные значенияГкоэффициентов анЬс в одной зоне и аЬч сч - в другой зоне, причем их адресные шины соответственнообъединены и подключены к выходамблока адресации,По адресу А ц из первой зоны первого блока памяти считывается код, соответствующий коэффициенту аи, изпервой эоны второго блока - Ьн, изпервой зоны третьего блока - с . Аналогично производится считывание поадресу АНа цифровые входы преобразователей 5, 7 и 9 подаются коды, соответствующие а, Ьи, ся а на аналоговыевходы - напряжение соответствующеефункции р(х), с прямого выхода блока1, Аналогично, на цифровые входыпреобразователей 6, 8 и 10 подаютсякоды, соответствующие ач, Ь и с,а на аналоговые входы - напряжение,соответствующее функции ц(х).Напряжение на выходе сумматора13 соответствует выражению с р(х) +35+ с, ц(х) напряжение на выходе блока 15 - выражению с р(х)+с ц(х)1 х,Сумматор 12 реализует сумм Ь,р(х)++Ьс 1(х)+с р(х)+сц(х)1 а блок 141 умножает напряжение, соответствующее 40значению этой суммина напряжениесоответствующее переменной х,Напряжение на выходе сумматора 11,соответствующее текущему значениюфункции, определяемой в соответствии 45с интерполяционным виражением (2),является выходным напряжением гибридного функционального преобразователя,Предлагаемый гибридный функциональный преобразователь обеспечивает повышение точности до 30 Х и гладкостивоспроизведения функции за счет интерполяции ее средневзвешенной суммойдвух квадратичных полиномовотличающийся тем, что, сцелью повьшения точности, в него введены два блока умножения, второй итретий сумматоры и с третьего по шестой умножающие цифроаналоговые преобразователи, причем первый блок умножения подключен выходом к третьему входу первого сумматора, входомпервого сомножителя - к входу гибридного функционального преобразователяи входу первого сомножителя второгоблока умножения, а входом второгосомножителя - к выходу второгосумматора, соединенного первым и вторым входами с выходами третьего и четвертого умножающих цифроаналоговыхпреобразователей соответственно,а третьим входом - с выходом второгоблока умножения, подключенного входом второго сомножителя к выходу третьего сумматора, первый и второй входы которого соединены с выходами пятого и шестого умножающих цифроаналоговых преобразователей соответственно, причем аналоговые входы третьего и пятого умножающих цифроаналоговых преобразователей подключены к прямому выходу приращения аргумента блока преобразования аргумента, соединенного противофаэным выходом приращения аргумента с аналого"выми входами четвертого и шестогоцифроаналоговых преобразователей, ацифровые входы с третьего по шестойумножающих цифроаналоговых преобра 55Формула изобретения Гибридный функциональный преобразователь, содержащий блок преобразова 2 6ния аргумента, подключенный входом квходу гибридного функционального преобразователя, прямым выходом приращения аргумента - к аналоговому входупервого умножающего цифроаналоговогопреобразователя, противофаэным выходом приращения аргумента - к аналоговому входу второго умножающего цифроаналогового преобразователя, а выходом кода узловых значений аргумента - к входу блока адресации, соединенного выходом с входом блока памятикоэффициентов интерполяции, выходь 1первого и второго кодов коэффициентов которого подключены к цифровымвходам соответственно первого и второго умножающих цифроаналоговыхпреобразователей, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора, выходкоторого является выходом гибридного функционального преобразователяЗаказ. 7045/51 Тираж 668 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ГКНТ ССС оизводственно-издательский комбинат "Патент". г.Ужго Гагарина,101 эователей подключены соответственнок выходам с третьего по шестой кодов коэффициентов блока памяти коэффициентов интерполяции,