Устройство для воспроизведения функций двух переменных

О П ИС А Н И Е 1 ц 52699ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик) М КтС 06 С 7/26 Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений 3) УДК 681.335.7(088.8) рытнй 2) Авторыизобретения1) Заявитель О, Н. Сахаров и В, В. Хабаровсковский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе ЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ФУНКЦИЙУХ ПЕРЕМЕННЫХ(54) УСТРОЙСТ чиснено ского ения иод- котов том 10учаИзобретение относится к аналоговой вь лительной технике и может быть приме при моделировании систем автоматиче управления. Известно устройство для воспроизвед функций двух переменных, содержащее д ные функциональные преобразователи; в торых опорное напряжение диодных элеме изменяется по нелинейному закону. Семейство воспроизводимых функций в случае аппрокспмпруется параллельными стками ломаной линии.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для 15 воспроизведения функций двух переменных, содержащее функциональные преобразователи одной переменной и функциональный преобразователь с измепяемыми опорными напряжениями, входы по опорному напряжению которо го через соответствующие элементы с линейной характеристикой соединены с первым входом устройства, сигнальный вход функционального преобразователя с изменяемыми опорными напряжениями соединен со вторым входом уст ройства, а выход подключен к первому входу выходного сумматора.Недостатком указанных устройств является огранический класс воспроизводимых функций за счет необходимости аппроксимации кривых 30 семеиства параллельными участками аппроксимирующей ломаной.С целью расширения класса воспроизводимых функций предлагаемое устройство содержит блоки умножения и дополнительный сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого блока умножения, второй вход соединен с шиной эталонного напряжения, а его выход подключен к первому входу второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом первого функционального преобразователя одной переменной, вход которого соединен с первым входом устройства, а выход второго блока умножения подключен ко второму входу выходного сумматора, первый вход первого блока умножения соединен с выходом второго функционального преобразова. теля одной переменной, вход которого соединен с первым входом устройства, а второй вход первого блока умножения соединен со вторым входом устройства.На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 дан пример семейства кривых (х, у), зависимых от параметров х и р; на фиг. 3 - характер изменения крутизны воспроизводимых кривых; на фиг. 4 - пример аппроксимации ошибки 12(х, у), воспроизводимой функциональным преобразователем.Устройство для воспроизведения функций двух переменных содержит функциональные5 10 15 20 25 зо 35 4 О 45 50 55 60 65 преобразователи 1 и 2 одной переменной, функциональный преобразователь 3 с изменяемыми опорными напряжениями, блоки 4 и о умножения, выходной сумматор 6, дополнительный сумматор 7, второй вход которого соединен с шиной 8 эталонного напряжения, К входам по опорному напряжению функционального преобразователя 3 с изменяемыми опорными напряжениями подключены элементы 9 -- 9 П с линейной характеристикой, входы которых соединены с первым входом устройства 10, второй вход устройства обозначен позицией 11.В качестве элементов 9, - 9 с линейной характеристикой могут быть использованы потенциометры или операционные усилители. Функциональный преобразователь 3 отличается от обычного функционального преобразователя одной переменной лишь возможностью изменения в нем опорного напряжения диодных элементов по заданному закону. Напряжение, соответствующее воспроизводимой функции (х, у), получат на выходе сумматора 6,Устройство для воспроизведения функций двух переменных работает следующим образом.Предварительно производится кусочно-линейная аппроксимация одной из граничных кривых семейства, например кривая (х, уо)Для повышения точности воспроизведения следует выбирать кривую, имеющую наибольау(х,у)шую крутизнуУахПринимая для остальных кривых семейства тот же закон разбиения, определяют закон изменения наклона каждого аппроксимирующего участка в зависимости от переменной у.Для упрощения структуры преобразователя в дальнейшем принимается линейный закон изменения наклона соответствующих аппроксимирующих участков, как это показано на фиг. 3, что в общем случае приводит к появлению некоторой ошибки представления заданного семейства кривых (х, у) семейством аппроксимирующих линейно-ломанных (х, у),Семейство линейных зависимостей К(х, у) на фиг. 3 может быть представлено аналитическим выражениемй (х, у) = 1 + а (х) у, (1где а(х) - зависимость коэффициента наклона прямых К(х, у) от переменной Х.Эта зависимость воспроизводится на функциональном преобразователе 1, а выражение (1) моделируется на дополнительном сумматоре 7. В соответствующем масштабе на вход сумматора 7 подается эталонное напряжение, представляющее 1 в выражении (1).Граничная кривая (х, у,) воспроизводится на функциональном преобразователе 2 одной переменной, выходное напряжение которого затем умножается на блоке 4 умножения на соответствующий коэффициент К(х, у). Полученное таким образом выходное напряжение сумматора 6 соответствует показанному на фиг. 2 семейству линейно-ломаных (х, у),За счет принятых допущений это семейство воспроизводит заданную функцию (х, у) с некоторой ошибкой, которая также является функцией двух переменных (х, у). Это семейство воспроизводится на дополнительном диодном функциональном преобразователе 3 с изменяемыми опорными напряжениями, выходное напряжение которого суммируется на выходном сумматоре 6 с напряжением, соответствующим семейству линейно-ломаных (х, у). Полученная сумма напряжений воспроизводит заданное семейство функций (х, у) с погрешностью, не превышающей допустимую величину.Типовой характер семейства ошибок, получающийся при аппроксимации заданной функции, представлен на фиг. 4.Для удобства воспроизведения его на функциональном преобразователе с линейно-изменяющимся опорным напряжением диодных элементов следует семейство ошибок вычерчивать в виде кривых при фиксированных значениях аргумента х, т, е. в других осях по сравнению с основным семейством (х, у), Кроме этого, рассматриваемое семейство ошибок может быть воспроизведено на функциональном преобразователе 3 в увеличенном масштабе с последующим учетом этого при суммировании на сумматоре 6.Предлагаемое устройство позволяет воспроизводить широкий класс функций двух переменных, включающий в себя функции с резким изменением крутизны кривых по обеим пере менным, допускает применение метода графической аппроксимации функций и обладает высоким быстродействием. Формула изобретения Устройство для воспроизведения функций двух переменных, содержащее функциональные преобразователи одной переменной и функциональный преобразователь с изменяемыми опорными напряжениями, входы по опорному напряжению которого через соответствующие элементы с линейной характеристикой соединены с первым входом устройства, сигнальный вход функционального преобразователя с изменяемыми опорными напряжениями соединен со вторым входом устройства, а выход подключен к первому входу выходного сумматора, отличающееся тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций, оно содержит блоки умножения и дополнительный сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого блока умножения, второй вход соединен с шиной эталонного напряжения, а его выход подключен к первому входу второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом первого функционального преобразователя одной переменной, вход которого соединен с первым входом устройства, а выход второго блока умножения подключен ко второму входу выходного сумматора,526919 фиг. 1 Ух Я ив 2 первый вход первого блока умножения соединен с ВыхОдОм Второго функционала:ОГО 1 реобразователя одной переменной, вход которого соединен с первым входом устройства, а второй вход псрвого блока умножения соединенсо вторым входом устройства.ПодписноеССР Сапунова,биография Заказ 3098/10 Изд,1650 ЦНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рау