Устройство для воспроизведения функцийдвух переменных

и 836638 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 19,02.79 (21) 272с присоединением заявки М 1 Л 8-24 1)М, Кл. 6 06: Я 7/26 Гооударетввиимй комитет СССР ло делам изобретений н открмтнй/Дата опубликований оттисания ень )та 21 5 681.33588.8 ) 0.06.8 О Н. Сахар 72) Авторы изобретения батко осковский ордена Ленина авиационный инстттту им. Серго Орджоникидзе(71) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИ ФУНКЦИЙ ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ является низя функцийовлено замеик изменения 1Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть применено при моделировании систем автоматического управления.Известно устройство для воспроизведения функций двух переменных 11, со 5 держащее функциональные преобразователи одной переменной, входы которых по опорному напряжению соединен со входомгустройства через линейные элементы.тоЭто устройство предназначено для воспроизведения функций, аппроксимированных параллельными участками ломанных, что ограничивает класс воспроизводимых функций.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для воспроизведения функций двух переменных 21, 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, вход функционального преобразователя с изменяемыми опорными напряжениями соединен со вторым входом устройства, а выход подключен к первому входу выходного сумматора, блоки умножения и дополнительный сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого блока умножения, второй входс шиной эталонного напряжения, а выходс первым входом второго блока умножения. Второй вход второго блока умножения соецинен с выходами первого функционального преобразователя, выход вто 3 рого блока умножения подключен ко второму входу выходного сумматора. Первый вход первого блока умножения через второй функциональный преобразователь соединен с первым входом устройства. Недостатком устройства ая точность воспроизведен вухпеременных, что обусл ой нелинейных характеристЗо К (ХД) 3 83 Наклонов участков аппроксимации линейными характеристиками.Целью изобретения является повышение точности работы устройства.Эта цель достигается тем, что устройство цля воспроизведения функций цвух переменных, содержащее сумматор, первый блок вычйтания, первый и второй функциональные преобразователи, три бло 1ка умножения, выхоц первого из которых является выходом устройства, а его входы соединены соответственно с выходами первого функционального преобразователя и сумматора, первый вход сумматора подключен к первой шине эталонного напряжения, а второй вход - к выхоцу второго блока умножения, входы второго блока умножения подключены соответственно. к выходу второго функционального преобразователя и выхоцу первого блока вычитания, первый вход которого является первым вхоцом устройства, а второй вход соединен со второй шиной эталонного напряжения, входы первого и второго функциональных преобразователей соединены и являются вторым входом устройства, содержит аналоговый ключ, третий функциональный преобразователь, второй и третий блоки вычитания. Входы второго блока вычитания соецинены соответственно с выходами второго и третьего функциональных преобразователей, а выхоц - с первым входом третьего блока умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего блока вычитания. Выход третьего блока умножения через аналоговый ключ соединен с третьим входом сумматора, входы третьего блока вычитания поцключены соответственно к третьей шине эталонного напряжения и к первому входу первого блока вычитания, а его выход соединен с управляющим вхоцом аналогового ключа, Вход третьего функционального преобразователя соединен со вхоцом первого функционального преобразователя.На фиг. 1 прецставлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - пример аппроксимации семейства кривых функцийцвух переменных Х(Х Ч)Устройство цля воспроизведения, функций цвухпеременных содержит фнкцио нальные преобразователи 1 - 3, блоки умножения 4 6, блоки вычитания 7 -9, аналоговый ключ 10, выход которого под ключен ко входу сумматора 1 1. Один из входов сумматора 11 подключен к шине эталонного напряжения 12, вторые вхоцы 6638 фблоков вычитания 7 и 9 соединены соответственно с шинами эталонного напряжения 13 и 14, а первые вхоцы - с первымвхоцом устройства 15. Вхоцы преобразователей 1,2,3 соединены со вторым вхоцомустройства 16,Устройство для воспроизвецения функций цвух переменных работает следующимобразом.10 Предварительно произвоцнтся кусочнолинейная аппроксимация кривой 1 Х,Д,О)ограничивающей область зацания функции(Х,Ч) (фиг, 2) и имеющей наибольшуюкрутизну по переменной х,15 Для остальных кривых семейства принимают тот же закон разбиения, так каккрутизна участка всех кривых не превышает крутизну соответствующего участкакривой Г(ХЛо) . Затем опрецеляют се 20 мейство кривых К (х, наклона кажцого аппроксимирующего участка в зависнмости от переменной , которое прецставляется. семейством линейно-ломанных1,(Х ИЭто семейство может быть прецставлено аналитическим выражением; Я (хИМ-Мо) при Я 43 где ф (Х) - зависимость коэффициента наклона прямых14(ХМ) от переменной х при ЧсЧ"1 я (Х) - зависимость коэффициентанаклона прямых К,(ХД) 40от, переменной Х при3) Ч"- точка излома семействаМК,(ХД);При значении "- величина пог решности замены кривых семейства1 фД) линейными участками максималь- на. Положение точкина осизависитот вида функции Х(ХЧ)Зависимость(Х) воспроизводится вторым функциональным преобразователем 2, а зависимость 1 р 3 (.х)третьим функциональным преобразователем 3. На вход сумматора 11 пошине 12 подается эталонное напряжение,прецставляющее 1" в соответствующеммасштабе.Ъвисимость(Х)-ЯД(ХД Й 1 )получается на выходе блока умножения56, а зависимость ЯЪ (Х) (У - Мо ) - на выкоце блока умножения 5.При(напряжение на выходе блока вычитания 9 имеет положитедьгый знак, и ключ 10 разомкнут. В этом случае напряжение на выходе сумматора 11 соответствует выражению (1) при с"Если, то напряжение на выходае блока вычитания 9 меняет знак на от рицательный, замыкая ключ 10. При этом напряжение на выходе сумматора 11 соо ветствует выражению (1) приГраничная кривая Х.ХМо) воспроизводится преобразователем 1, выходное напряжение которого затем умножается на блоке умножения 4 на соответствующий коэффициент К (Х,У ),Полученное таким образом выходное напряжение блока умножения 4 соответствует семействулинейно поманных (,), показанному на фиг. 2При подготовке функции Цк,Ч) цля вопроиэвеаения предлагаемым устройством могут быть использованы метоа графической аппроксимации функций либо метод машинного расчета параметров аппроксимании на ЦВМПредлагаемое устройство позволяет воспроизводить широкий класс функций цвух переменных, включающий в себя функции с резким изменением крутизны кривых по обеим переменным и обладает высоким быстродействием.Применение цанного устройства для воспроизведения широкого класса функций двух переменнык при моаелировании систем автоматического регулирования позволяет получить технико-экономический эффект, заключающийся в существенном повышении точности воспроизведения функций при сравнительно простой структуре устройства. формула изобретения Устройство аля воспроиэвецения функций авук переменнык, содержащее сумма 836638тор,первый блгч вычитания, первый и второй функциональные преобразователи, три блока умножения, выход первого иэ которых является выхоцом устройства, а его вкоаы соединены соответственно с выходами первого функционального преобразователя и сумматора, первый вход сумматора поцключен к первой шине эталонного напряжения, а второй вход - к выхо о цу второго блока умножения, входы второго блока умножения подключены соответт ственнб к выкоау второго функционального преобразователя и выходу первого блока вычитания, первый вхоц которого явля 15 ется первым вхоцом устройства, а второй вход соединен со второй шиной эталонного напряжения, вкоцы первого и второго функциональных преобразователей соединены и являются вторым входом устрой 20 ства, отличающееся тем,что, с целью повышения точности воспроизведения функций, оно соаержит аналоговый ключ, третий функциональный преобразователь, второй и третий блоки вычи тания, входы второго блока вычитаниясоецинены соответственно с выходами второго и третьего функциональных преобразователей, а его выход соединен с первым входом третьего блока умножения, второй ЗО вхоа которого соединен с выкоаом третьего блока вычитания, выход третьего блока умножения через аналоговый ключ соецинен с третьим входом сумматора, входы третьего блока вычитания подключены 35 соответственно к третьей шине эталонного напряжения и к первому входу первого блока вычитания, а его выход соединен с управляющим входом аналогового ключа, вкоц третьего функционального преобраэо О вателя соединен со входом первого функционального преобразователя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 45 1. Авторское свидетельство СССР М 267196,кл. 6 06 (а 7/26, 1970. 2. Авторское свидетельство СССР 34 526919, кл. 6 06 6 7/26, 1976