Функциональный преобразователь с кусочно-линейной аппроксимацией

(53) УДК 681.335. .813(088,8) делам нзвб н нтнрмти нин ь 21 06.80 ата опубликования описания 0 Авторы зобретенияосодапов и В,А,аскако ышевский политехничес Куйбышева аявитель титут и(54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С КУСОЧНО.-НЕЛИНЕЙНОЙ АППРОКСИМАЦИЕ 2Изобретение относится квычислитель- блок с первым входом второной технике и автоматике иможет быть ра, входы которого со второиспользовано в аналоговых, цифро-анало . связаны с выходами соответ:говых, цифровых машинах и в системах рого, третьего, четвертого,автоматики при воспроизведении сложных того масштабных блоков, сефункциональных зависимостей. второго сумматора соединенИзвестен функциональный преобразова выходом первого анализатортель с кусочно-нелинейной аппроксимацией, подключенного третьим вьтхосодержащий анализаторы сигналов, первый ляющим входам первого, виз которых соединен со входом преобра- его, четвертого, пятого и шозователя, блоки формирования опорных табных блоков, которые, кросигналов, квадратичный преобразователь, масштабного блока, другимиблок управления и сумматоры 11, саны с выковами состветстНедостатком такого преобразователя второго, третьего, четвертого и пятого является низкая точность работы и огра- запоминающих блоков, выход первого15ниченный диапазон входного сигнала. сумматора соединен с сигнальными вхоНаиболее близким к предложенному дами первого и второго ключей, причем является функциональный преобразователь выход первого ключа через квадратор со. с кусочно-нелинейной аппроксимацией,. единен о".сигнальным входом третьего содержащий сумматоры, первый вход пер- . ключа, первый выход которого связан с вого из которых соединен со входом пре- первым входом первого запоминающего образователя, второй вход - с первым вы- блока, выход второго ключа через кубы- ходом первого анализатора сигналов, а ческий преобразователь связан с сигналь выход связан через первый масштабяый ным выходом четвертого ключа, первый го сумматого по шестойственно вто- еиятого и шес-дьмой входсо вторыма сигналов,дом к управтарою, третьестого масшме первоговходами свяб;венно первого,739558ход третьегв сумматора соединен со входы дом второго анализатора сигналов,На чертеже представлена схема преоб"разователя.5функциональный преобразователь с,ку е сочно-нелинейной аппроКсимацией содеро- жит сумматор 1 с переменным коцффициентом передачи, соединенный сЬ входом/преобразователя 2, масштабные блоки 3- ь 8, пороговые цлементы 9-12, блоки 1314 формирования опорных сигналов и управления масштабными блоками, ключи 1518, сумматоры 19-23, масштабные блоки 24-26, запоминающие блоки 27-31, е квацратор 32, кубический преобразователь 33 и блок 34 управления. Цифрой д 35 обозначен выход устройства, 36 и37 - соответственно первый и второй е - анализаторы сигналов. 3выход которого соединен со входом второго запоминаьа 1 его блока, вторые вхопервого и второго ключей соединены спервым входом седьмого масштабногоблока и выходом третьего сумматора,первый вход которого подключен ко второму выходу первого запоминающего блка, первый выход первого анализаторасигналов соединен со вторым входомтретьего сумматора, второй выход третего ключа соединен с первым входомвосьмого масштабного блока и первымвходом четвертого сумматора, второйвхоц которого подключен ко второму вьходу второго анализатора сигналов, содиненного третьим вьхоцом с первымвходом пятого сумматора, второй выховетвертого ключа связан с первым входом девятого масштабного блока и с и рвым входом шестого сумматора, второй 20вход которого соединен с четвертым выходом второго анализатора сигналов, связанного пятым выходом со вторыми входами седьмого, восьмого и девятогомасштабных блоков, выходдевятого масш 25табного блока подключен ко второму вхо " ду"пятого сумматора, третий и четвертыйвходы которого соединены соответствен- но с первыми выходами седьмого и восьмого масштабных. блоков, подключенных, 30вторыми выходами соответственно к третьему и четвертому входам шестого сумматора, причем третий выход седьмого масштабнто блока соединен с третьим выходом четвертого сумматора, подключенного выходом к выходу третьего запоминающего блока, выход пятого сумматора подключен ко входу четвертого запоминающего блока, выход шестого сумматорако входу пятого запоминающего блока, 40выход блока управления - к управляющимвходам ключей, а выход второго сумматора - к выходу преобразователя 27. Недостатком такого преобразователя 45 является низкая точность воспроизведения функций, так как в нем не полностью используется динамический циапазон цле ментов схемы. 50Цель изобретения - повышение точности воспрбизвецения заданной зависимоСти за счет полного использования динамического диапазона элементов функциональнойсхемы на всех участках аппроксимации.55Поставленная цель достигается тем,что в преобразователе третий вход первого сумматора соединен с третьим выхо"йом первого анализатора сигналов, а выПреобразователь работает следующимобразом. Входной сигнал с входа преобразователя подается на вхоц сумматора 1 с переменным коэффициентом передачи, работающего в режиме вычитания. Порог срабатывания первого порогового элемента 9 настроен на верхнее (максимальное) значение линейной зоны выходного сигнала сумматора 1, Порог срабатывания второго порогового элемента 10 настроен на нижнее ,(минимальное) значение линейной зоны выходного сигнала сумматора 1, Пороговые элементы 9 и 10 управляют работой первого блока 13 формирования, который формирует сигналы для управления коэффициентом передачи сум-. матора 1 таким образом, что при любом 1 =1, 2, 3, , выполняется условие х 1 = соей,где Х -максимальный1 мах1 мохвыходной сигнал сумматора 1. Крометого, блок 13 формирует опорный сигнал Х., сигнал К Хпропорциональный значению реализуемой функции в опорной точке ХХ = Х, а также сигналы для управления масштабными блоками 3-8. Сигнал КХР поступает на вход сумма-. тора 19. Сигнал Х, подается на вход сумматора 1, гце вычитается из выходного. На выходе сумматора 1 буает действовать сигнал(=К,.(Х - Х 1) гае К - коэффициент передачи сумматора 1, соответствующий опорной точке; Х, который выбирается из сформированного выше условия.Сигнал Х поаается на. первый 15 и третий 17 ключи, а также через первый масштабный блок 3 полииома первой степени на вход сумматора 19. На выходеучасткови фучкция аппрокскмируетсяна" казЩом из них соответствующим многочленом 6-й степени относительно Хв,Преложенный преобразователь" позво ляет примейятьаналйэаторы сигналсВ,соЪбржащйе" два пороговых элемента пркпроизвольном числе опорнык точек, что"эацию и повышает точность работы преобразователя. . - ,. , , 1 ОПеременный коэффициент передачи сумматора К . позволяет добиться постоянства динамического, диапазона выходного сигнала сумматора на каждом" учаот ке апйроксимации. При этом полностью 15используется динамический диапазонвсех элементов функциональной схемы вслучае, если принято йеравномерйое раз-,биение опорными, точками диапазона изменения входного сигнала, что увеличи О" вает"точность аппроксимации.Формула и з о б р е т е н и я25Функциональный преобразователь скусочно-нелинейной аппроксимацией, содержащий сумматоры, первый вход пер. вого иэ которых соединен со входомпреобразователя, второй вход - с первым ЗО выкодом первоо анализатора сигналов, а выход связан через первый масштабный блок с первым входом второго сумматора входы которогосо второго йо шестой связаны с выходами соответствен 35 . но второго, третьего, четвертого, пятого: и шестого масштабнык блоков, седьмой . вход второго сумматора соединен со вторымвыходом первого анализатора сигналов, под ключенно 1 о третьим выходом к управля- фО :-ющим входам первого, второго, третьего,четвертого, пятого и шестого масштабных блоков, которые, кроме йервого масштабного блока, дру 1 ими входами связаны с выходами соответственно йервого, вто рого, третьего,четвертого и"йятого эапомкна:ощкх блоков, выход первого сумматора соединен с сигнальными входами первого и второго ключей, причем выход первого ключа через квадратор соединен 5 О, с сигнальным входом третьего ключа,первый "выходкотороГ связан"С"йервйм входом первого запоминающего (лока, выход второго ключа через кубический преобразователь связан с сигнальным выхо 55 дом четвертого ключа, первый выход ко--торого соединен со входом второго эапоми.8 8нающего блока, вторые входы первого и- , второго ключей соединены с первым вхо дом седьмого масштабного блока и выходом третьего сумматора, первый вход . которого подключен ко второму выходу первого запоминающего блока,:первый выход первого анализтора сигналов сое= "динен со вторым входом третьего сумматора, второй выход третьего ключа соединен с первым входом восьмого масштабного блока и первым входом четвертого сумматора, второй вход которого подключен ко второму выходу второго анализатора сигналов, соединенного третьим выходом с првь 1 м вкодом пятого сумматора, второй выход четвертого ключа связан с;. первым входом девятого масштабного блока и с первым входом шестого сумматора, .второй вход которого соединен с четвертым выходом второго анализатора сигналов, связанного пятым выходом со вторымивходами седьмого, восьмого к девятого масштабных блоков, выход девятого масШ- табного блока подключен ко второму входу пятого сумматора 1 третий и четвертый входы которого соединены соответствен- но с первыми выходами седьмого и восьмого масштабных блоков, подключенных вторыми выходами соответственно к третьему и четвертому входам шестого сумматора, причем третий выход седь- . мого масштабного блока соединен с третьим выходом четвертого .сумматора, под-ключенного выходом к входу третьего запоминающего блока, выход пятого сумматора подключен ко входу четвертого запоминающего блока, выход шестого сумматора - ко входу пятого запоминающего блока, выход блока управления - к управляющим входам ключей, а выход второго сумматора - к выходу преобразователя, отличающийся тем, что; с целью повышения точности работы, в нем третий вход первого сумматора соединен с третьим выходом первого ана:лизатора сигналов, а выкод,третьего сумматора соединен со входом второго анализатора сигналов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 374622, кл. О 06 В 7/28, 1970.2. Авторское свидетельство по заяв-,ке М 2373150/24, кл, Ь 06 6 7/26,приоритет 14.06.76 (прототип).Составитель О. СахаровТехрец И. Асталош Корректор Ю, М Редактор ТЗаказ 30 ортна Гираж 751арственного комитобретений и открЖ, Раушская илиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 48/8 ЦНИИПИ Госуд по делам из 113038, Москва, Подписноета СССРытийаб д 4/5