Устройство для воспроизведения функций двух переменных

Союз СоветскикСоциапистийтескинРесяубпик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИЯЕ ТЕ ЛЬСТВУ оп 934503(23) П риоритет Гоеударстеснный квинтет СССРпе делам наебретеннй н еткрытнйДата опубликования описания 07.06.82(72) Автор изобретеиця О. Н. Сахаров Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе .(51 т) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ФУНКЦИЙДВУХ ПЕРЕИЕННЫХ Изобретение относится к аналого" вой вычислительной технике и мо" жет быть применено при моделировании. систем автоматического управления.Известно устройство для воспро-. изведения функций двух переменных, . ф содержащее функциональные преобразователи одной переменной и функциональный преобразователь с изменяе" мым опорным напряжением, входы по опорному напряжению которого через . соответствующие линейные элементы соединены с первым входом устройства, вход функционального преобразователя соединен со вторым входом устройства, Кроме того, устроиство содержит блоки умножения и дооолнитеоьний стииатой Недостатком указанного устрой" ства является низкая точность воспроизведения функций, что обусловлено использованием кусочно-ли нейной аппроксимации функции.Наиболее близким техническим рещением к предлагаемому является уст" . ройство для воспроизведения функций, содержащее квадратор, блоки умножения, сумматоры и функциональные пре" образователи, входы которых соединены и являются первым входом устройства, выход первого функционального преобразователя соединен с первым входом первого сумматора, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго блоков умножения,: . первый вход первого блока умножения соединен с выходом второго функцио" нального преобразователя, первый вход второго блока умножения " с выходом третьего функционального преобразователя, первый вход второго сумматора соединен с щиной эталонного. напряжения, а второй вход яв" ляется вторым входом устройства, выходы первого и второго сумматоров соединены с первым и вторым входамитретьего блока умножения, квадратичный аппроксиматор, первый входкоторого соединен с шиной опорногонапряжения, второй - с первым входом устройства и входоМ квадратора,а третий - со вторым входом первогоблока умножения и с выходом квадратора, выход квадратичного аппрокси"матора соединен с первым входомтретьего сумматора, второй вход ко оторого соединен с выходом третьегоолока умножения, выход третьегосумматора является выходом устройства второй вход второго блока умножения соединен с первым входомустройства2 1.Недостатком устройства являетсянизкая точность воспроизведенияфункций, что обусловлено представлением нелинейно изменяющихся коэффициентов в виде линейных отрезков,приводящим к появлению дополнительных ошибок,Цель изобретения - повышение точности воспроизведения функций двухпеременных.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для воспроизведения функций двух переменных, содержащее два квадратора, первый,второй и выходной сумматоры,первый и второй блоки умножения, трифункциональных преобразователя,входы которых соединены и являютсяпервым входом устройства, выход первого функционального преобразовате 35ля соединен с первым входом выходного сумматора, выходы второго итретьего функциональных преобразователей соединены соответственно с4 впервыми входами первого и второгоблоков умножения, выходы которыхподключены соответственно ко второму и третьему входам выходного сумматора, дополнительно содержит пер 45вый и второй прецизионные диодныеограничители, информационные входыкоторых соединены с первым входомпервого сумматора и являются втооымвходом устройства, входы смещения прецизионных диодных ограничителей50 соединены со вторым входом первого сумматора и шиной опорного напряжения, выход каждого прецизионного диодного ограничителя через соответствующий квадратор и непосредственно 55соединен с соответствующими входамивторого сумматора выход которогосоединен со вторым входом второго блока умножения, второй входпервого блока умножения соединен свыходом первого сумматора,На Фиг. представлена схема устройства; на Фиг,2 - пример аппроксимации семейства Г(х,у); на фиг.3 -пример представления Функции К(х,у).Устройство для воспроиэведейияфункций двух переменных содержитпервый, второй и третий функциональные преобразователи 1 - 3, первыйи второй блоки 1 и 5 умножения, первый и второй сумматоры 6 и 7, выходной сумматор 8, первый и второй прецизионные диодные ограничители 9и 10, первый и второй квадраторы11 и 12,Устройство работает следующимобразом.Для воспроизведения семействакривых функций К(х,у) (фиг,2) производится линейная аппроксимациякаждой кривой одним отрезком, например, соединяющим точки К(х=О,у)(х=хмсцсУ)Уравнение такогоотрезка имеет вид9(х) = Ь+ с 1(х - х), (1)где 1. - номер кривой семейства,Ь и 4; - коэффициенты, хо - начальное значение переменной х (врассматриваемом примере х = 0).Очевидно, что коэффициент Ь соответствует значениям функции йрих =,х , т.е. Г(хО, У), Начальнйе значения функции Е(х = О,у)зависят от величины переменной у,причем в общем случае, по нелинейному закону, Эта зависимость, определяемая иэ графика функции Г(х,у),воспроизводится функциональным преобразователем 1.Коэффициент Й соответствует тангенсу угла наклона аппроксимирующего отрезка йдс и также зависит отлвеличины переменнои у. Эта зависимость, в общем случае нелинейная,воспроизводится функциональным преобразователем 2,В соответствии с уравнением 1коэффициент Й умножается на приращение переменной (х - х ) и полученное произведение складывается созначением Функции Цх = О,У).В устройстве для реализации уравнений линейных отрезков используются функциональные преобразователи 1 и 2, блок ч умножения и сумматорТехнический эфФект примененияпредлагаемого устройства при моделировании задач на АВИ заключается е повышении точности воспроиэведе ния функций двух переменных за счетиспользования сквозной квадратичной аппроксимации функции ошибки 1(х,у) . Формула изобретения Устройство для воспроизведенияфункций двух переменных, содержа щее два квадратора, первый, второйи выходной сумматоры, первый и второй блоки; умножения, три функциональных преобразователя, входы которых соединены и являются первым 20 .входом устройства, выход первогофункционального преобразователясоединен с первым входом выходногосумматора, выходы второго и третьегофункциональных преобразователей 25 соединены соответственно с первымивходами первого и второго блоковумножении, выходы которых подключены соответственно ко второму итретьему входам выходного сумматоЗо ра, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точностивоспроизведения функций двух переменных, оно содержит первый и второй прецизионные диодные ограничи"тели, информационные входы которыхсоединены с первым входом первогосумматора и являются вторым входомустройства, входы смещения прецизионных диодных ограничителей соеди .нены со вторым входом первого сумматора и шиной опорного напряжения,выход каждого прецизионного диодного ограничителя через соответствующий квадратор и непосредственносоединен с соответствующими входами второго сумматора, выход которого соединен со вторым входом второго блока умножения, второй вход пер-вого блока умножения соединен с.выходом первого сумматора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 526919, кл, С 06 С 7/26, 1976.2. Авторское свидетельство СССРо заявке Мф 27266574 4,кл. б 06 С 7/26, 1979 (прототип),5 9345036. Сумма напряжений, соответствующаяфункцииК (х,.у) = Е(х,у) + йЫс(у)(х --х), (2)получается на выходе сумматора 6.Эта функция Г (х,у) воспроизводит .заданное семейство с некоторойошибкой т". (х,у), величина которойтакже зависит от переменных х и у(фиг,3) . Каждая из кривых этого семейства может быть заменена функцией вида,(х,у) = а;х + с.х, (3)где О и С - коэффициенты парабо 1лы, величина которых зависит от вида кривой семейства Е(х,у) .Для воспроизведения функцииГ 2(х,у) используются прецизионныедиодные ограничители 9 и 10, квадраторы 11 и 12 и сумматор 7. Использование в устройстве двух параллельных цепей из прецизионных диодных ограничителей 9 и 10 и квадраторов 11 и 12 позволяет воспроизводить более широкий класс кривых путем суммирования или вычитания насумматоре 7 напряжений, соответствующих отрезкам парабол, заданныхв любом диапазоне изменения переменной х. Выбор точки включениятого или иного отрезка параболыдостигается за счет подключенияна входы смещения прецизионных диодных ограничителей 9 и 10 опорного напряжения определенной величины и полярности.На блоках 9 - 12 реализуетсятолько одна из кривых семействаХ 2(х,у) наиболее характерной формы, Остальные кривые воспроизводятся путем умножения этой кривойна коэффициент К(у), равный отноше.нию максимальных величин кривыхсемейства К 2(х,у) к максимальномузначению выбранной кривой, Для воспроизведения этого коэффициента иумножения на него выходного напря"жения сумматора 7 используютсяФункциональный преобразователь 3и блок 5 умножения,Расчет коэффициентов С и Сквадратичной функции может бытьвыполнен на ЦВМ по известным ал"горитмам,Предлагаемое устройство можетбыть использовано для воспроизве"дения монотонных функций двух переменных, не имеющих точек разры"ва.93 М 03 л с 7 Составитель Н,БалабошкоТехред М.Тепер, Корректор И.Муска Редактор А.Влас Заказ 3938/46 писн НИИ 113035 ктная, 4 илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул Тираж 731 И Государственного делам изобретений Москва, Ж, Рауас