Функциональный преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК С 72 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К Целью изобретения являие точности за счет ис" равления ся п овыш нк во входном каск пользования ционального пр еобразо работающи оксимации ователь с ть умножа азователе мяти 13-2 етыре квад ателя опо ограничени участке апп ный преобра ьство СССР26, 1979.тво СССР/26, 1986.ОБРАЗОВАТЕЛЬ тор 11, деся говых преобр регистров па каналов 34, ч три формиров 27-29 и четь 30-33. Воспр ции основано сквозной апп ном разбиени функции. 4 ре элемента ограничения оизведение заданной функна реализации кусочнороксимации при равномери области определения иле 13-22 памяти коэфф четыре квадраторарователя 27-29 оп ункции ициентов 23 26, тр рных функ ничения 3 в, вход 3 ций и инф рми че, де- адания применено овании системирования.является повьш;е тыре элемента огр шифратор 34 канал коэффициентов фун ный вход 36.Воспроизведени ции основано на р сквозной апп окси одел томатического ре Целью изобретени мационе заданной Функеализации кусочнор мации при равномер нии области определения данная аппроксимирусмая ) определена на интервале ри этом условно принимаеДля Функций, у которых едусмотрен умножающий циф й преобразователь 10 и мяти 22, в который при нофф азби ункции. 3 ункция Р( Х 610. то Р) = (О)0, прналогов истр па с оа ег ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ПЯТ СССР РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе(57) Изобретение относится к аналоговой и аналого-цифровой (гибридной) вычислительной технике и может быть использовано при моделировании систем автоматического регулирования и Изобретение относится к аналого ой и аналого-цифровой (гибридной) ычислительной технике и может быт ние точности.На фиг.1 представлена структурная схема функционального преобразователя; на фиг.2 - схема элемента ограничителя; на фиг .3 - пример кусочно-сквозной аппроксимации; на фиг.4 - диаграмма сигналов,Функциональный преобразовательодержит десять умножающих цифроаналоговых преобразователей (УЦАП) 1-10 сумматор 11, выход 12 функционального преобразователя, десять регистров вателя элементх на одномФункциональодержит суммающих цифроанал й 1-10, десять 2, дешифратор ратора 23-26, рных функций= Р(10),Р (10),К 1 -2 -е-в10Для воспроизведения Функции СР, (Х)предусмотрен умножающий цифроайалоговый преобразователь 8 и регистр 20.Вторая ступень сквозной аппроксимации осуществляется парабопой Ч 1 (Х)(фиг.З), уравнение которой имеет видЩХ) = К 2 Х(Х). Значение коэ 5 ициента К определяется из равенства С 1(5) + 5) = Р(5) илиК а 5 + К 5 (5-10) = Р(5), откудаР(5) - 5 К5 .(-5) 15 откуда 2,5(-2,5) 30 Кусочная аппроксимация осуществляется функциями Х), ф(Х), Ц(Х), Сф(Х), Ср(Х), Ц 6(Х). Функция фу(Х)=К. Х (Х) определена на участ" ке ХЕО;. Коэффициент К определяется из следующего равенства: 35 К 1,25 (1,25-2,5) + К . 1,25 х40+ К 1,25 = Р(1,25) откуда1 Р(1 25)-К 125 (-3 75) Кд 125 (-3 75)-К 1251,25 (-1,25)или Функция ( (Х) = К, (Х,5) (Х"2,5) определена на участке ХЕ 2,5;5,Коэффициент К определяется из равен6 ствах, 25) настройке пр еобра зоват еля записывается код, соответствующий значениюР1, ВВедем в рассмотрение Функциюпервой сквозной ступени аппроксимации Ц, В)" К,фХ, где К - коэффициент, соответствующий тангенсу угланаклона линейного участка (фиг.З),Коэффициент К определяется из выражения: ЧЗ(гф 5) + Щгф 5) + Ц 71(гф 5)Щ 3,75)+ сз(3,75)+(3,75) + + СР,(3,75) = Р(3,75) Р(2 5)-2 5 Ке(-7 5)-2 5 "КфКг Й а2,5 (-2,5) Ф , я Р+(Х) К (Х 5) (Х 10) определена на участке Х 65; 10 Д. Значение коэффициента К определяется из равенства С,(7,5) + Ц,(7,5) + У,(7,5)г Р(7 5)Р(7 5) -К 7 5(-2 5) -7 5 К 14 функция Ц) (Х) =КХ" (Х,5) определена на участке ХГО;2,5. Коэф-. фициент К определяется из следующего равенства:51652983 6Функция ф 7(Х) = К (Х) (Х,5) илиопределена на участке ХЕ 5;7,5, Ко К (6,25-5) ф(6,25 - 7,5) + К 1(6,25 эффициент К 7 определяется из равенст" 5), (6;5 - 10) + К,6,25 ф (6,25 ва:ф у в.-10) + К 6,25 = Р(6,25) фу(6, 25)+ ф 1(6, 25) + Ц 7 (6, 25) + + Ц 7,(6,25) = Р(6,25),откуда Р(625)-К 125 (-375)-К 625 (-375)-К, 6257 1,25 (-1,25) Функция (8(Х) = Кд (Х,5)(Х)определена на участке ХЕ 7,5; 10.Значение коэффициента Ке определяетсяиз равенства: К 8 ф(8,75-7,5) ф(8,75-10) + К 1,кк (8, 75-5)(8, 75-10)+ К8, 75(8, 75- - 1 О) + К 18,75 = Р(8,75),(8,75)+ С(8,75) + ф 2(8,75) + + (ф, (8, 75) = Р(8, 75) 20 откудаР(875)-Кл 1375 (-1 25)-К 8 75 (-125)-К 8 75 1,25 (-1,25. Аппроксимирующая кривая, получае ных восьми Функций. Рассмотрим их намая на выходе преобразователя, пред- каждом участке разбиения в отдельнос".ставляет собой суперпозицию описан- ти: 1+ Ч 8(Х) 7,5 сХ 610 ным кодом, то старшие десять разрядов несут информацию о величине ко-, эффициента, младшие четыре разряда определяют номер регистра памяти и поступают в дешифратор 34 каналов, обеспечивающий выработку разрешающего сигнала на запись в выбранный реа на выходе функционального преобразователя получим4.0(Х) = ,К СР,1=1где Х - аппроксимирующая функция,Для воспроизведения функций, имеющих разрыв первого рода, в преобразователе предусмотрен элемент ограничения 33 и умножающий цифроаналоговыйпреобразователь 9, а также регистр 21.Преобразователь содержит десятьканалов, каждый из которых реализуетодну из аппроксимирующих Функций. В 50период подготовки преобразователя кработе вычисляются коэффициенты К 1-К 8функций, которые в виде двоичногокода последовательно записываютсяв регистры памяти 13-22, для чего онппоследовательно подаются на цифровой вход преобразователя 35. Еслизапись в регистры памяти коэффициентов функции осуществляется параллельгистр.Аналоговый сигнал на входе 36 преобразователя поступает на вход элементов ограничения 30-33 и одновр еменно на аналоговый вход пр еобразователя 8. Вазовым элементом Формирования линейно-ломаных кривых (фиг . 4) является ограничитель на основе стабилизированных диодных ключей.Линейно-ломаные фиг.4 (За, 4 а), полученные на выходах первого элемента ограничения, подаются на вход квадраторов 23, 24 и формир дателя 2 опорных функций. С выхода квадратора 23 на аналоговый вход УГАП 1 по 1652983дается значение опорной параболы 5(Х) с коэФАициентом К . = 1, На цифровой вход умножающего цифроаналогового преобразователя 1 поступает значение коэффициента К, записанного в регистре 13. На аналоговом выходе умножающего цифроаналогового преобразователя 1 получаем значение Функции Ц.(Х) = К 5- Х (Х,5) . На выходе квадратора 24 получаем значение опорной параболы Ц (Х) с коэффициентом К = 1, которое подается на аналоговый вход умножающего циАроаналогового преобразователя 2, Значение коэффициента К, записанног о в р егистр е15 14, поступает на цифровой вход умножающего цифроаналогового преобразователя 2, на аналоговом выходе которого получаем значение Функции Чуб(Х) = = К 6 (Х,5) (Х) . На выходе Форми рователя 27 опорной функции поступает значение Функции С(Х) = К Х Я Х(Х), которое подается на аналоговый вход умножающего цифроаналого 25 бого преобразователя 5. Значение коэффициента К, записанного в регистре 17, поступает на цифровые входыумножающего цифроаналогового преобразователя 5, на аналоговом выходе которого Получаем значение Функции Ц(Х) =К ХУ(Х) . На выходах второго элемента огранич епя получаем линейно-ломаные фиг .4 (1 а, 2 а), которые подаются на вход Формирователя 29 опорной Функции. На выходе Формирователя 29 опорной . функции получаем значение Аункции Х) = К 2Х (Х), которое подаетСя на аналоговый вход умножающего цифроаналогового преобразователя 7, значение коэффициента К, записанно го в регистре 19, поступает на цифровой вход умножающего цифроаналогового преобразователя 7, на аналоговом выходе которого получаем значение Функции Ц)(Х) = КХ(Х - 10) . На вы Ходах третьего элемента ограничения получаем линейно-ломаные Фиг.4 (5 а, ба), которые подаются на вход квадраторов 25,26 и Формирователя 28 опорной Аункции. На выходе квадрато ра 25 получаем значение опорной параболы Ц 7 (Х) с коэффициентом К 7 =1, которое подается на аналоговый вход умножающего цифроаналогового преобразователя 3. Значение коэффициента К , записанного н регистре 15, поступает на цифровой вход преобразоват - ля 3, на аналоговм вьпоце которого получаем значение ФункцвнС (Х) К (Х)(Х,5) . На выходе квадратора 26 получаем значение опорной параболы Х) с коэффициентом К =1, которое подается на аналоговый вход преобразователя 4. Значение коэффициента К 8, записанного в регистре 16, поступает на цифровой вход преобразователя 4, на аналоговом выходе которого получаем значение функции Цв(Х) = К (Х - 7,5) (Х), На выходе Аормирователя 28 опорной функции получаем значение функции С(Х) = К, (Х) (Х), которое подается на аналоговый вход умножающего цифроаналогового преобразователя. Значение коэффициента К 1, записанного в регистре 18, поступает на цифровой вход преобразователя 6, на аналоговом выходе которого получаем значение Функции Ц(Х) = К(Х) х х(Х) .Предлагаемое устройство позволяет воспроизводить широкий класс Аункций, включающий в себя Аункции с резким изменением крутизны кривых,Формула и з о б р е т е н и яФункциональный преобразователь, содержащий сумматор, выход которого является выходом преобразователя, с первого по десятый умножающие цифроаналоговые преобразователи, подключенные выходами к соответствуюпжм входам сумматора, с первого по десятый регистры памяти коэффициентов функции, информационные входы которых подключены к старшим разрядам цифрового входа задания коэффициентов Функций преобразователя, управляющие входы с первого по десятый регистров памяти коэфФициентов функции соединены с выходом дешифратора каналов, вход дешифратора каналов соединен с младшим разрядом цифрового входа задания коэффициентов функций преобразователя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, в него введены с первого по четвертый квадрат оры, пер вый, второй, третий формирователя опорных Функций и с первого по четвертый элементы ограничения, информационные входы второго и четвертого элементов ограничения и аналоговый вход восьмого умножающего цифроаналогового преобразователя соединены с информационным входом преобразователя, первый1 б 52983 2 выход второго элемента ограничения подключен к информационному входу первого элемента ограничения и первому входу третьего формирователя опор 5 ных функций, второй выход второго элемента ограничения подкпючен к информационному входу третьего элемента ограничения и второму входу третьего формирователя опорных функций, 1 О первый выход первого элемента ограничения соединен с входом первого квадратора и вторым входом первого формирователя опорных функций, второй выход первого элемента ограничения соединен с входом второго квадратора и первым входом первого формирователя опорных функций, первый выход третьего элемента ограничения подключен к входу третьего квадратора и второму входу второго формирователя опорных функций, второй выход третьего элемента ограничения подключен к входу четвертого квадратора и первому входу второго формирователя:опорных функций, выход четвертогоэлемента ограничения соединен с аналоговьи входом девятого умножающегоцифроаналогового преобразователя,выходы с первого по четвертый квадраторов и с первого по третий формирователей опорных функций соединеныс аналоговыми выходами соответственно с первого по седьмой умножающихцифроаналоговых преобразователей,цифровые входы с первого по десятыйумножающих цифроаналоговых преобразователей соединены с выходами с первого по десятый регистров памяти ко-,эффициентов функции соответственно,входы задания ограничения с первогопо четвертый элементов ограничения,третьи входы с первого по третий формирователей опорных функций и входдесятого умнозающего цифроаналогового преобразоватепя соединены с пянойопорного напряжения.1652983 0 б г,Л, Снимщиковаийнык Корректор А. Обруча актор Т. Орловск КНТ СССР Производственно-издагеиьский комбинат "Патент", г., Ужгород,а гарина, 101 Заказ 2ВНИИПИ Составит Техред П 9 Тираж 396сударствепного комитета по113035, Москва, И-З об Ра Подписноетениям и открытиям прская наб., д. 4/5