Функциональный преобразователь

Союз СоветсиикСфциалистичвсииаРеспублик РСКО МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ К 6 ) Дополнительно 22)Заявлено От.О(23 ) Приоритет дв делам взабретек н открытия Опубликовано 30. 08. 82. Бюллетень М 32 УДК 681.33.Гусев и С.И.Сергейчик омский ордена Октябрьской Революции и ЬрЕеТрудового Красного Знамени политехническиминститут(7) Заявител 5") ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ зво- то Недостатком реобразователн не позволяе того функциональногоявляется то, чтовоспроизводить одно Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.Известен функциональный преобразователь, содержащий генератор синусоидального сигнала, фазовращатель, амплитудный модулятор, два блока сравнения, масштабный блок, сумматор, два линейных выпрямителя и два Фильтра нижних частот, который воспрои дит центральные. кривые второго по рядка 1 11Егонедостатком является то, что он не позволяет моделировать одновременно верхнюю и нижнюю полуокруж" ности эллипса, а также не позволяет непрерывно воспроизводить центральные кривые второго порядка полностью, без предварительной перестройки соответствующих блоков преобразователя. 2 ОНаиболее близким техническим ре" шением к предлагаемому является функциональный преобразователь, содержащий источник синусоидального напряжения, сумматор, фазовращатель,включениый между выходом источникасинусоидального напряжения и первымвходом сумматора, амплитудный модуля..тор, опорный вход которого соединенс выходом источника синусоидальногонапряжения, выход - с вторым входомсумматора, а управляющий вход является входом преобразователя, блокпреобразования напряжения в фазу,включенный между выходом источникасинусоидального напряжения и третьим входом сумматора, выход которогоявляется выходом функциональногопреобразователя и подключен к перво"му входу блока сравнения, соединенного выходом с управляющим входом блоканапряжения в фазу, а вторым входом "с выходом источника синусоидальногонапряжения 121,95511 временно верхнюю и нижнюю части центральных кривых второго пооядка, а также осуществлять ими аппроксима": цию других нелинейных зависимостей.Цель изобретения - расширение з класса задач, решаемых преобразователем, и повышение его точности.Указанная цель достигается тем, что Функциональный преобразователь, содержащий источник синусоидального 1 О напряжения, сумматор, блок сравнения, Фазовращатель, включенный между выходом источника синусоидального напряжения и первым входом сумматора, амплитудный модулятор, опорный вход 13 которого соединен с выходом источника синусоидального напряжения, а выходс втооым вхолом сумматора блок пре"образования напряжения в Фазу, включенныи между выходом источника сину- Мсоидального напряжения и третьим входом сумматора, выход которого подклю" чен к первому входу блока сравнения, соединенного выходом с управляющим входом блока преобразования напряже З ния в фазу, а вторым входом - с выходом источника синусоидального напряжения, дополнительно содержит Фильтр нижних частот, дополнительный блок сравнения, блок масштабно- зр го преобразования, дополнительный сумматор, переключатель, линейный выпрямитель, вход которого подключен к выходу амплитудного модулятора, а выход через фильтр нижних частотк первому. входу дополнительного блока сравнения, выход дополнительного блока сравнения подключен к управляющему входу амплитудного модулятора, а второй вход является входом Функционального преобразователя, четвертый вход первого сумматора соединен с выходом источника синусоидального напряжения, а выход соединен с входом блока масштабного преобразования, выход которого соединен с первым входом переключателя и первым входом дополнительного сумматора, второй вход дополнительного сумматора соединен с выходом Фаэовращателя,а50 выход - с вторым входом переключате. ля, выход которого является выходом Фун ционального преобразователя, а управляющий вход соединен с.вторым входом дополнительного блока сравЯненилНа Фиг.1 приведена блок-схема Функционального преобразователя; на3 4фиг.2 - диаграмма напряжений, поясняющая его работу.функциональный преобразователь содержит источник 1 синусоидального напряжения, блок 2 преобразования напряжения в фазу, фазовращатель 3, амплитудный модулятор М, основной 5 и дополнительный 6 сумматоры, линейный выпрямитель 7, фильтр 8 нижних частот, дополнительный блок 9 сравнения, блок 10 масштабного преобразования, основной блок 11 сравнения, переключатель 12.Работа функционального преобразователя основана на реализации алгоритма, полученного путем использования,векторно-электрического метода и применения аффинного преобразования, которое в данном случае заключа- ется в линейном растяжении или сжатии центральных кривых второго порядка.Это можно пояснить следующим образом. Уравнение эллипса в собственной системе координат, совпадающей с осями эллипса, можно записать в виде где КА = О/О " коэффициент аффинного подобия;ОО, О - напряжения, пропорциональные большойС 1 и малой Ь полуосямэллипса;О - напряжение,пропорциональное ординатенекоторой точкиокружности с радиусом, равным О,;напряжения, величинакоторых пропорциональна независимой .Х и зависимой 1 переменным, связанным уравнением эллипса.Из равнения (1) видно, что эллипс можно моделировать с помощью окружности, аффинно подобной воспроизводимому эллипсу с радиусом, равным одной из полуосей эллипса. При моделировании эллипса в системе координат, не совпадающей с его осями, необходимо сформировать два дополнительных синусоидальных напряжения (вектора) О и 0 о , сдвинутых по фазе на + /2 и определяющих положение центра моделируемой окочж вход основного блока 11 сравнения. Если разница Фаэ 1 напряжения, Ои на-пряжения источника 1 равна 9 /2, то сигнал на выходе основного блока 11 сравнения равен нулю,При отклонении указанной разницы фаз от/2 на выходе основного блока сравнения появляется сигнал рассогласования, который подается на управляющий вход блока 2 преобра". 10 зования напряжения в фазу. В результате напряжение О на выходе блока 2 преобразования напряжения в фазу, изменяет свою фазу таким обргзом, что разность Фаз между напряжениями И 0 и Ог устанавливается равной /2. При изменении,входного напряжения в определенных пределах конец векто" ра напряжения Обудет описывать,: дугу окружности с радиусом, равным 20 величине этого напряжения (фиг.2). Напряжение О, пропорциональное по величине ординате некоторой точки, лежащей на окружности, поступает на вход блока 10 масштабного преоб раэования. На выходе этого блока Формируется напряжение, равное О = Кд О и пропорциональное по величине ординате эллипса, соответствующей первому корню уравнения (5),З 0 Далее это напряжение подается на один иэ входов переключателя 12 и второй вход сумматора 6, Последний настроен таким образом, что коэффициент передачи по первому входу раввнЗ 2 О, /Ог, а по второму - 1. На выходе сумматора 6 в. соответствии с уравнениемформируется напряже 1ние О, соответствующее второмукорню уравнения 5 . Выход сумматора 6 соединен с вторым входом первключателя 12, который настраивается .таким образом, чтобы при периодическом изменении входного сивнала в предлах от О до О периодически иметьна его вь 1 ходе напряжения О, и О Так, например,при возрастании напряжения О в укаэанных пределах имеемна выходе напряжение О . При дости" жении напряжением О напряжения%0 срабатывания О 2 переключатель 12 осуществляет переключение и на еговыходе появляется напряжение О . При последующем уменьшении напряжения О и достижении им напряжения срабатывания О переключатель 12 устанавливается в исходное положе"ие и на его выходе появляется напряжение О (фиг.2).ф фРакая схема полного непрерывного моделирования центральных кривых второго порядка позволяет избавиться от перестройки основыбго блока 11 сравнения и блока 2 преобразования напряжения в фазу. Это позволяет значительно уменьшить время установления соответствующих значений выходного напряжения, уменьшить динамическую ошибку в моменты переключе" ний.Кроме этого, предлагаемый функциональный преобразователь позволяет иметь одновременно оба корня уравнения (5 центральных кривых второго порядка, что может иметь значение при,решении сложных задач, где требуется одновременное приближенное моделирование выпуклой и вогнутой функций.Таким образом, предлагаемый функциональный преобразователь обеспечи вает решение более широкого круга задач,чем прототип. Он позволяет осуществлять полное непрерывное моделирование центральных кривых второго порядка без методической погреш ности и без перестройки соответствующих блоков функицонального преобра- эователя,позволяет одновременно воспроизводить оба корня уравнения центральных кривых второго порядка и осуществпять аппроксимацию широкого класса нелинейных зависимостей указанными центральными кривыми, что позволяет повысить точность его рабо. ты по сравнению с прототипом,Формула изобретен ияФункциональный преобразователь . содержащий источник синусоидального напряжения, сумматор, блок сравнения, Фазовращатель, включенный между выходом источника синусоидального напряжения и первым входом сумматора, амплитудный модулятор, опорный вход которого соединен с выходом источника синусоидального напряжения, а выход - с вторым входом сумматора, блок преобразования напряжения в Фазу, включенный между выходом источника синусоидального напряжения и третьим входом сумматора, выход которого подключен к первому входу , блока сравнения, соединенного выходом с управляющим входом блока преобразования напряжения в фазу, а вторымвходом - с выходом источника сину соидального напряжения, о т л и ч а.ю щ и й с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, повышения точности,он содержит фильтр 3нижних частот, дополнительный блоксравнения,блок масштабного преобразования, дополнительный сумматор,переключатель, линейный выпрямитель,вход которого подключен к выходу амплитудного модулятора, а выход через фильтр нижних частот - к первомувходу дополнительного блока сравнения, выход дополнительного блокасравнения подключен к управляющему 5входу амплитудного модулятора, авторой вход является входом Функционального преобразователя, четвертый вход первого сумматора соединенс выходом источника синусоидального 26напряжения, а выход подключен к вхо 13 10ду блока масштабного преобразования,выход которого соединен с первымвходом переключателя и первым .входом дополнительного сумматора, второй вход дополнительного сумматорасоединен с выходом фазовращателя,а выход - с вторым входом переключателя, выход которого являетсявыходом функицонального преобразователя, а управляющий вход соединенс вторым входом дополнительного бло"ка сравнения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке й 2828251,кл. 0 06 6 7/26)19792. Авторское свидетельство СССРИ 488224, кл. О 06 С 7/24, 1975955113 г.Г Составитель Н.Балабошкоедактор С,Тараненко Техред Т.йаточка КорректорГ.О т т ая на илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн аз 6440/56 Тираж 731 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений 113035, Москва, 1-35, РаушПодписное ССР тий , д 4/5