SU1183992A1

SU1183992A1 - Гибридное устройство для воспроизведения функций

Info

Publication number: SU1183992A1
Application number: SU843751460A
Authority: SU
Inventors: Oleg N Sakharov
Original assignee: Mo Aviatsionnyj I Im S Ordzhon
Priority date: 1984-04-28
Filing date: 1984-04-28
Publication date: 1985-10-07

Description

Изобретение относится к области аналоговой и аналого-цифровой вычислительной техники и может быть использовано при моделировании систем автоматического управления.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет возможности воспроизведения функции двух переменных.

На фиг. 1 представлена структурная схема гибридного устройства для воспроизведения функций; на фиг. 2 - пример семейства кривых функции {(X, у) ; на фиг. 3 - пример семейства кривых К(х-,у). '

Гибридное устройство для воспроизведения функции содержит аналого-гибридно-кодовый преобразователь 1, формирователь 2 адреса, четыре умножающих цифроаналоговых преобразователя (УЦАП) 3-6, два блока 7-8 памяти, блок 9 умножения, стабилизированный ключ 10, три сумматора 11 - 13, входы задания первой и второй переменной 14 и 15, шину опорного 16 напряжения, выход устройства 17.

Гибридное устройство для воспроизведения функций работает следующим образом.

Предварительно производится кусочно-линейная аппроксимация одной из кривых семейства £( ¥, ·ί) (фиг. 2) с равномерным шагом разбиения на'заданное число участков. Для удобства дальнейшего представления функции в качестве Такой кривой следует принять кривую, которая имеет наибольшее значение функции на всем диапазоне изменения переменной X(в примере - кривая £. (^χ,-у ) . В дальнейшем эту кривую будем называть "опорной". Для всех остальных семейства принимается аналогичный закон разбиения.

В каждом узле аппроксимации вы- ’ числяется коэффициент отношения

15

20

25

30

35

40

45

где ί - номер учаётка разбиения оси ОХ;

Ϊ - номер кривой семейства.

По полученным результатам строится семейство кривых К(X,5) , пример которого приведен на фиг.З. Каждая из кривых этого семейства аппроксимируется кусочно-ломаной из двух участков, причем значение

50

55

1183992 2

ν переменной , соответствующее

точке излома, подбирается в зависимости от вида полученного семейства к (х, X) . В результате такого

5 представления каждая из кривых семейства описывается соотношением

10

при

(1)

где к . - тангенс угла наклона относительно оси ОУ первого участка кусочно-ломаной, аппроксимирующей ί-ю кривую, ~ тангенс угла наклона второго участка этой же ломаной. Изменение величин и К^. происходит в соответствии с изменением -номера ϊ,-го участка аппроксимации опорной кривой.

Воспроизведение всей функции £(х,у) достигается путем непрерывного умножения значений опорной кривой на величину К(х,у) , формируемую по соотношению (1) .

Вычисление дискретных значений коэффициентов К (х\,у) , величин коэффициентов и может производиться в процессе подготовки функции путем графической аппроксимации функций известным методом.

В блок 7 памяти записываются двоичные коды, соответствующие ординатам дискретного представления опорной кривой. Через равные интервалы разбивают оси ОХ, причем ординаты с четными и нечетными значениями 1 записываются в отдельные зоны и извлекаются попарно.

В аналого-гибридно-кодовом преобразователе напряжение, соответствующее переменной X, преобразуется из аналоговой формы представления информации в цифровую и каждое текущее значение разбивается на две составляющие: основную (управляющую) и дополнительную χ

Основная часть соответствует целому числу интервалов, определяет номер участка разбиения и формирует адрес, по которому считываются ординаты.функции.

Дополнительная часть используется для образования интерполирующих напряжений р{х)и сЦх) , поступающих на аналоговые входы УЦАП 3 и 4. Формирователь 2 адреса обеспечивает работу устройства в режимах записи и воспроизведения функции.

1183992

Воспроизведение функции на каждом линейном участке аппроксимации выполняется в соответствии с формулой

£(,И-£ (я_четн) р (х)⁺£(^хнеч)^с1'(^к) ’ №)

причем для образования суммы ис.пользуется первый сумматор 11.

На прямой вход второго сумматора 12 подается аналоговый сигнал, соответствующий переменной у, на

инвертирующий вход - напряжение, соответствующее известному значению

На первый вход стабилизированного ключа 10 подается аналоговый сигнал, пропорциональный ^переменной у, на второй вход - напряжение, соответствующее известному значению

. Эти напряжения получают путем подключения входов к шине -16 опорного напряжения требуемой полярности и устан’овки по ним необходимых коэффициентов усиления. Условно входные резисторы и обратные связи сумматоров не показаны.

В результате работы стабилизированного ключа 10 на его выходах напряжение появляется лишь в момент достижения и при дальнейшем увеличении пропорционально разности }-у_т.

В блок 8 памяти, выполненный по схеме блока 7 памяти, записываются двоичные коды, соответствующие дискретным значениям коэффициентов К₁^и (Κ2Ϊ К^), которые затем извлекаются из него по адресным кодам, вырабатываемым формирователем 2 адреса, при переходе значения переменной X с^. на (ί+1) дискретный участок. При этом одновременно значения коэффициента к^ поступает на цифровой вход четвертого УЦАП 6,

₅ а значения коэффициента (К₂; - К^) ~ на вход третьего умножающего цифроаналогового преобразователя 5.

При умножении выходных сигналов стабилизированного ключа 10 и второ10 го сумматора 12 на коэффициенты и К^· соответственно и

суммирования результатов на третьем сумматоре 13 реализуется коэффициент отношения К ( х, у) по формуле (1).

15 Входное напряжение третьего сумматора 13, соответствующее выражению (1)' получается путем подключения его Третьего входа к шине 16 опорного напряжения и установки по

2₀ нему коэффициента, выбранного с учетом масштаба суммирования переменных .

Умножение текущих значений опорной кривой на полученный коэф25 фициент отношения выполняется на блоке 9 умножения, выходное напряжение которого соответствует воспроизведению функции £ ( χ,ν).

Запись последовательно вычисленных значений коэффициентов опорной кривой в блок 7 памяти и коэффициентов- К_я-и (К_1;-Кц) в блок 8 памяти производится последовательно через формирователь 2 адреса.

Предлагаемое устройство позво35

ляет с высокой точностью воспроизводить широкий класс функций одной или двух переменных, включающий в себя функции с резким изменением /крутизны по обеим переменным.

Ри». I

118399

Claims

' ГИБРИДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ФУНКЦИЙ, содержащее аналого-гибридно-кодовый преобразователь, вход которого является входом задания первой переменной устройства, аналоговые выходы аналого-гибридно-кодового преобразователя подключены к аналоговым входам соответственно первого и второго умножающих цифроаналоговых преобразователей, а цифровой выход кода номера участка подключен к входу формирователя адреса, соединенного выходом с адресным входом первого блока памяти, первый и второй входы первого сумматора подключены к выходам соответственно первого и второго умножающих цифроаналоговых преобразователей, цифровые входы которых подключены соответственно к выходам кодов четных

и нечетных значений узлов ординаты первого блока памяти, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности воспроизведения функции двух переменных, в него введены второй и третий сумматоры, третий и четвертый умножающие цифроаналоговые преобразователи, блок умножения и второй блок памяти и стабилизированный ключ, первый вход которого соединен с . входом задания второй переменной устройства и прямым входом второго сумматора, соединенного инверсным входом с вторым входом стабилизированного ключа и шиной опорного напряжения, выход стабилизированного ключа и выход второго сумматора подключены к аналоговым входам соответственно третьего и четвертого умножающих цифроаналоговых преобразователей, цифровые входы которых подключены к первому и второму выходам кодов коэффициентов второго блока памяти, адресный вход которого подключен к выходу блока адреса(ции формирователя адреса, выходы третьего и четвертого умножающих ·, цифроаналоговых преобразователей подключены соответственно к первому и второму входам третьего сумматора, третий вход которого подключен к шине опорного напряжения, выходы первого и второго сумматоров подключены соответственно к первому и второму входам блока умножения, выход которого является выходом устройства.

δ У .,„1183992

1