Электрический нелинейный преобразователь

Электрический нелинейный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 42d, 4

% 10048б

СССР "л /;1 1 3p:..„

i1

I 1 (1..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Л. Н. Фицнер

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ НЕЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Заявлено 7 икая 1950 т 3a № 2341/431012 в Гостехннку СССР

Предметом изобретения является электрический нелинейный преобразователь функции от двух переменных, заданных в виде электрических напряжений. Такие преобразователи, построенные на диодах, в анодные цепи которых включено параллельно несколько потенциометров, обеспечивающих одновременное получение нескольких функций одного переменного, известны.

Б предлагаемом преобразователе осуществляется кусочно-линейная апроксимация функции двух переменных при изменении второго независимого переменного, что повышает точность воспроизведения нелинейной зависимости.

Отличительная осооенпость описывае.ного преобразователя состоит в том, что на его выходе включен линейный интерполятор, состоящий из суммирующих усилителей и множительного звена. Суммирующие усилители служат для ооразования разности значений двух функций одного независимого переменного от значения второго независимого переменного и разности между текущим значейием второго независимого переменного и его значением на границе предыдущего интервала разбиения. Множительное звено перемножает напряжения, пропорциональныс значениям двух этих разностей.

Для подключения ко входу интерполятора соответствующих напряжений, пропорциональных значениям двух функций одного независимого переменного в зависимости от значения второго независимого переменного, преобразователь снабжен коммутирующим устройством.

На фиг. 1 изображена электрическая схема нелинейного преобразователя от двух переменных; на фиг. 2 — одна из однотипных ячеек общей схемы; на фиг. 3 — диаграмма, поясняющая метод линейной апрокспмации, примененный в предлагаемом нелинейном преобра".îâàтеле.

0сновная часть прибора состоит из десяти двойных диодов Ль Л2 ..., Л1а, в анодные цепп которых включено сто потенциометров;,, ... //„

С помощью движков этих потенциометров и осуществляется набор значений функций для области изменений независимых переменных х, и

- 2.

Анод двойного диода (фиг. 2) подключен к делителю D> напряжения, на который подаются напряжения Х1 и Еь Сопротивления делителя рассчитываются таким образом, чтобы на аноде лампы возникало поло№ 100486 жительное напряжение при определенном значении напряжения Хь

В этом случае через диод Л; и приключенные к нему потенциометры

Ih протекает ток, и на движках потенциометров возникает напряжение, величина которого зависит от положения движка. Это напряжение поступает на суммирующее звено.

Напряжения на диодах равны концевым напряжениям интервалов разбиения х и выбраны равными 0; 10;

20; ... 100 в соответственно для 1-й, 2-й, З-й, ... 10-й ячеек.

Если напряжения с первых потенциометров П, „П2 „...П,„ подавать на суммирующее звено, то можно с помощью такого устройства апроксимировать десятью отрезками прямой любую функцию с возрастающей крутизной.

Для установления на приборе любых функций как с возрастающей, так и с убывающей крутизной вторая половина двойных диодов в каждой ячейке включается таким образом, чтобы с потенциометров, включенных в их цепь, можно было снимать и отрицательные напряжения.

С помощью потенциометров/771. 2

П о,таким же способом можно набрать вторую нелинейную функцию, с помощью потенциометров П, П,„,,— третью и т. д.; всего таким образом можно получить десять любых нелинейных функций переменного õ .

Подача на выход прибора одной из функций, установленных на потенциометрах, в зависимости отзначения второго независимого переменного х2, осуществляется с помощью контактов реле Р,— P 0, Р",— Р ;„, и Р," — Р; . Реле включаются последовательно с диодами Л1» Л 2,..., Л с. Через диоды протекает ток, когда напряжение Х превышает определенные значения, равные для диода Л» десяти вольтам, для диода

Л, двадцати вольтам и т. д.

При протекании через диоды Л», Л ... Л,о тока срабатывает одно из реле Р,— Р„. Если, например, напряжение Х, больше ноля, но меньше 10в, то срабатывают реле Pi, Р"» которые подключают к суммирующим звеньям и 2 первые две функции fi (xi) и f2 (х1) .

Суммирующие звенья соединены между собой так, что на выходе суммирующего звена 2 образуется разность /1(х1) — ((х1). Получение такой разности необходимо для линейной апроксимации функции двух переменных х, и х, при изменении второго входного напряжения.

Метод линейной апроксимации, примененный в предлагаемом нелинейном преобразователе, поясняется фиг. 3, где Х., и Х„" — значения второго входного напряжения Х,, соответствующие границам интервалов его деления (в рассматриваемом случае Х, = 0, Х = 10 в) и f> (х ) и

4(х,) — значения функций для точек диаграммы, соответствующих напряжениям Х.; и Л„".

Допустим, что x> — — Х, Тогда при линейной апроксимации для Х. " зна чение функции f будет равным

11(х1) + DE.

Из подобия Л АВС и Л АВЕ следует, что

ВС. АЕ

АС где:

ВС = (х ) — /1 (х ) >

AE — разности между значением входного напряжения Х " и предыдущим фиксированным значением выходного напряжения X>, АС вЂ” постоянная величина, равная интервалу разбиения х,.

После подстановки значений соответствующих величин выражение (1) примет вид:

DE =, (2) (f, (х,) — fi (х )) (Х, — Х,,) где С вЂ” величина АС.

Напряжение, соответствующее величине DE, получается с помощью четырех суммирующих звеньев ь 3 4 и электронного множи тельного звена МЗ.

На вход множительного звена подаются два напряжения: одне, равное разности / (х1) — ((х ), другое, равное разности (X2 " — X2 ) ..

Полученное таким образом напряжение, равное DE, складывается с № 100486 помощью суммирующего звена:4 со значением функции, (х,). С выхода этого звена может сниматься любая нелинейная функция двух переменных с кусочно-линейной апроксимацией как по первой, так и по второй переменной.

Настройка прибора ведется по вольтметру V.

Когда преобразователь применяется для моделирования быстроменяющихся процессов, бывают существенные погрешности вследствие наличия времени срабатывания реле. Поэтому в схеме применены быстродействующие поляризованные реле с малым временем срабатывания.

Так как каждое из быстродействующих реле имеет одну пару контактов, то в цепь каждого диода включено последовательно три реле.

Если для моделируемых процессов время срабатывания обычных реле несущественно, то вместо трех последовательно включенных быстродействующих реле возможно применение одного с тремя парами контактов.

Предмет изобретения

1. Электрический нелинейный преобразователь функции двух независимых переменных, заданных в виде напряжений, с применением системы диодных ячеек, в анодные цепи которых включены параллельно несколько потенциометров для одновременного получения нескольких независимых между собою функций одного из переменных, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения нелинейной зависимости путем кусочнолинейной апроксимации функции двух переменных при изменении второго независимого переменного, на выходе преобразователя включен линейный интерполятор, содержащий, во-первых, суммирующие усилители для образования разности значений двух функций одного независимого переменного от значения второго независимого переменного и разности между текущим значением второго независимого переменного и его значением на границе предыдущего интервала разбиения, и, вовторых, множительное звено, перем нож ающее напряжения, пропорциональные значениям двух упомянутых разностей.

2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что в нем применено коммутирующее устройство, подключающее к входу интерполятора потенциометры, которыми задаются напряжения, пропорциональные значениям двух функций одного независимого переменного в зависимости от значения второго независимого переменного.

Ло 100486

Фиг. 3

Л» К су.нирун е щепу Мену (М 100486 х,. " х