Функциональный преобразователь

Функциональный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

т йт.".тбйтттО -т©х) мчи кФЮ ч Ждметеха МБА

О П И С А Н И Е п) 546899

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со)оз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.04.74 (21) 2020630/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.77. Бюллетень ¹ 6

Дата опубликования описания 13.04.77 (51) М Кл G 066 7/26.Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.335(088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявители

В. Л. Коген и А. С. Ленович

Киевское отделение Украинского государственного проектного института «Тяжпромэлектропроект» и Коммунарский горнометаллургический институт (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено как вычислительное устройство в автоматических системах управления, измерения и моделирования, в частности для воспроизведения функции текущей переменной (времени).

Известны функциональные преобразователи, воспроизводящие значение функции при любом задаваемом значении переменной методом интерполяции между значениями функции в узлах.

Один из известных функциональных преобразователей представляет собой аналого-цифровой функциональный преобразователь с произвольным расположением узлов интерполяции. Значение функции воспроизводится после ввода каждого значения переменной и нахождения интервала интерполяции. Вычисление производят по интерполяционной формуле Ньютона в интерполяторе, содержащем цифро-аналоговые преобразователи, подключенные к сумматору. Такое устройство не может воспроизводить функцию непрерывно текущей переменной (времени) с необходимым в этом случае быстродействием, а значит и точностью, поскольку после ввода .каждого значения переменной в устройстве осуществляется определение интервала интерполяции, а затем выполняются вычисления.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является функциональный преобразователь, содержащий генератор импульсов, выход которого через последовательно соединенные ключ и счетчик импульсов подключен к блоку адресации, один выход которого связан с входом запоминаюшего блока, подключенного через соответствующие цифро-аналоговые преобразователи к первым входам двух интеграторов, вторые входы которых через соответствующие пары ключей соединены с шинами опорного напряжения, управляющие входы ключей каждой пары подключены к другим выходам блока адресации, и сумматор. Преобразователь

15 предназначен для воспроизведения функции непрерывно текущей переменной (времени) путем реализации интерполяционной формулы Лагранжа, что дает возможность получить минимальный аппаратурный состав преобразователя. Однако точность воспроизведения функции в этом случае ограничивается погрешностью интегрирования.

Целью изобретения является повышение точности воспроизведения функций непрерыв2б но текущей переменной (времени) и снижение требований к отдельным узлам функционального преобразователя (интегратору) .

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь содержит дополнительные

30 ключи и цифро-аналоговый преобразователь, 546899 включенный между соответствующим выходом запоминающего блока и одним из входов сумматора, два других входа которого через соответствующие дополHèòåëüíûc ключи, управляющие входы которых подключены к вы«одам блока адресации, соединены с выходамп интеграторов.

На чертеже показана блок-с«ема предлагаемого функционального преобразователя.

Преобразователь содержит запоминающий блок 1, разделенный на три секции, включенный на его вход блок адресации 2, на вход которого подключен выход счетчика импульсов 3, генератор импульсов 4, включенный через ключ 5 на вход счетчика импульсов, интеграторы 6, 7, подключенные одним входом через соответствующие цифро-аналоговые преобразователи 8, 9 к выходам запоминающего блока, а вторым входом через соответствующие пары ключей 10, 11 и 12, 13 к шинам опорного напряжения +-U, и аналоговый сумматор 14, ко входам которого подключены выходы интеграторов через соответствующие ключи 15, 16 и выход запоминающего блока через цифро-аналоговый преобразователь 17.

Цифро-аналоговые преобразователи 8, 9 и

17 подключены к выходам запоминающего блока цифровыми входами, а их аналоговые входы подключены к источнику эталонного напряжения U>.

Управляющие входы ключей 10, 11, 12, 13, 15 и 16 подключены к выходам блока адресации.

Преобразователь работает следующим ооразом.

В счетчике импульсов 3 образуется код аргумента (время) по мере поступления импульсов от генератора импульсов 4 при открывании ключа 5 в начале цикла. Образующийся код поступает в блок адресации 2, который определяет номер интервала интерполяции и, в соответствии с ним, формирует адрес ячеек памяти запоминающего блока 1.

Соответствующие ячейки памяти первой и третьей или второй и третьей секции запоминающего блока подключаются ко входу интерполирующей части преобразователя, которая реализует интерполяционную формулу

Ньютона в ее линейной интерпретации.

В первой секции запоминающего блока 1 хранятся отношения разности значений функции в узлах интерполяции к величине интервала для четных интервалов интерполяции, во второй секции — отношения разности значений функции в узлах интерполяции к величине интервала для нечетных интервалов интерполяции, и в третьей секции запоминающего блока хранятся значения функции в узлах интерполяции, В начале цикла интерполяция осуществляется между значениями функции в узлах первого интервала интерполяции. По сигналу из блока адресации 2 открываются ключи 16 и

12 или 13, в зависимости от знака разности значений функции в узлах интерполяции. Од5

65 новременно находящаяся во второй секции запоминающего блока 1 величина отношения разности между значениями функции во втором и первом узлах к величине первого интервала интерполяции через цифро-аналоговый преобразователь 9 поступает ца вход интегратора 7, обеспечивая линейный рост напряжения на выходе интегратора от нуля до величины, пропорциональной разности между значениями функции в узлах первого интервала интерполяции, за время интервала. Напряжение с выхода интегратора 7 через ключ

16 поступает на вход сумматора 14. На второй вход сумматора 14 из третьей секции запоминающего блока через цифро-аналоговый преобразователь 17 поступает напряжение, пропорциональное значению функции в первом узле интерполяции. В результате суммирования на выходе сумматора 14 воспроизводится текущее значение функции.

При достижении аргументом (время) второго интервала интерполяции по сигналу из блока адресации 2 закрываются ключи 16 и

12 или 13 и открываются ключи 15 и 10 или

11, в зависимости от знака разности между значениями функции в третьем и втором узлах интерполяции. Интерполяция между значениями функции в узлах второго интервала осуществляется аналогично интерполяции в пределах первого интервала с участием первой и третьей секций запоминающего блока, интегратора 6, цифро-аналоговых преобразователей 8 и 17, сумматора 14, ключей 15 и

10 или 11.

B это же время во всех разрядах цифрового входа цифро-аналогового преобразователя 9 устанавливается значение «1» и напряжение на выходе интегратора 6 снижается до нуля за время меньшее, чем минимальный интервал интерполяции.

В дальнейшем текущие значения функций образуются путем интерполяции между значениями ее в узлах в пределах четных и нечетных интервалов поочередно.

B случае равномерного расположения узлов интерполяции на вход интеграторов 6 и 7 подаются хранящиеся в запоминающем блоке 1 разности между значениями функции в узлах каждого интервала интерполяции.

Введение в функциональный преобразователь дополнительных цифро-аналогового преобразователя и ключей дает возможность реализовать интерполяционную формулу Ньютона. В этом случае на вход сумматора поступает значение функции в первом узле участка ломаной непосредственно из запоминающего блока, а методом интерполяции находится приращение функции. Поскольку величины приращений намного меньше максимального значения функции, то точность воспроизведения функции практически не зависит от погрешности интегрирования.

Таким образом, изобретение дает возможность воспроизводить функцию непрерывно текущей переменной (времени) с необходи546899

Формула изобретения

Составитель И. Шелипова

Текред Е. Хмелева Корректор О. Тюрина

Редактор Н. Каменская

Заказ 440/!7 Изд. ЛЪ 177 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 мой в системе автоматического управления процессом прокатки точностью.

Функциональный преобразователь, содер кащнй генератор импульсов, выход которого через последовательно соединенные ключ и счетчик импульсов подключен к блоку адресации, один выход которого связан со входом запоминающего блока, подключенного через соответствующие цифро-аналоговые преобразователи к первым входам двух интеграторов, вторые входы которых через соответствующие пары ключей соединены с шинами опорного напряжения, управляющие входы ключей каждой пары подключены к другим выходам блока адресации, и сумматор, о т л н ч а ю5 щийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения функций, он содержит дополнительные ключи и цифро-аналоговый преобразователь, включенный между соответствующим выходом запоминающего блока и

10 одним из входов сумматора, два других входа которого через соответствующие дополнительные ключи, управляющие входы которых подключены к выходам блока адресации, соединены с выходами интеграторов.