Устройство для вычисления корней

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к (22) 3 а я в л е н о 11.07.74 с присоединением ваяв (23) Приорит ет (43) Опубликовано 05.0 (46) Да та о»»у 6л и кона»

M. Кл,о Q 06 F 1 /3i

Государственный нак»ытвт

Совета Мыннстров СССР по делаи ывооретеннй

ы открытый

УИК 681 32S (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Боюн, Л. Г. Козлов и В. П. Соловьев (71} Заявитель

Ордена Ленина институт кибернетики Академ»»н наук

Украинской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОР1(ЕЙ

Настоящее изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в системах управления реального времени для вычисления в следящем режиме полиномов вида у(х) =On х" 1.а, х-+......а» х+ ао а также функций, обратных полиному, т.е. действительных корней уравнения: э»„Г "() а„,Y " () .-.а,у() а -х() а при изменении во времени входной величины .

Известны устройства для вычисления полиномиальных зависимостей вида у (х) = св„х. + г1„ х +-. a х о дляаргументов х,заданных последовательностью импульсов, содержащие и сумматоров и регистр, выход которого соединен через элемент связи "И" со входом первого сумма- 11 тора, а выход каждого предыдущего сумматора соединен через элементы связи "И", со входом каждого последующего сумматора, управляющие входы элементов связи "И" подключены через линии задержки к входному зажиму устройства, на который поступает входная .величина х (1). Недостатками устройства являются ограниченные функциональные возможности и»птзкое быстродействие при вычислении полинома от эави сймого непрерывно-изменяющегося аргумента.

Известны устройства для решения полиномиальных урав»»е»п»й путем сведе»»ия ьх к системе триго»:ометрическнх уравнений, построеш»ые ца базе Штфровых интеграторов, количество которых пропорционально величине 10 п, где n — степень полиноминального уравнения (2). Недостатком устройства является его высокая сложность и большие затраты оборудования

Наиболее близким к предложенному техническим решением является устройство ЛЛя решения полиномиальных уравнений (31, содержащее регистр, выход которого соединен через два элемента связи "И" сс входами первого сумматора, группу . сумматоров, которые соединены последовательно через два элемента связи "И, входы элементов связи "И" соединены с соответствующими выходами группы выходов распределителя, выходы которого соединены также со входами схемы сравнения и реверсивного счетчика, выходы схемы сравнения соединены со входами распределителя, первый вход схемы сравнения соединен со входом устройства.

Недостатком устройства является низкое быстродействие при вычнслензн корней поли.»омизльного уравнения от зависимого непрерывноизменяющегося аргумс»па х (t) 55. о 22

Целью н « Itix1енлл является повышение быстродейс гви ..

Указзш ".л пуль достигается за счет введения в устройс.в т1.1п гера, узла разделения и двух групп элементов "П „причем выходы последне. о в грун пе сумь.:а)«>р. через элементы "И первой группы соедпцепы с первой руппой входов узла разделения, вторая группа а ходов которого через элементы

"И" второй группы соединена с выходами реверсивного с в чика, выходы триггера соединены с управ плющи ми входами элементов "И" обеих групп, соответственно выход узла разделештя соединен со вторым входом схемы сравнения.

Схема предлагаемого устройства приведена на чертеже и содержит и сумматоров 1, регистр 2, элементы связи "И " 3, реверсивный счетчик 4, распредешпсль импульсов 5, схему сравнения 6, триггер 7, вторую 8 и первую группу элементов "И" 9, уз"л раздел-.:ннл "ИЛ1Г 10.

Выходь< реп стра 2 через два элемента связи

"И" 3 соединены со входами первого сумматора 1, а входы каждого последующего сумматора 1 в группе соединены через два элемента связи И" 3 с выходами предыдущего, Управляющие входы элементов связи "И" 3 соединены с соответствукацнми выходами группы входов распределителя имцульсов 5, выходы которого соединены также со входами схемы сравнения 6 и реверсивного счетчика 4.

Выходы схемы сравнения 6 соединены со входами распределителя импульсов 5, а первый вход ее соединен со входами устройства. Выходы последнего сумматора 1 группы через элементы "И" 8 пер. вой группы соединены с первой группой входов узла разделения "ИЛИ" 10,.вторая группа входов которого через элементы "И" 9 второй группы соединена с выходами реверсивного счетчика 4.

Выходы триггера 7 соединены с управляющими входамн элементов "И" первой 8 и второй 9 групп соответственно, выход узла разделения "ИЛИ".10 соединен со вторым входом схемы сравнения 6.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы устройства в регистр 2 и сумматоры 1 заносятся значения i-ых разностей для зада шого начального . начения аргумента.

При нулевом состоянии триггера7 открыты элементы И9 второй группы и осуществляется вычисление в следящем режиме полиномиальной функции. В этом случае схема сравнения 6 опреде, ляет знак рассогласования, между содержимым реверсивного счетчика 4 и входной величиной x(t), поступающей на первый вход схемы сравнения 6.

Распределитель импульсов 5, при положительном знаке рассогласования со схемы сравнения 6, управляет последовательно передачей содержимого регистра 2 и сумматоров 1 в соседние сумматоры группы на входы сложения, начиная со стороны сумматоров BhlclltHx разностей, а при отрицательном знаке рассогласования — на входы вычитания, наяпяя со с оро пл сумматоров низших разностей.

Ирп этом Б последнем сумматоре группы накапли10

45 ваетсл значение полино Ittant;ttoii функции, которое нзменлетгit п coot i«тствнн с изменениями входной вели вшы х (1.

Прн задании соответствующих значений конечных разностей в сумматоры 1 и регистр 2 устройcrtIo может быть использовано для позведепия в целую.cietietii входной величины, изменяющейся во времени.

При единичном состоянии триггера 7 открьпы элементы"И" 8 первой группы и осуществляется вы п сление де 1ствнтельных корней полиномиаль, ного уравнения и слежение за одним иэ нихв соответствии с изменениями вели мны x(t), В этом случае схема сравнения 6 определяет знак рассогласования между содержимым последнего в группе сумматора 1 и входной величиной х(т), поступающей на ее первый вход. В остальном работа устройства аналогична вышеописанному для вьгщслення полиномиальной функции, При этом реверсивным счетчиком 4 отслеживается значение одного из корней полиномнального уравнения в соответствии tt изменениями в ходнои величины.

Одним из частных применений устройства в этом режиме является извлечение корня требуемой степени из входной величины х (t) ..

Переключение устройства из режима вычисления полиномов в режим вычисления корней и

O наоборот, может быть применено также при необходимости отработки более крупных и более пологих участков кривой, чем это позволяет устройство в одном иэ режимов.

Дополнительным преимуществом устройства является возможность его работы как с цифровыми входными величинами (если применена цифровая схема сравненич), так и с аналоговыми входными величинами (если применена аналоговая схема уравнения с цифро-аналоговым преобразователем по второму входу) .

Технико-зкономическая эффективность от введения в устройство триггера, узла разделения "ИЛИ и двух групп элементов "И" заключается в расши. ренин функциональных воэможностей устроиства за счет обеспечения возможности вычисления как корней полиномиального уравнения, так и значений полиномов и в повышении быстродействия устройства при вычислении полинома и корней полииомиального уравнения от зависимого непрерывноизменяющегося аргумента в и раз (где n — цифро вой код аргумента) .

Формула изобретения

Устройство для вычисления корней, содержащее регистр, выход которого соединен через два эл.мента связи "И* со входами первого сумматора, группу сумматоров, которые соединены последовательно через два элемента связи И входы элементов связи И соединены с соответствующим@ выходамн группы выходоз распределителя, выхо

553622

1INMHH Заказ 1012/53 Гараж, aNHopmcaoe

Фнлнал ППП "Патент", r. Ужгород, ун. Проектная, 4 ды которого соединены также со входами схемы сравнения и реверсивного счетчика, выходы схемы сравнения соединены со входами распределителя, первыи вход схемы сравнения соединен со входом устройства, отлича ющее с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены триггер, узел разделения и две группы элементов И, причем выходы последнего сумматора группы через элементы И первой группы соединены с нервов группой входов узла разделения, вторая группа входов которого через элементы И второй группы соединена с выходами реверсивного счетчика, выходы триггера соединены с управляющими входами

6 элементов И обеих групп соответственно, выход узла разделенна соединен со вторым входом схемы срав пения.

Источники информации, принятые во внимаине

5 lIpH экспертизе

1. "Автоматизация производства и промышленная электроника", изд. "Сов. энциклопедия", М...

1962, т.1 стр, 476.

Майоров Ф.В. "Ин Ьоовые ннтегрирутошне машины", "Машгнз", 1962, стр. 86 — 88.

3. Воронов A.A. и др, "Цифровые аналоги для систем автоматического управления", изд. АН СССР, М., 1960, стр, 111.