Функциональный преобразователь
СПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!!11 556459
СОюз Сезет rIIg
" диапигти если!!
"": IPa> .ик (б1) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 26.04.74 (21) 2020626/24 (51) i i1 К т "- О 06 6 7 26 с прпсоедине!щсм заявки №
ГОсуддГстзеииьi_#_ кемитет
Совета Министров СССР (23) Пр,оритет
Опуоликовано 30.04.77. Бюллетень № 16
Дата опубликования описания 31.05.77 (53) УДК 681.335(088.8) ве аелзм изебгетеиий и аò1.ðbIòaê (72) Авторы изобретения (71) Заявители
В. Л. Коген и А. С. Ленович
Киевское отделение Украинского государственного проектного института «Тяжпромзлектропроект» и Коммунарский горно-металлургический институт (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Предлагаемый функциональный преобразователь относится к области вычислительной техники и может быть применен как Вычислительное устройство в автоматических системах управления, измерения и моделирования, в частности для воспроизведения функции текущей переменной (времени) .
1Лзвестсн срункциональный преобразователь (1), содержащий запоминающий блок, соединенный с цифровым и аналоговым и терполяторами. После ввода каждого значения переменной узел поиска интервала путем пробной интерполяции между значсн!!я !и переменной в узлах определяет нужный интервал интерполяции. Значение функции вычисляется в интсрполяторах по ее значениям в узлах найденного интервала.
Так как поиск интервала интерполяции требует значительного времени, а сама интерполяция выполнения определенного обьсма вычислений, данный функциональный преобразователь пе ivoæåò воспроизводить функцию непрерывно текущей переменной (врс лсни) с необходимыми быстродействием и точностью.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является функциональный преобразователь с линей,îé интерполяцией (2j, содержащий генератор импульсов, вы-.îä которого через последовательно соединенные ключ н счетчик имп)льсов подключен к блоку адрссацпп, один выход которого сгязан с входом запоминающего блока, цифро-аналоговые преобразователи, интеграторы и кл1очи.
Режим работы интеграторов перед началом
5 и!!терполированпя каждого участка ломаной
pBcc IIITbIBHcTcH ь вычислитсльг1ом устройстве после поступления из запоминающего блока координат узлов. Во время вычислений, которое соизмеримо с величиной переменной (врс10 мени) на участке ломаной, функция не воспроизводится, т. е. терпит разрыв, что в автоматической системе управления недопустимо.
Так как вычислительное устройство является аналоговым, то ошибка не моткст быть ш1же
)5 2 — 3%, что в автоматической системе управления также недопустимо. Кроме того, громоздкость устройства снижает его падежпость.
В результате интсрполятор не может быть использован в автоматичсской системс управле20 ния для воспроизводства функции времени.
Цель изобретения — повышение точ1!ости и быстродействия 1!Итерполятора.
Это достигается тем, что предлBFàåìûé IIðcобразоватсль содерж1!т сумматор, входы кото25 рого соединены с Bblxo;,Bìè двух интеграторов, один B. Ioä: 3 ния, Входы цифро-аналоговых преобразователей связаны с выходами запоминающего блока, а управляющие входы ключей каждой пары соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока адресации. На чертеже представлена блок-схема функционального преобразователя. Функциональный преобразователь содержит запоминающий блок 1, разделенный на две 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, и интерполятор. Интерполятор содержит интеграторы 6, 7, подключенные одним входом через соответствующие цифро-аналоговые преобразователи 8, 9 на выходы запоминающего блока 1, а вторым входом — через соответствующие пары ключей 10, 11 и 12, 13 к шинам опорного напряжения +U, — U, и аналоговый сумматор 14, на вход которого подключены выходы интеграторов. Цифро-аналоговые преобразователи подключены цифровыми входами к выходу запоминающего блока, а аналоговыми входами — к источнику эталонного напряжения U>. Управляющие входы ключей 10, 11, 12 и 13 подключены к выходам блока адресации 2. 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 секций запоминающего блока подключаются на входы цпфро-аналоговых преобразователей 8 и 9. В первой секции запоминающего блока хранятся отношения значения функции в узле к величине каждого из двух смежных интервалов интерполяции для четных узлов, во второй секции запоминающего блока — аналогичные отношения для нечетных узлов интерполяции. В начале цикла интерполяции осуществляется между значениями функции в узлах первого интервала. По сигналу из блока адресации 2 открывается ключ 10 или 11 (в зависимости от знака значения функции во втором узле интерполяции). Одновременно находящаяся в первой секции запоминающего блока величина отношения значения функции во втором узле к величине первого интервала интерполяции через цифро-аналоговый преобразователь 8 поступает на вход интегратора 6, обеспечивая линейный рост напряжения на выходе интегратора от нуля до величины, пропорциональной значению функции во втором узле, за время первого иптервала интерполяции. 11апряжение с выхода интегратора 6 по10 4 ступает на вход сумматора 14. Так как значение функции в первом узле принимается равным нулю, на выходе сумматора воспроизводится текущее значение функции y=f(t), образуемое интегратором 6. По достижении аргументом (время) второго интервала интерполяции по сигналу из блока адресации 2 закрывается ключ 10 или 11 и открывается ключ 12 или 13 (в зависимости от знака значения функции в третьем узле интерполяции) . Одновременно находящаяся в первой секции запоминающего блока величина отношения значения функции во втором узле к величине второго интервала интерполяции через цифро-аналоговый преобразователь 8 поступает на вход интегратора 6, обеспечивая линейное снижение напряжения на выходе интегратора от величины, пропорциональной значению функции во втором узле, до нуля за время второго интервала интерполяции. Находящаяся во второй секции запоминающего блока величина отношения значения функции в третьем узле к величине второго интервала интерполяции через цифро-аналоговый преобразователь 9 поступает на вход интегратора 7, обеспечивая линейный рост напряжения на выходе интегратора от нуля до величины, пропорциональной значению функции в третьем узле, за время второго интервала интерполяции. Напряжение с выходов интеграторов 6 и 7 поступает на вход сумматора 14, образуя на выходе сумматора текущее значение функции e=t(). В дальнейшем текущие значения функции воспроизводятся путем интерполяции между ее значениями в узлах аналогично описанному. В случае равномерного расположения узлов интерполяции на входы интеграторов 6 и 7 подаются хранящиеся в запоминающем блоке значения функции в узлах. Подключение интеграторов на выходы запоминающего блока через цифро-аналоговые преобразователи дает возможность использовать функциональный преобразователь для воспроизведения заданной функции непрерывно текущей переменной (времени) с необходимым быстродействием и точностью. Запоминающий блок в этом случае используется для хранения не только функции, но и режима работы интерполятора. Следовательно отпадает необходимость в громоздком вычислительном блоке, рассчитывающем режим работы интеграторов перед интерполяцией на каждом участке ломаной. 1(тому же используются все преимущества последовательного счета импульсов (времени) при управлении блоком адресации и отпадает необходимость в поиске интервала интерполяции после ввода каждого значения переменной. Таким образом, изобретение дает возможность воспроизводить функцию непрерывной текущей переменной (времени) с необходимыми в автоматической системс управления точностью, быстродействием и надежностью, 656459 Формула изобретения Составитель И. Шелипова ТехредЕ. Хмелева Редактор С. Заика Корректор И. Позняковская Заказ 1118/16 Изд. Ие 414 Тираж 815 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 Функциональный преобразователь, содержа-. щий генератор импульсов, выход которого через последовательно соединенные ключ и счетчик импульсов подключен к блоку адресации, один выход которого связан с входом запоминающего блока, цифро-аналоговые преобразователи, интеграторы и ключи, от л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, он содержит сумматор, входы которого соединены с выходами двух интеграторов, один вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего цифроаналогового преобразователя, а другой вход каждого интегратора через соответствующую пару ключей подключен к шинам опорного напряжения, входы цифро-аналоговых преоб5 разователей связаны с выходами запоминающего блока, а управляющие входы ключей каждой пары соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока адресации, 10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения: 1. Авт. св. ¹ 216369, кл. G 06G 7/26, 1968. 2. Авт. св. № 374623, кл. G 06G 7/30, 1971.
