Электрический нелинейный преобразователь — SU 100486 (original) (raw)
Класс 426, 410048 б СССР САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОП Л. Н. фицнер ЕКТРИЧЕСКИЙ НЕЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬтехнику ССС Заявлено 7 июля 1950 т. за2341/431012 в 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 поедлагаемом 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 электриче. ская 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 преобразователе.Основная часть прибора состоит из десяти двойных диодов Л Л, Л, в анодные цепп которых включено сто потенциометров . (/н С помощью движков этих потенциометров и осуществляется набор значений функций для области изменений независимых переменных х, и 2Анод двойного диода (фиг. 2) подключен к делителю Р, напряжения, на который подаются напряжения Х, и Еь Сопротивления делителя рассчитываются таким образом, чтобы на аноде лампы возникало положительное напряжение при определенном значении напряжения Х В этом случае через диод Л; и приключенные к нему потенциометры П, 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, П., .,Л, 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 П 1 П 1 ю,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 хПодача на выход прибора одной из функций, установленных на потенциометрах, в зависимости отзначения второго независимого переменного х 2, осуществляется с помощью контактов реле Р, - Р, Р" , - Р;, и Р," - Р; . Реле включаются последовательно с диодами Л 1, Л 2, , Л,ю, Через диоды протекает ток, когда напряжение Х превышает определенные значения, равные для диода Л десяти вольтам, для диода Лы 2 двадцати вольтам и т. д.При протекании через диоды Л, Л . Л,ю тока срабатывает одно из реле Р, - Р, Если, например, напряжение Х, больше ноля, но меньше 10 в, то срабатывают реле Р 1, Р" которые подключают к суммирующим звеньям Е и 2 первые две функции 1 (х 1) и 12(х 1).Суммирующие звенья соединены между собой так, что на выходе суммирующего звена 2 образуется разность 1, (х 1) -(х,) . Получение такой разности необходимо для линейной апроксимации функции двух переменных х, и х, при изменении вто. рого 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,= О, Х = 10 в) и 1 (х) и 12(х 1) - значения функций для точек диаграммы, соответствующих напряжениям л.; и Л".Допустим, что Х,=Х, Тогда при линейной апроксимации для Х." зна чение функции 1 будет равным ,(х,) + ВЕ.Из подобия Л АВС и Ь АВЕ следует, чтоВС АЕАСгде:ВС = ,(х) -(х ) )АЕ - разности между значением входного напряжения Х" и предыдущим фиксированным значением выходного напряжения Х,АС - постоянная величина, равная интервалу разбиения х,.После подстановки значений соответствующих величин выражение (1) примет вид:У)Е -, (2)(1, (х,) - 11 (хЦ (Х - Х) где С - величина АС.Напряжение, соответствующее величине ВЕ, получается с помощью четырех суммирующих звеньев Е 2, з 4 и электронного множительного звена Л 13.На вход множительного звена подаются два напряжения: одне, равное разности(х) - 1, (х), другое, равное разности (Х" - Х 2).Полученное таким образом напряжение, равное 1)Е, складывается спомощью суммирующего звена Ез 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 ККогда 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. П р едм ет изобретения1. 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 ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения нелинейной зависимости путем кусочно- линейной 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.