ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ устройство,
выходной сигнал к-рого у связан с одним либо неск. входными сигналами
x(где
i
= 1,2,...) заданным алгоритмом функционирования. В зависимости от числа
входных величин различают П. ф. одной, двух и более переменных. Функциональная
зависимость выходных сигналов П. ф. от входных (единственного выходного
при одном входном или каждого выходного при наличии нескольких входных
сигналов) может быть задана в виде таблиц, графиков, аналитич. выражений.
Динамич. характеристика П. ф. y(xописывается
дифференциальным ур-нием, в правой части к-рого участвуют входной сигнал
и его производные по времени (в общем случае), а в левой части - выходной
сигнал и его производные по времени (в общем случае). Для инж. расчётов
динамич. характеристику П. ф. обычно удобнее всего характеризовать передаточными
функциями по соответствующим каналам (входным сигналам).

По виду алгоритма функционирования в пределах
предполагаемой рабочей области применения П. ф. делятся на линейные (в
к-рых функциональная зависимость описывается с достаточным приближением
прямой) и нелинейные (у к-рых функциональная зависимость криволинейная),
в т. ч. кусочно-линейные. В зависимости от физ. природы входных и выходных
сигналов различают механич., электрич., пневматич., гидравлич. и смешанные,
в т. ч. электромеханические, электрогидравлические, пневмо-электрические
П. ф. По характеру представления исходных величин различают аналоговые,
цифровые и гибридные П. ф. В гибридных П. ф. одновременно используется
цифровое и аналоговое представление величин. При этом обычно входной сигнал
делят на две части: одна представляется в аналоговой форме, а другая-в
цифровой. Поэтому в состав таких П. ф. вводят цифро-аналоговые и аналого-цифровые
преобразователи.

Самыми распространёнными и важными являются
П. ф. одной входной величины, к-рые подразделяются в зависимости от алгоритма
функционирования на динамические и формирующие. В динамич. П. ф. осуществляется
изменение входного сигнала во времени, например интегрирование, дифференцирование,
временная задержка и т. п. В формирующем П. ф. входной сигнал изменяется
по масштабу (напр., в пропорциональных П. ф.) или форме воздействия, напр.
при преобразовании непрерывного сигнала в дискретный (в импульсных, модуляционных,
кодирующих П. ф.)либо наоборот - дискретного сигнала в непрерывный (в дискретно-аналоговых
П. ф.).

В П. ф. осуществляются как простые, так
и сложные преобразования. При простых преобразованиях выходная величина
физически неотделима от входной, как, напр., при преобразовании темп-ры
в термоэдс или темп-ры в активное сопротивление. В сложных преобразованиях
имеется не менее двух простых. Напр., при преобразовании активного сопротивления
в силу притяжения электромагнита имеется два простых преобразования: чактивное
сопротивление -магнитный поток" и -"магнитный поток -сила притяжения сердечника".

Важнейшая характеристика П. ф.-погрешности
при преобразовании, к-рые могут быть случайными и систематическими. Случайные
погрешности обычно имеют нормальный закон распределения, и при неск. последоват.
преобразованиях общая погрешность равна ДД²Систематич. погрешности преобразований складываются алгебраически (с учётом
знаков). Не менее важная характеристика - чувствительность П. ф., т. е.
отношение весьма малого изменения выходного сигнала к вызвавшему его также
малому изменению входного сигнала. Для изменения чувствительности П. ф.
вводится обратная связь (соответственно этому различают П. ф. с
разомкнутой и замкнутой цепью воздействия).

П. ф. применяются в системах автома-тич.
управления и регулирования, в аналоговых и гибридных вычислит. машинах,
в устройствах кодирования (декодирования), в телемеханич. системах, измерит.
устройствах и т. п.

Лит.: Основы автоматического управления,
3 изд., М., 1974. М. М. Майзелъ.



П. ф. в аналоговой вычислительной технике,
блок
нелинейной функции, устройство (узел АВМ), на выходе к-рого образуется
величина, связанная с входным сигналом заданной нелинейной зависимостью.
По виду этой зависимости различают П. ф. для воспроизведения разрывных
функций, разрывных неоднозначных функций, непрерывных функций одного или
неск. аргументов. По возможности перестройки с одной нелинейной зависимости
на другую П. ф. подразделяют на универсальные и специализированные. (Устройства
с линейной функциональной зависимостью составляют отд. класс линейных решающих
элементов, см. Решающий усилитель.)

В П. ф. одной переменной заданная нелинейная
зависимость воспроизводится, как правило, путём аппроксимации её на отд.
участках изменения входного сигнала нек-рыми полиномами одной и той же
степени (полиномом Ньютона или полиномом Лагранжа). В зависимости от степени
интерполирующего полинома различают кусочно-постоянную, кусочно-линейную,
кусочно-квадратичную аппроксимацию.

При построении П. ф. многих переменных
используются три метода: создание физ. модели двухмерной поверхности (коноиды);
замена сложной многомерной поверхности нек-рым числом элементарных поверхностей
той же размерности; точное или приближённое представление заданных для
воспроизведения функций многих переменных с помощью функций одной переменной
и арифметических операций (суммирования, умножения). Первые два метода
требуют построения специализированных устройств, третий - предусматривает
синтез из типовых (для аналоговых вычислительных машин) линейных и нелинейных
решающих элементов. П. ф. двух переменных, воспроизводящие операции умножения
и деления, выделяют в отд. класс устройств (см. Перемножающее устройство).

Погрешности большинства П. ф. лежат в пределах
от сотых долей до единиц процентов.

Лит.: Коган Б. Я., Электронные моделирующие
устройства, М.и аналого-цифровые вычислительные машины, пер. с англ., ч. 1, М., 1967;
Гинзбург С. А., Любарский Ю. Я., Функциональные преобразователи с аналого-цифровым
представлением информации, М., 1973.

Б. Я. Коган.