Устройство для решения нелинейных задач теории поля Советский патент 1984 года по МПК G06G7/46 

i Изобретение относится к аналогово вычислительной технике и может использоваться в устройствах с изменя мыми емкостными параметрами. Известна сеточная модель, содержащая RC-сетку, одни выходы которой подключены к выходам блока граничных условий, другие - к выхо;:ам блока на чальных условий, операционньш усилитель и блок регистрации fl 1. Наиболее близким по техническому решению к изобретению является устройство для моделирования нелинейных задач теории поля, содержащее : операционньм усилитель, блок задания граничных условий, выход которого подключен к первому граничному узлу R-сетки, блок задания начальных усло вий, выход-которого соединен с вторы граничным узлом R-сетки, центральнь узел которой подключен к первому выводу накопительного конденсатора, второй вывод которого соединен с выходом нелинейного преобразователя 2 Однако точность работы известных устройств недостаточна. Целью изобретения является повыиение точности и расширение диапазона эквивалентного изменения емкости R-сетки. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее операционный усилитель, блок задания граничных условий, вькод которого подключен к первому граничному узлу R-сетки, блок задания начальных условий, выход которого соединен с вторым граничным узлом R-сетки, центральный узел которой подключен к первому выводу накопительного конденсатора, введены стабилизатор тока и преобразователь тока в напряжение, вьшолненный в виде дифференциального усилителя и масштабного резистора, причем второй вывод накопительного конденсатора подключен к инвертирующему входу дифференциального усилите ля и к первому выводу масштабного резистора, второй вывод которого соединен с выходом дифференциального усилителя и с входом операционного усилителя, выход которого подключен к входу стабилизатора тока, выход которого соединен с центральным узлом R-сетки, третий граничньй узел которой соединен с шиной нулевого потенциала и с неинвертирующим входом дифференциального усилителя. 4 На чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит R-сетку 1, накопительный конденсатор 2, преобразователь 3 тока в напряжение, операционный усилитель 4, стабилизатор тока 5, блок 6 задания начальных условий, блок 7 задания.граничньк условий. Преобразователь 3 тока в напряжение содержит дифференциальный усилитель 8 и масштабный резистор 9. Устройство работает следующим образом. В начальньй момент времени накопительньй конденсатор 2 заряжается до потенциала, соответствующего начальным условиям задачи. В процессе решения нелинейной задачи в граничные точки R-сетки 1 задаются граничные условия с блока 8. Через накопительньй конденсатор 2, подключенньй между центральным узлом R -сетки 1- и преобразователем 3 тока в напряжение, имеющим нулевое входное сопротивление относительно шины нулевого потенциала R-сетки, протекает ток 1 (-1 определяемьй выражением (Эи 3,Сc3t , где С - номинал накопительного конденсатора 2; и,-г напряжение в центральном узле R-сетки. Напряжение U на выходе преобраователя 3 тока в напряжение равно ., . где К - коэффициент преобразования, определяемьй номиналом масштабного резистора 9, которьй выбирается таким образом, чтобы при скачкообразном максимально возможном изменении напряжения в центральном узле R-сетки напряжение U на выходе операционного усилителя 4 не превышало его порога ограничения, поскольку в этом случае и,-ЭК8.сетки де uV - скачок напряжения. Напряжение U2 на выходе операционого усилителя 4 определяется выpaдeниe U2 U (К-1) -Зс К, (К-1). 3 , . где К - требуемьй коэффициент эквивалентного изменения емкост Ток, потребляемьй или выдаваемый -выходом стабилизатора тока 5 определяется выражением -3с - K -CK-D.K, 3,, и,. К, ст при к-, выбираемом равным (;;) с 3ц (К-1). Таким образом, суммарный емкостной ток, втекающий или вытекающий из центрального узла, равен сумме тока, протекающего через накопитель ньй конденсатор 2, и тока, формируе мого стабилизатором тока 5. Он опре деляется выражением ст- что эквивалентно изменению номинала накопительного конденсатора 2 в К раз. Изменение номинала накопитель544ного конденсатора необходимо производить при решении нелинейных задач. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет улучшить технические, характеристики по сравнению с известными устройствами. Замена изменения номинала самой емкости умножением емкостного тока узловой точки в требуемое число раз путем изменения значения коэффициента передачи в операционном усилителе .напряжения с переменным коэффициентом передачи позволяет уменьшить конструктивные .размеры устройства, что имеет существенное значение, поскольку в RC-ceточных АБМ такое устройство необходимо подключать в каждую узловую точку, число которых определяется требуемой степенью дискретизации исследуемой области.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ЗАДАЧ ТЕОРИИ ПОЛЯ, содержащее операционный усилитель, блок задания граничньос условий, выход которого гЛ)дключен к первому граничному узлу R-сетки, блок задания начальных условий, выход которого соединен с вторым граничным узлом R -сетки,центральный узел которой подключен к первому выводу накопительного конденсатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены стабилизатор тока и преобразователь тока в напряжение, выполненньй в виде дифференциального усилителя и масштабного резистора, причем второй вывод накопительного конденсатора подключен к инвертирующему входу дифференциального усилителя и к первому выводу масштабного резистора, второй вывод которого соединен с выходом дифференциального усилителя и с входом операционного усилителя, выход которого подключен к входу стабилизатора тока, выход которого соединен с центральным уз(Л С лом R-сетки, третий граничный узел которой соединен с шиной нулевого потенциала и с неинвертирующим входом дифференциального усилителя.