Устройство для вычисления давления в узле трубопроводной системы Советский патент 1985 года по МПК G06F17/00 

вход которого является первым входом блока, выход переполнения четвертого сумматора является четвертым выходом блока, выход первого сумматора соединен с первым входом пятого сумматора, выход переполнения которого соединен с первым входом шестого сумматора, выход переполнения которого соединен с первым входом седь- мого сумматора, выход переполнения которого подключен к первому входу восьмого сумматора, выход переполнения которого является лятым выходом блока, вторые входы пятого, шестого, седьмого и восьмого сумматоров объединены, соединены с управляющим входом первого элемента И и подключены к четвертому входу блока, выходы второго, третьего и четвертого сумматоров соединены соответственно с третьими входами шестого седьмого и восьмого сумматоров, третий вход первого сумматора соединен с выходом пер-вого переключателя, управляющий вход которого соединен с управляющими входами второго, третьего и четвертого переключателей и является четвертым входом блока, информационный вход четвертого переключателя соединен с первым информационным входом третьего переключателя и подключен к первому установочному входу блока.

второй установочный вход которого соединен с вторым информационным входом третьего переключателя и с первым информационным входом второго переключателя, второй информационный вход которого соединен с информационным входом первого переключателя и подключен к третьему установочному входу блока, установочные входы блока соединены соответственно с первыми информационными входами второго, третьего и четвертого элементов И, вторые информационные входы которых подключены к выходам соответственно второго, третьего и четвертого сумматоров, выход второго элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ и подключен к управляющему входу первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ и подключен к управляющему входу четвертого элемента И, выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющими входами переключателей, вьпсоды пятого, шестого и седьмого сумматоров являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока, выход восьмого сумматора является шестьм выходом блока.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В УЗЛЕ ТРУБОПРОВОДНОЙ СИСТЕМЫ, содержащее блоки суммирования, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в устройство дополнительно введены блоки вычисления потоков, каждый из которых состоит из трех элементов И, элемента ИЛИ и одноразрядного сумматора, выход одноразрядного сумматора в каждом блоке вычисления потоков подключен к первому входу элемента ИЛИ этого блока, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И своего блока, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И этого же блока, первый, второй, и третий выходы каждого блока суммирования, кроме последнего, соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами последующего блока суммирования, третий выход каждого блока суммирования подключен к первому входу третьегоэлемейта И одноименного блока вычисления потоков, четвертый выход каждого блока суммирования создинен с вторым входом второго элемента И одноименного блока вычисления потока, пятый выход каждого блока суммирования подключен к второму входу элемента ИЛИ предьщущего блока вычисления потоков, выход элемента ИЛИ каждого блока вычисления потоков соединен с четвертым входом последующего блока суммирования, выходу первого и третьего элементов И всех блоков вычисления потоков являются выходами давления в участках узла трубопроводной сети устройства, установочные входы всех блоков суммирования выходами объединены и подключены к установочной группе выходов устройства, информационная группа входов каждого блока суммировдния является соответствующей группой ин- , формационных входов устройства. . 2. Устройство по n,t, отличающееся тем, что блок суммиро4 вания содержит восемь сумматоров, элементы И, ИЛИ и переключатели« приСЬ чем входы первого сумматора являются группой информационных входов блока выходы переполнения первого сумматора подключены к группе входов второго сумматора, вход которого является третьим входом блока, выходы переполнения второго сумматора подключены к группе входов третьего сумматора, вход которого является вторым входом блока, выход переполнений третьего сумматора соединен с первым входом четвертого сумматора, второй

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в качестве спецпроцессора в комплексе с цифровой вычислительной машиной или в качестве элемента вычислительной сети для моделирования установившихся процессов в трубопроводных системах.

Цель изобретения - повьцпение быстродействия.

На фиг.1 изображена схема устройства для вычисления давления в узле трубопроводной системы; на фиг.2 - блоки суммирования; на фиг.З - блок вычисления потоков.

Устройство содержит блоки 1 суммирования, блоки 2 вычи.сления потоков, первую 3, вторую 4, третью 5,

I четвертую. 6, пятую 7, шестую 8 и

седьмую- 9 входные шины и выходные шины 10 и ( j 1,2,...,ni 1,2,... «..rti). Схема приведена для частного случая, когда и 6, .

Блоки 1 суммирования (фиг,2) выполнены, например, в виде (w+t)-разрядного сумматора 11, устройства 12 регистрации сигнала удвоения, устройства 13 удвоения и (т+1)-разрядного управляемого сумматора 14, причем (Рги-1) -разрядный сумматор 11 выполнен, например, из одноразрядных сумматоров 15-18, охваченных шиной переноса, устройство 12 сигнала удвоения содержит элементы И 19 и 20 и элемент ИЛИ 21, устройство удвоения содерлсит одноразрядные пе31170460реключатели 22 и 23, а (т+О-разрядный управляемый сумматор 14 содержит одноразрядные сумматоры 24, охваченные шиной пе реноса. Блок 2 вычисления потоков (фиг.З) j выполнен, например, в виде сумматора 25 по модулю два, трех элементов И 26-28 и элемента ИЛИ 29. Работу устройства для моделирования узла трубопроводной системы по- 10 ясняют на конкретном примере. Каящый к-й узел трубопроводной сети описывается вьфажением где Е - отбор (расход) в j -м узле трубопроводной ceTHJ UK- давление в к-м узле трубопроводной сетк-f %- величина, связанная с пото- ком в .е-й ветви, инцендентной к-ому узлу трубопроводной сети, b - величина, принимающая целочисленное значение, равное количеству ветвей, йнцендентных к-му узлу. Представляем выражение (1) в разрядной форме в следующем виде / г V / V V V Щ,, 0, (2) разрядные векторы, представляющие собой разрядное изображение ср Еу, Uk,0 соответственно. - разрядные матрицы, представляннцие собой разрядное изображение г при 50 ,,

разрядность представления значений cfe,E,,UK

разрядность представления

t , которая выбирается из условия т. г logj г . ну г щие К вект где ЛСО с 4W ceУразо Н четв вход знач

55 аписьгоают выражение (2) в разверм виде при п 4, m 2 и значении равном трем.Обозначим в выражении (З) следую разрядные векторы: J -и разряд J аждый искомого ора U i. определяется по выражению 1 г{ 0 ри Iti п . () значение переноса из старшего разряда вектора, определяемого по выражению cUl V (, VM у , (.1 5 -гЕ -г(Е) ..,EP.,.t (p-..E .,}ti-0 -Ci-0(il.ti1, величи величина, принимающая значения - 1 ; Г . Т.Г.М ffi-O „ (5) при )o j l, ,4-0. стройство работает следующим обм. I j а перву 3, вторую 4, третью 5, ертую 6, пятую 7 и шестую 8 ные шины подаются соответственно ения cf tf а на (г+1)-ю входную шину 9 подаiется значение t после чего в устройстве протекает переходной процесс. После окончания переходного процесса в схеме в перво блоке 1 суммирования реализуется первая строка выражения (5), благодаря чему на его выходе образуется V М V() 1-(4 знaчeниeЦl ( , поступающее на первый вход второго блока 1 суммирования, а на втором выходе переноса первого блока 1 суммирования по выр жению (4) образуется значение старшего р-азряда 0)(. , поступающее чере третий вход и. первый выход блока 2 вычисления потоков на первый разряд выходной шины 10. Во втором блоке 1 суммирования реализуется вторая строка, выражения (5), на его выходе образуется значение Cf , а на второ выходе переноса старшего разряда в соответствии с (4) - соответственно значение второго разряда U которое через второй вход и первый выхо второго блока вычисления потоков поступает на второй разряд выходной шины 10. Аналогично в каждом j -м блоке 1 суммирования моделируется i-я строку выражения (5), а на втором выходе переноса старшего j -го разряда j -го блока 1 суммирования по выражению (4) образуется j -е значение бр искомой величины, которое через j -и блок вычисления потоков поступает на -и разряд выхо ной шины 1 о . Если на втором выходе переноса j -го блока 1 суммирования и соответственно -м разряде выходной шины 10 значение Оц 0 а на третьем выходе переноса (j+1)блока 1 суммирования образов-ался единичный сигнал, т.е. сформирова-, лось единичное значение переноса из старшего разряда вектора5 , об разовавшегося на выходе (m+l)-разрядного сумматора 11 по выражению (7), то он через третий вход j -го блока 2 вычисления потоков по ;тупа- ет на J -и разряд выходной шины fO. Благодаря этому U 1, и вычислительньй процесс продолжается аналогично описанному. Если на втором выходе | -го блока 1 суммирования и соответственно J -ом разряде выходной шины а на выходе (т+1)-разрядного сумматора 11 (+|)-го блока 1 суммирования значение вектора 5 . равное. ,2-ЩЬО больше или равно удвоенному вектору г.1 т.е.выполняется неравенствоS jZl rE ) (критерием вьтолнения которого является равенство единице Р-го разряда (,2, ..) вектора j и (Р-1)го вектора , тогда на выходе устройства 12 регистрации сигнала удвоения и соответс.твенно первом выходе старшего разрлда (j+1)-ro блока 1суммирования образуется единичный сигнал, поступающий на устройство 13 удвоения этого же блока 1 суммирования и на первый вход (j+D-ro блока вычисления потоков. Благодаря значение г в устройстве 13 удвоения (j+1)-ro блока 1 суммирования сдвигается на один разряд в сторону старших разрядов, и соответственно выражение (5) реализуется в нем с удвоенным вектором 2 . Если в результате этого на втором выходе старшего разряда ( j +1)-го блока 1 суммирования образуется единица, то она через второй вход и второй выход ()+1)го блока 2 вычисления потоков поступает на второй вход lOg -го разряда выходной шины. При этом значение Оц 1, 1, all,,0, и вычислительный процесс продолжается аналогично описанному. Если на втором выходе старшего разряда (+1)-го блока 1 суммирования образовался нулевой сигнал, тогда на выходе (+1)-го блока 2вычисления потоков образуется едиHHtta, т.е. в этом случае Ц. 1, , 1) 1, и вычисление продолжается в соответствии с вьфажениями (4) - (6).

Фае.1

иг. 2