Устройство для решения обратной задачи теплопроводности Советский патент 1986 года по МПК G06G7/56 

го

СП

4

00

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет учета коэффициентов теплообмена.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит цифроаналоговьм преобразователь 1, блок 2 переменных резисторов, коммутатор 3, RC-сетку 4, блок 5 задания температуры среды, цифроаналоговый преобразователь 6, дифференциальный усилитель 7, ключ 8, инвертор 9, усилитель 10, компаратор 11, ключ 12, коммутатор 13, блок 14 сервоприводов, преобразователь 15 перемещения в напряжение, блок 16 коммутации, блок I7 деления, блок 18 регистрации и компаратор 19. Блок 5 содержит генератор 20 тактовых импульсов, счетчик 21 и дешифратор 22.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы генератора 20 пересчитываются счетчиком 21. В соответствии с двоичным кодом состояния счетчика 21 на том или ином выходе дешифратора 22, которые одновременно являются выходами блока 5, появляется им1

пульс длительностью i- где

f - частота генератора 20.

Напряжение с выхода Аналог температуры среды через соответствзпощий переменный резистор 2 блока и коммутатор 3 подается на вход RC-сетки 4. На входы дифференциального усилителя 7 поступает напряжение внутренней узловой точки RC-сетки 4 и напряжение с выхода ЦАП 6, которое пропорционально температуре во внутренней узловой точке тела. Если ток - аналог граничного теплового потока втекает в RC-сетку и напряжение на вы.ходе ЦАП 6 больше напряжения внутренней контрольной точки сетки, то сигнал рассогласования с выхода дифференциального усилителя 7 через ключ 8 поступает на вход усилителя 10. При появлении на К-х управляющих входах коммутаторов 3 и 13 импульса с блока 5 замыкаются соответствующие ключи. Сигнал с выхода усилителя 10 ч.ерез ключ 12 и К-й замкнутый ключ коммутатора 13 поступает на управляющую обмотку К-го сервопривода блока 14, ротор которого, вращаясь.

изменяет положение движка К-го переменного резистора блока 2, а следовательно, величину его сопротивления, что приводит к увеличению напряжения

во внутренней точке RC-сетки. В момент времени (К+1)t с приходом следующего импульса с блока 5 замыкается очередная пара ключей в коммутаторах 3 и 13 и сигнал рассогласования управляет величиной (К+1) переменного резистора блока 2, и так далее. Таким образом каждый период решения разбивается импульсами блока 5 на интервалы (участки аппроксимации). За время каждого интервала происходит изменение сопротивления одного из переменных резисторов блока 2 на величину, пропорциональнзпо сигналу ошибки.

При смене направления протекания тока через переменный резистор блока 2 сигнал на выходе компаратора 19 меняет свой знак. В результате происходит переключение ключа 8, и сигнал рассогласования, поступая с выхода дифференциального усилителя 7 через ключ 8 на вход инвертора 9 и далее через усилитель 10, ключ 12 и коммутатор 13 на управляющую обмотку соответствующего сервопривода блока 14, вызьшает увеличение сопротивления переменного резистора 2 и, следовательно, увеличение напряжения во внутренней IT очке RC-сетки, Таким образом,

напряжение во внутренней точке RC-сетки от цикла к циклу стремится совпасть с напряжением на выходе ЦАП 6. Если на К-м шаге N-ro цикла выходное напряжение дифференциального усйлителя 7 становится меньше или равным некоторой наперед заданной малой величины , определяемой напряжением на втором входе компаратора 11 (Ug), то выходной сигнал компаратора становится равным нулю, ключ 12 размыкается и разрывает цепь управления К-м переменным резистором блока 2, величина которого в этом цикле не изменяется.

.

Решение считается законченным, когда напряжение на выходе дифференциального усилителя 7 (сигнал ошибки) в течение всего очередного периода решения меньше либо равно Ug, при этом ключ 12 разомкнут и положение переменных движков резисторов блока 2 не изменяется. 31 Блок 18 регистрации предназначен для индикации полученного решения. Блок 16 коммутации последовательно подключает выходы;,, многоканального преобразователя 15 перемещений в напряжение к первому входу блока 17 деления, на второй вход которого подается напряжение U , моделирующее коэффициент пропорциональности между величиной искомЬго нестационарного коэффициента теплообмена и величи ной переменного резистора блока 2 (напряжением на выходе преобраэовате ля, углом поворота вада сервопривода). Полученные значения коэффициента теплообмена выводятся на блок 18 Формула изобретения Устройство, для решения обратной задачи теплопроводности, содержащее первый и второй коммутаторы, RC-сетку, первый и второй цифроаналоговые преобразователи, блок задания температуры среды, группа разрядных выходов которого соединена с группами разрядных входов первого и второго цифроаналоговых преобразователей и с группами управляющих входов первого и второго коммутаторов, первый и второй компараторы, усилитель, дифференциальный усилитель, блок сервоприводов, группа выходов которого подключена к группе входов задания проводимост ей блока переменных резисторов, группа выходов которого соединена с группой информационных входов первого коммутатора, выход которого соединен с граничным узлом RC-сетки, выход первого цифроаналогового преобразователя подключен к группе входов блока переменных ре87 . 4 зисторов, группа входов блока сервоприводов соединена с группой выходов второго коммутатора, о т л и ч ающе еся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет учета коэффициентов теплообмена, в него введены два ключа, инвертор, блок регистрации, блок деления, блок коммутации и преобразователь перемещения в напряжение, группа выходов которого подключена к группе информационных входов блока коммутации, выход которого соединен с первым входом блока Деления, выход которого подключен к входу блока регистрации, вход задания коэффициен- та теплообмена устройства соединен с вторым входом блока деления, группа разрядных выходов блока задания . температуры среды подключена к группе управляющих входов блока коммута-: ции, выход первого цифроаналогового преобразователя соединен с первым входом первого компаратора, второй вход которого подключен к граничному узлу RC-сетки, центральный узел которой соединен с первым входов диф ференциального усилителя, выход которого подключен к информационному входу первого ключа и первому входу второго компаратора,Второй вход которого соединен с входом задания опорного напряжения устройства, выход второго компаратора подключен к управляющему входу второго ключа, информационный вход которого соединен с выходом усилителя, вход которого соединен свыходом инвертора и первым входом первого ключа второй выход которого подключенное входуинвертора, выход второго ключа соединен с информационным входом второго коммутатора.

-Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Целью изобретения является расширение, функциональных возможностей за счет :учета коэффициентов теплообмена.. Устройство содержит два цнфроаналоговых преобразователя, три коммутат тора, два ключа, RC-сетку, дифференциальный усилитель, блок задания температуры среды, два компаратора, блок переменных {Резисторов, блок сервоприводов преобразователь перемещений в Н лряжение, блок деления и блок регистрации. 1 ил.