Решающий блок аналогового процессора Советский патент 1991 года по МПК G06G7/38 

Изобретение относится к вычислительной технике.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечениярешениянелинейныхдифференциальных уравнений и моделирования нелинейных функций широкого класса.

На чертеже представлена схема предложенного решающего блока.

Решающий блок 1 содержит первый и второй магнитные сердечники 2, 3, обмотки 4-7 накачки, управления, измерительные, резонансные, фильтрующий конденсатор 8, масштабирующие резисторы (выполненные на цифроуправляемых резисторах) 9-13, фазовращатель 14, усилитель 15, дифференциатор 16, формирователь 17 импульсов, ключи 18-23, индикатор 24, регистр 25 управления, интегратор 26, генераторы 27-29 подмагничивания, низкой частоты, высокой частоты, информационную шину 30, шину 31 накачки, шину 32 запуска, шины 33-37 режимов работы. Одновременно на чертеже показано возможное использование решающего блока 1 в составе аналогового процессора, содержащего, кроме набора решающих блоков, общий блок 38 управления, генератор 39 накачки, блок 40 памяти. Блок управления может быть выполнен по типу клавиатуры управления и средств, обеспечивающих формирование многотактовых импульсных последовательностей, в том числе для поочередной индикации процессов, происходящих в решающих блоках при последовательном решении уравнений или системы уравнений.

Решающий блок, выполненный на основе параметрического зонного (пазонного) генератора, формирует сложные параметрические колебания, являющиеся решениями нелинейных дифференциальных уравнений:

Ј

О

О vj

fcb

+ ai (x,y,t,)ch| Zmcos (wt + p);

2

Y + Ц ch Ј sh + ar -

+ bi(x,y,t)Y + b2 (x.y.t) sh)(X

f (ULUk.t),

где X(t) - вынуждающая сила (функция качки);

Y(t) - выходная функция; ai, bi, b2 - нелинейные периодические кофициенты, т.е.

2Ri

bi (x.y.t)

...)-|gchj:

Л, R2..hX.hV

+ тге-ch Ј ch

2 2

Ь2 (x.y.t)

ш L2 Sh 2

Do - постоянный параметр; UK - переменный параметр; t - время.

Устанавливая соответствующие значения коэффициентов уравнений с помощью цифроуправляемых резисторов, ключей, ге- нераторов и регистров, можно получать на экране осциллографа решения линейных, дифференциальных, нелинейных, существенно нелинейных уравнений с переменными коэффициентами, в частности, уравнения Матье, Хилла, Дуффинга, Льена- ра.

Аналоговый процессор работает следующим образом.

Сигнал накачки определенной частоты поступает на вход 31 и на обмотки 4 накачки пазонного генератора (причем пазонный генератор работает в высших зонах неустойчивости), через дифференциатор 16, формирователь 17 и ключ 18 на вход управ- ления яркостью индикатора 24. На обмотки 5 управления поступает сигнал через циф- роуправляемые резисторы 11, 12 и 13 и ключ 19 от генераторов 27-29 подмагничивания, низкой и высокой частоты соответственно.

В режиме решения дифференциальных уравнений ключи 22, 23 разомкнуты, ключ 21 замкнут.

В режиме измерения фазовых портре- тов. кроме ключа 21, замыкается ключ 22, через который производная исследуемой координаты поступает на вход горизонтального отклонения индикатора.

В режиме моделирования нелинейных функций сигнал с измерительных обмоток 6 через интегратор и ключ 20 поступает на вертикальный вход индикатора, ключи 18,

21-23 закрыты. Падение напряжения на резисторе 10 поступает на горизонтальный вход индикатора. При этом на экране индикатора наблюдаются кривые, описываемые функциями вида

у «sh/ix ± х0 ,

где х0 - постоянная составляющая накачки Вид функции регулируется информэ- цией, занесенной в регистр 25. В аналоговом процессоре это может осуществляться с помощью клавиатуры блока управления, воздействующей на регистр блока 40 памяти.

0

5

0 5

40 45 50

55

Формула изобретения

Решающий блок аналогового процессора, содержащий фазовращатель и параметрический зонный (пазонный) генератор, состоящий из двух магнитных сердечников, на каждом из которых размещены обмотки накачки, обмотка управления, измерительная и резонансная обмотки, причем обмотки накачки соединены последовательно и согласно, остальные одноименные обмотки - последовательно и встречно, свободные выводы обмоток управления, резонансной и измерительной, относящихся к первому магнитному сердечнику, соединены с шиной нулевого потенциала, параллельно резонансным обмоткам включена цепь из последовательно соединенных фильтрующего конденсатора и первого масштабирующего резистора, свободный вывод обмотки накачки второго магнитного сердечника соединен с шиной накачки блока, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения решения нелиней- ных дифференциальных уравнений и моделирования нелинейных функций широкого класса, в него введены индикатор, с второго по пятый масштабирующие резисторы, регистр управления, генератор подмагничивания, генератор низкой частоты, генератор высокой частоты, дифференциатор, формирователь импульсов, интегратор, усилитель и шесть ключей, при этом масштабирующие резисторы выполнены в виде цифроуправляемых резисторов, управляющие входы которых подключены к кодовым выходам соответствующих разрядов регистра управления, свободный вывод обмотки накачки

первого магнитного сердечника через второй цифроуправляемый резистор соединен с шиной нулевого потенциала, а через первый ключ - с входом горизонтальной развертки индикатора, выходы генераторов подмагничиван ия, низкой и высокой частоты соединены соответственно через третий, четвертый и пятый цифроуправляемые резисторы с входом второго ключа, выход которого соединен со свободным выводом обмотки управления второго магнитного сердечника, шина накачки блока через последовательно соединенные дифференциатор, формирователь импульсов и третий ключ соединена с входом модуляции яркости индикатора, свободный вывод измери0

5

тельной обмотки через последовательно соединенные интегратор и четвертый ключ со- единен с информационным входом индикатора, который через пятый ключ соединен со свободным выводом резонансной обмотки и с входом фазовращателя, выход которого через последовательно соединенные усилитель и шестой ключ соединен с входом горизонтальной развертки индикатора, вход регистра управления соединен с информационной шиной блока, управляющие входы первого, третьего-шестого ключей соединены с соответствующими входами задания режимов работы блока, управляющий вход второго ключа - с входом запуска блока.

Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет решения нелинейных дифференциальных уравнений и моделирования нелинейных функций широкого класса. Основу решающего блока составляет регулируемый параметрический зонный функциональный генератор, формирующий сложные многочастотные колебания. Блок содержит элементы регулирования формы колебаний и изменения режима работы блока. 1 ил.