ЭЛЕКТРОСТАЦИОНАРНЫЙ ИНТЕГРАТОР Советский патент 1969 года по МПК G06G7/46 G06G7/56 

Изобретение относится к аналоговым вычислительным устройствам.

Известен электростационарный интегратор для решения уравнений типа теплоироводности, содержащий решающую сетку резисторов, потенциометры начальных, граничных и конечных условий и измерительную систему. Решение задач на таких интеграторах требует больших затрат времени и труда оператора.

Предложенное устройство отличается тем, что, с целью повышения быстродействия интегратора и точности вычислений, а также уменьшения трудоемкости решения, решающая сетка содержит решающие цепи, число которых равно числу щагов разбиения области изменения пространственного и временного аргументов исследуемой функции, одноименные узлы которых соединены посредством катодных повторителей. Потенциометры краевых условий и измерительная система соединены с решающей сеткой также через катодные повторители.

Па чертеже представлена принципиальная схема быстродействующего электростационарного интегратора для одномерного пространства.

рителей 3, связывающих рещающие цепи или сетки по координате времени; потенциометров (или делителей напряжения) 4 для задания начальных условий; граничных резисторов 5; потенциометров (или делителей напряжения) 6 с нуль-индикаторами 7 и катодными повторителями для установки конечных условий; измерительной системы 8, которая в простейшем случае включает в себя нуль-индикатор,

катодный повторитель и потенциометр. В более совершенных приборах измерительно-регистрирующая система может состоять из следящей системы с программным управлением, измерительной системы, записывающих или

печатающих приборов.

При решении задач с источниками (стоками) к узлам сетки подсоединяют регулируемые сопротивления и потенциометры (делители напряжения), моделирующие источники

(стоки).

Все потенциометры соединяются с сеткой интегратора через катодные повторители каскадного типа. Такая схема подключения позволяет применять высокоомные ненагружепные потенциометры (или ненагруженные делители напряжения) большой разрешающей способностью, не внося погрешностей.

интеграторе, подготовку интегратора к решению задачи, решение задачи на интеграторе и пересчет полученного в электрических величинах решения в величины физические.

Подготовка задачи заключается в представлении разностных уравнений, описываюш,их физический процесс, и уравнений, описывающих процесс в интеграторе в безразмерном виде. Сравнивая соответствующие безразмерные физические и электрические величины, находят условия подобия и масштабы, связывающие физические параметры задачи и электрические параметры интегратора. Если в интеграторе недостаточное количество цепочек или сеток для охвата всего периодаразвития процессов, то процесс исследования разбивают на несколько интервалов времени. Конечное распределение функции в предыдущем интервале служит начальным условием для предыдущего интервала.

Подготовка интегратора к решению задачи заключается в установке рассчитанных сопротивлений во внутренней области решающей сетки и на ее границах, в установке на потенциометрах 4 и 5 начальных и граничных потенциалов.

Решение линейной задачи получают мгновенно и сразу во всей области изменения аргументов или после подачи напряжения на потенциометры 4 и 5. Время затрачивается лишь на измерение потенциалов В узлах сетки и на запись результатов решения в нужных по условиям исследования точках пространства и моментов времени. Все промежуточные решения, если они не интересуют исследователя, могут быть опущены.

Решение нелинейных задач, т. е. таких, в которых физические свойства среды или краевые условия зависят от самой функции, на

интеграторе можно осуществить методом последовательной коррекции параметров сетки в зависимости от значения функции в узлах сетки.

Решение обратных задач, г. е. таких, в которых задано распределение функции внутри исследуемой области, а краевые условия следует определить, заключается в задании начального и конечного распределения функций

при помощи потенциометра начальных и конечных условий и поиске при помощи потенциометров граничных условий и регулируемых граничных сопротивлений значения потенциалов и сопротивлений, пока стрелки нуль-индикаторов не будут установлены в нулевое положение или близкое к нему.

Пересчет полученных результатов решения в размерно физические величины производится по формулам подобия.

Предмет изобретения

Электростационарпый интегратор для решения уравнений типа теплопроводности, содержащий решающую сетку резисторов, потенциометры начальных, граничных и конечных условий и измерительную систему, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия интегратора и точности вычислеНИИ, а также уменьшения трудоемкости решения, в нем решающая сетка содержит решающие цепи, число которых равно числу шагов разбиения области изменения пространственного и временного аргументов исследуемой

функции, одноименные узлы которых соединены посредством катодных повторителей, причем потенциометры краевых условий и измерительная система соединены с решающей сеткой также через катодные повторители.