АНАЛОГОВОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ НРОСТРАНСТВЕННЫХ КРАЕВЫХ ЗАДАЧ Советский патент 1969 года по МПК G06G7/48 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известны устройства для решения пространственных краевых задач, содержащие блок питания, блок делителей нап1ряжения, читающее устройство, запоминающий блок, измерительное устройство, .индикатор и два реле.

Известные устройства неудобны в эксплуатации, решение задач на них требует больших затрат В(ремени.

Предложенное устройство отличается тем, что с целью упрощения конструкции, уменьшения времени вычислений и удобства эксплуатации в нем одна из обкладок каждого жонденсатора первого .каскада запоминающе1X0 блока соединена с соответствующим .резистором читающего устройства, причем все эти обкладки конденсаторов пер-вого каскада через нормально открытый контакт первого реле соединены с обкладкой одного из конденсаторов второго каскада, причем обкладки конденсаторов второго каскада через нормально открытый контакт второго реле соединены с вводом измерительного устройства, а .все другие обкладки конденсаторов обоих каскадов соединены со скользящим контактом и другим вводом измерительного устройства.

Основными блоками устройства являются блок питания 1, блок 2 делителей напряжения, читающее устройство, двухкаскадный запоминающий блок, переключающее устройство, индикатор с двумя шкалами (подвижной и неподвижной), измерительное устройство.

Блок питания имеет т независимых источников постоянного тока, дающих стабилизированное напряжение.

Блок 2 состоит из т-п потенциометров, каждый из которых снабжен переключателем полярности. Каждая группа из п потенциометров, соответствующих определенному значению X, имеет общий источник питания.

Читающее устройство состоит из прозрачной пластины 3 (транспаранта), закрепленных на ней т параллельных и расположенных на равных расстояниях друг от друга проводников 4 и одинарного скользящего контакта 5

(щупа). Проводники 4 могут получать напряжение от любой из п групп потенциометров. Каждая такая группа состоит из т потенциометров и соответствует определенному значению у.

Один из концов каждого проводника 4 соединен с обкладкой запоминающего конденсатора 6 первого каскада. Другие обкладки всех конденсаторов 6 соединены со скользящим контактом, с обкладками конденсаторов 7 втоодним из вводов Электростатического волымет ра. Каждый из конденсаторов заряжается при контакте щупа с соответствующим проводником 4. При замыкании выключателя 8 (см. фиг. 2) обкладки конденсаторов 6, связанные с концами проводников 4, соединяются с обкладкой одного из конденсаторов 7. Замыкание выключателя Ь осуществляется в результате контакта щупа с (т+1)-ым проводником транспаранта. Номер заряжаемого конденсатора / определяется положением переключателя 9. Этот переключатель обеспечивает также соединение проводников 4 с группой потенциометров, соответствующей заданному у. Переключатель значению ц. Переключатель У кинематически связан со стрелкой индикатора W, имеющего неподвижную шкалу 11 и подвижную шкалу 12. На одной из шкал устанавливается репер (указатель .нуля). На подвижной шкале нанесены . обозначения кривых С/ (х-Хо, у-i/o, Z-Zo), соответствующих определенным значениям у-i/o (в порядке возрастания этих значений;. После зарядки всех п конденсаторов второго каскада их оокладки, связанные с переключателем У, соединяются со вторым вводом вольтметра 1. Для этого замыкается контакт реле 14. После снятия показания вольтметра конденсаторы / разряжаются через цепь гальванометра 7. По отклонению стрелки гальванометра определяется знак замеренного напряжения. При решении задачи потенциометры блока 2 устанавливаются в положения, при которых с каждого из них снимается напряжение, пропорциональное значению заданной фукции / в соответствующей точке. Для нахождения решения в точке (х, Уо, ZQ) необходимо наложить транспарант на график семейства функцийG (х-Хо, у-уо, Z-ZQ) . Все кривые на графике соответствуют заданному значению z-20. Каждая кривая соответствует определенному значению у-г/оОсь X транспаранта совмещается с осью х-Хо графика. Для вычисления интеграла J / (х, у, z) О (X-Хо, у-I/O, 2-ZQ) dxuy необходимо, чтобы значение функции / в каждой точке х соответствовало значению функции О в точке . Это достигается совмещением нуля на графике функции О с заданным значением Ло на оси X транспаранта. Для вычисления искомого интеграла необходимо также, чтобы значениям функции / при любом у соответствовали значения функции G для у-Уй. Это достигается совмещением нуля подвижной шкалы с делением неподвижной шкалы, соответствующим заданному г/о. При этом .каждое положение переключателя 9 обеспечивает вклющей определенному злачению у, а стрелка иникатора указывает на подвижной шкале обозначение кривой G, которая соответствует -г/о и которую необходимо трассировать при данном положении переключателя. Трассирование кривых, соответствующих всем возможным положениям нереключателя, обеспечивает суммирование подынтегральной функции на всей граничнюй области. При замыкании контакта реле 14 на электростатический вольтметр подается напряжение« .. « U(x, y,((Ki,yi,,z) 7к-л G(Xi - Xn, г/й -г/о, 2 - 2,), где Ий(Хй) -напряжение в точке пересечения i-ro проводника с осью х, с - коэффициент, одинаковый для всех Xi. Для вычисления интеграла в любой другой точке нлоскости ZQ достаточно передвинуть транспарант по графику функции G (в соответствии с новым значением Хо} и повернуть подвижную шкалу относительно неподвижной (в соответствии с новым значением г/о). Для вычисления искомого интеграла необходимо определить напряжение .(-)Для этого нужно трассировать ось х транспаранта при всех положениях переключателя 9. Пскомый интеграл определяется как разность и (хо, у о, Zo)-Ut. Если для решения краевой задачи используется вспомогательное интегральное уравнение, то вычисления на предлагаемом устройстве выполняются аналогичным образом. Однако в этом случае удобнее задавать функцию влияния с помощью потенциометров, а последовательные приближения для функции / строить па графике. Значения функции / наносятся на график непосредственно в процессе решения. Предмет изобретения Аналоговое вычислительное устройство для решения пространственных краевых задач, содерл ащее блок питания, блок делителей напряжения, читающее устройство, запоминающий блок, измерительное устройство, индикатор и два реле, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, уменьшения времени вычислений и удобства эксплуатации, в нем одна из обкладок -каждого конденсатора первого каскада запоминающего блока соедиго устройстЁй, причем все эти обкладки конденсаторов первого каскада через нормально открытый контакт первого реле соединены с обкладкой одного из конденсаторов второго каскада, причем обкладки конденсаторов второго каскада через нормально открытый контакт второго реле соединены с вводом измерительного устройства, а все другие обкладки конденсаторов обоих каскадов соединены со скользящим контактом и другим вводом измерительного устройства.

иг I

Фиг.. 2