УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ ГРАНИЧНЫХУСЛОВИЙ Советский патент 1971 года по МПК G06G7/46 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено в цифро-аналоговых моделях для решения краевых задач математической физики.

Известны электрические модели с непрерывным течением процесса (RC-сетки) для решения нестационарных краевых задач. Малое время решения задач на RC-сетках и очень большое время ввода исходных данных (задание граничных и начальных условий), вывода и обработки результатов решения особенно требует комплексной автоматизации всех этапов процесса решения нестационарных задач. Это возможно осуществить лишь на базе создания цифро-аналоговых моделей, представляюших собой комбинацию сеточных аналоговых и цифровых вычислительных машин или специализированных цифровых устройств.

Однако наличие аналогового множительного устройства и функциональных преобразователей существенно усложняет эти устройства.

С целью автоматизации процесса ввода в электромодель (RC-сетку) переменных во времени граничных условий третьего рода и непосредственной передачи информации в электромодель от дискретных устройств в предлагаемом цифро-аналоговом устройстве для задания переменных граничных условий комплексно используются дискретные и аналоговые элементы. В результате информация об изменении граничных условий вводится в устройство извне в виде дискретных сигналов, которое затем преобразуется в непрерывные сигналытоки, задаваемые в граничные точки RC-сетки,

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство включает в себя управляемый стабилизатор тока УСТ и усилитель постоянного тока УПТ, ко входу которого подключены постоянный резистор Ri и цифровой управляемый резистор параллельного типа Rz, а в цепи обратной связи включен цифровой управляемый резистор Кз последовательного типа.

Величина сопротивления / з-Riv определяется кодом числа No., поступающим на его коммутирующие элементы от внешнего устройства хранения кода, и равна

Rf p°N,

где РО - величина младшего разрядного сопротивления .

Соответственно величина проводимости определяется кодом числа , поступающего на вход резистора Rz, и равна

Основной блок УПТ предназначен для выполнения следующих операций:

а)преобразования цифрового кода N в непрерывный сигнал-напряжение - Uc-UoNt, где t/o - постоянное напряжение, подаваемое на вход УПТ через R2,

б)суммирования напряжения -Uc с напряжением Un, подаваемым на вход УПТ через входное сопротивление Ri с граничной точкп RC-сетки;

в)умножения суммы напряжений -Uc и Un на переменный коэффициент, представленный в виде цифрового аргумента //«

Блок УСТ предназначен для преобразования напряжения, поступающего на его вход с УПТ, в пропорциональный ему ток и задания этого тока в граничную точку С-сетки.

Устройство работает следующим образом.

При подготовке задачи к решению заданные функции ступенчато аппроксимируются и в каждом проценте времени решения кодируются и в виде чисел Л( и N,, записываются в устройствах хранения кодов (находятся в дискретной части цифро-аналоговых моделей и поэтому здесь не рассматриваются).

Число Nt несет информацию об изменении температуры, число Ла - информацию об изменении коэффициента теплообмена.

Таким образом, значение чисел Nt и изменяется от О до 100 и это позволяет для записи этих чисел ограничиться восьмью разрядами двоично-десятичного кода при дискретности равной единице.

В процессе решения с устройства хранения кодов No: и Л ( либо с цифровой машины поступают коды чисел NX и ;V(, в результате чего величины цифровых сопротивлений Rz и в каждый процент времени оказываются пропорциональными числам NI и N . При этом устройство преобразует их в соответствующий им и потенциалу граничной точки ток, задавая его в модель-сетку RC. Следует отметить, что напряжение, соответствующее температуре в процессе решения неизвестно и для получения его в схеме устройства используется отрицательная обратная связь (вход УПТ через резистор RI соединен с граничной точкой RC сетки и, следовательно, с выходом устройства).

В процессе решения с выхода УПТ на вход

блока УСТ поступает напряжение, которое преобразуется в последнем в ток, соответствующий потенциалу граничной точки.

Таким образом, предложенное устройство, оперируя дискретной информацией в виде кодов чисел Л( и Ла , формирует на выходе непрерывный сигнал в виде тока, пропорционального левой части уравнения граничного условия. Этот ток вводится устройством в граничную точку RC-сетки, что соответствует заДанию переменных граничных условий третьего рода на электромодели.

Предмет изобретения

Устройство для задания переменных граничных условий для решения краевых задач математической физики, содержащее RC-сетку, усилитель постоянного тока, резистор и управляемый стабилизатор тока, отличающееся тем, что, с целью увеличения скорости ввода переменных граничных условий, оно содержит цифровые управляемые резисторы, причем усилитель постоянного тока, в цепи обратной связи которого включен первый цифровой управляемый резистор, подключеп ко входу управляемого стабилизатора тока, а вход усилителя постоянного тока через резистор соединен с выходом управаляемого стабилизатора тока и граничной точкой RC-сетки, при этом ко входу усилителя постоянного тока подключей второй цифровой управляемый резистор.

1/%