УСТРОЙСТВО для ЗАДАНИЯ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ Советский патент 1971 года по МПК G06G7/46 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике.

Известны устройства решения дифференциальных уравнений в частных производных, использующие блоки задания граничных условий I, И и И рода, как постоянных, так н переменных во времени.

Недостатком этих устройств является ограниченное количество задаваемых функциональных зависимостей, наличие большого количества сложных функциональных преобразователей, гро.моздкость оборудования, сложность обслуживания и настройки.

Предлагаемое устройство отличается тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, увеличения скорости реализации граничных условий, а также упрошения ввода программы задания граничных условий, оно содержит блоки меток кодов, меток разрядов, меток регистров, выбора разрядов, запрета циркуляции, весов и знаков, задатчик времени, клавишное устройство, счетчик и преобразователь набора. Заноммнаюшее устройство выполнено на магнитной линии задержки, вход которой через блок управления и нреобразователь набора соединен с клавишным устройством, а также через блок управления подключен к блоку знаков и блоку весов, выходы каждого из них через преобразователь и коммутатор набора точек

подключены к модели, при этом на вход преобразователя нодключен блок эталонов; кроме того, один из выходов задачика времени, выполненного на многоустойчивых фазоимнульсных элементах, подключен через усилитель к блокам весов и знаков, а другой - к счетчику. Выходы задатчика времени соединены один с триггером, а другой через блок меток разрядов с генератором, один из выходов которого соединен через блок меток регистров и коммутатор регистров с блоком унравления и блоком запрета циркуляции и через блок меток регистров также соединен с блоком управления, а другой через блок меток кодов также соединен с блоком управления, причем выходы клавишного устройства соединены с усилителем, триггером, блоком запрета у циркуляции и счетчиком, выход которого через блок меток кодов и блок запрета циркуляции соединен с блоком управления и через блок меток кодов также соединен с блоком управления.

Блок-схема предлагаемого устройства приведена на чертеже. Она содержит запоминаюшее устройство /, клавишное устройство 2, блок 3 меток кодов, блок 4 меток разрядов, блок 5 меток регистров, генератор 6, блок 7 эталонов, счетчик 8, преобразователь набора 9, триггер 10, коммутатор регистров П, блок 14 запрета циркуляции, коммутатор 15 набора точек, модель 16, цреобразователь 17, задатчик 18 времени, усилитель 19, блок 20 весов и блок 21 знаков. Устройство работает следующим образом. Запоминающее устройство / хранит информацию о функциональных зависимостях граничных условий, вводимую с помощью клавишного устройства 2, и представляет собой магнитную линию задержки (МЛЗ). Унравление работой МЛЗ осуществляется блоками 3 меток кодов, 4 меток разрядов и 5 меток регистров. Генератор 6 вырабатывает прямоугольные импульсы напряжения необходимой частоты, из которых блок 3 меток кодов вырабатывает прямоугольные импульсы напряжения, определяюп1ие место во времени в МЛЗ каждой двоичной единицы, посредством которых выражаются ординаты функций граничных условий и их знаки. Количество отдельных каналов меток кодов зависит от выбора количества дискретных значений ординаты, на которые рассчитан блок 7 эталонов. Блок 4 меток разрядов по отдельпым капалам вырабатывает прямоугольные имнульсы напряжения, которые определяют во времени в МЛЗ .место каждого разряда всех функций граничных условий. Количество каналов равно количеству време1п-1ых интервалов, па которые разделяют функциональные зависимости. элок 5 меток регистров но отдельным каналам вырабатывает прямоугольпые имнульсы напряжения, определяюп1,ие место значений каждой функции граничных условнй во времепи в МЛЗ в каждом разряде. Количество каналов соответствует количеству регистров запоминающего устройства / и равно максималышму количеству точек среды, в которые можно одновременно нодавать независимые граничные условия. Руководствуясь вышеуказанным, расчет е.мкости запоминающего устройства 1, необходимой для конкретного устройства, производят следующим образом: М--п-т-с, где п - суммарное количество каналов импульсов кодов и знака; т-количество каналов разрядов; с-количество регистров запоминаюи1,его устройства /. Длина МЛЗ, а следовательно, и емкость памяти запоминающего устройства /, ограппчена допустимым отношением сигнал/помеха. Если необходимая емкость намяти запоминающего устройства такова, что одна МЛЗ не удовлетворяет этому требованию, то используется несколько МЛЗ. Перед набором граничных условий сигналом с клавищного устройства 2 счетчик 8 и преобразователь набора 9 устанавливаются в исходные состояния, а триггер 10-в положение запрета измерения времени. Коммутатором регистров 11 нрисоединяют к блоку управления 12 определенный канал метки регистра. Этим выбирают регистр запоминающего устройства /, в который будет набрана данная функция граничного условия. Набор всей функциональной зависимости производится клавишным устройством 2 поразрядно, начиная с начального временного интервала. Набор значения величины функции в данном интервале нроизводится также поразрядно в десятично.м коде. Набор знака осуществляется соответствующей клавишей. Так как величина функции может выражаться многоразрядным десятичным числом, а клавишное устройство 2 является десятиклавишным, то набранное число запоминается в преобразователе набора 9, который после набора величины фупкции с соответствуюпшм знаком по команде с клавишпого устройства преобразует это число в код, удобный дляхпанения в запоминающем устройстве 1. Одновременно с клавишного устройства поступает сигнал на счетчик 8, который представляет собой десятичный счетчик импульсов. Выбор числа разрядов этого счетчика зависит от выбора количества дискретных значений, на которое мы разбираем функции граничных условий. Этот си1пал устанавливает счетчик 8 в состояние разрешения записи в первый разряд. Блок 13 выбора разряда представляет собой схемы совпадения меток разрядов и потепциалов счетчика 8. Выбранная метка разряда поступает па схему совпадепия блока управления 12, на которую, кроме того, поступают метки регистра с коммутатора регистров //, 0гепциалы с преобразователя пабора 9 п сигналы с блока 3 меток кодов. Таким образом, производится выбор места и информации для записи в МЛЗ. На время записи с блока 14 запрета циркуляции, представляющего собой схему совпадения сигналов, с коммутатора регистров //, с блока 13 выбора разряда и с клавишного устройства 2 поступает потенциал, запрещающий с помощью блока управления 12 циркуляцию информации в МЛЗ в том разряде и в том регистре, куда происходит запись. Носле окончания заnncii введенная информация циркулирует в МЛЗ через блок управления 12. При этом используется схема совпадения сигналов с блока 3 .меток кодов п сигпалов с запоминающего устройства /. Перед паборо.м следующего разряда преобразователь пабора 9 спгпалом с клавишного устройства 2 устанавливается в исходное состояние. Дальиейнгая работа устройства при наборе аналогична описанной выше. Исключение составляет счетчик 8, который при каждом вводе устанавливается в состояние разрешения записи в соответствующий разряд. Носле набора всех значе П1й функции счетчик 8 устанавливается в исходное состояние. Набор очередной функциональной зависимости граничных условий осуществляется в другой peiHCTp в зависимости от положения коммутатора регистров //.

После набора всех функций граничных условий коммутатором 15 набора точек подключают соответствующие точки модели 16 к соответствующим выходам преобразователя 17, т. е. залают в определенные точки определенные граничные условия. На задатчике 18 времени выставляют время отработки каждого разряда в отдельности. Задатчик времени представляет собой многопрограммный счетчик с предустановкой, выполненный на многоустойчивых фазоимпульсных элементах. Таким образом, устройство готово для работы в режиме выдачи граничных условий.

С клавищного устройства 2 подают сигналы на усилитель 19, на счетчик S и на триггер W. Усилитель 19 устанавливает элементы блоков весов 20 и знаков 21 в исходные состояния. Счетчик 8 устанавливается в состояние разрещения выдачи первых разрядов и в дальнейшем работает в режиме управления последовательностью выдачи разрядов.

Триггер 10 с приходом импульса разрешает поступление сигнала первого разряда с блока 4 меток разрядов на счетный вход задатчика 18 времени, т. е. начинается отсчет времени отработки первого разряда.

В блоке 13 выбора разряда сигналы со счетчика S и с блока 4 меток разрядов вырабатывают сигнал выбора разряда запоминающего устройства /.

В зависимости от информации выбранного разряда соответствующие метки кодов через блок управления 12 устанавливают в определенное состояние элементы блоков знаков 21 и весов 20. Состояние элементов определяет величины напряжений и токов, соответствующих значениям граничных условий, которые с выходов блоков 7 эталонов через коммутатор 15 набора точек поступают на модель 16.

Время задания величины граничных условий, соответствующих информации в первых разрядах всех регистров, установлено на счетчике задатчика 18 времени в дополнительном коде. После заполнения этого счетчика сигналами с блока 4 меток разрядов импульс с зазатчика 18 времени отпирает усилитель 19 и переводит счетчик 8 в состояние разрещения выдачи второго разряда. Усилитель 19 устанавливает элементы блоков знаков 21 и весов 20 в исходные состояния. После выдачи всех разрядов счетчик 8 устанавливается в исходное состояние. Так как информация в запоминаюн1ег. устройстве / co.Jэaняeтcя, возможно многократное повторение цикла задания граничных условий по команде с клавишного устройства 2.

Предмет изобретения

Устройство для задания граничных условий при рещении дифференциальных уравнений в

частных ироизводных методом моделирования, содержащее запоминающее устройство, генератор, блок эталонов, триггеры, коммутаторы, блок управления, преобразователь и усилители, отличаощееся тем, что, с целью расщиреПИЯ функциональных возможностей устройства, увеличения скорости реализации граничных условий, а также упрощения ввода программы задания граничных условий, оно содержит блоки меток кодов, меток разрядов,

меток регистров, выбора разрядов, запрета циркуляции, весов и знаков, задатчик времени, клавищное устройство, счетчик и преобразователь набора, причем в нем запоминающее устройство выполпено на магнитной линии задержкн, вход которой через блок управлеиия и преобразователь набора соединен с клавишным устройством, а также через блок управления подключен к блоку знаков и блоку весов, выходы каждого из них через преобразователь и коммутатор набора гочек подключеП1Л к г 1одели, при этом на вход преобразователя подключен блок эталонов; кроме того, один из выходов задатчика времени, выполненного на мпогоустойчивых фазоимпульсных

элементах, подключен через усилитель к блокам весов и , а другой - к счетчику, а а выходы задатчика времени соединсн1)1 е триггером, а другой через блок меток разрядов е генератором, один нз выходов которого еоединен через блок меток региетров и коммутатор региетров с блоком управления и блоком запрета циркуляции и через блок меток регистров также еоединен с блоком управления, а другой через блок кодов

также соединен е блоков управления, причем выходы клавищного устройства соединены с усилителем, триггером, блоком запрета циркуляции и счетчиком, выход которого через блок меток кодов и блок запрета циркуляции

соединеи с блоком управлсиил и через блок меток кодов также соедипен с блоком управления.