УСТРОЙСТВО для РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЙ В ЧАСТНЫХ Советский патент 1972 года по МПК G06G7/46 

Изобретение относится к области аналоговых вычислительных машин (АВМ), в которых применяются резистивно-емкостные моделирующие сетки для решения уравнений типа теплопроводности.

Применение резистивно-емкостных сеток для решения уравнений типа теплопроводности и сводящихся к ним известно. При этом изменение емкости каждой ячейки сетки перед решением задачи осушествляется с помощью магазинов емкостей.

Однако в таких сетках возможна только ступенчатая установка значений емкости конденсаторов, что влияет на точность решения. Кроме того, в AB/vl со временем решения в несколько десятков секунд («медленные сетки) необходимы емкости с номинальными значениями в десятки и сотни микрофарад. Применение магазинов емкостей в этом случае связано с резким увеличением веса и стоидмости машины.

Конденсаторы переменной емкости с плавным регулированием, которые были бы чрезвычайно удобны в данном случае, выпускаются промышленностью с номиналом максимум сотни пикофарад, что делает их йепригодными для использования в АВМ. Вследствие этого во многих АВМ с резистивноемкостными сетками, емкости конденсаторов

берутся постоянными, что делает их узкоспециализированными.

Целью изобретения является создание простого и сравнительно недорогого устройства, обеспечивающего увеличение точности решения и расширение круга решаемых задач.

Это достигается применение.м в узловых точках моделирующей сетки электрически управляемых емкостей. Поскольку разрешающая способность электрически управляемой емкости определяется в основном разрешающей способностью потенциометра обратной

связи, то погрещность настройки сетки может быть сделана небольшой. Диапазон плавного регулирования емкости обеспечивается в пределах 10-100% от номинальной емкости примененного конденсатора постоянной емкости, что также удовлетворяет поставленным требованиям. Упрощение достигается тем, что вместо набора высокоточных конденсаторов с переключающим устройством, составляющих магазин емкостей, применяются один конденсатор без особых требований к величине номинальной емкости, блок повторения узлового напряжения и устройство управления. Величина емкости устанавливается с номощью потенциометра обратНа чертеже изображена принципиальная электрическая схема резистивно-емкостной сетки с электрически управляемой емкостью.

Устройство содержит С-сетку, состоящую из резисторов / и конденсаторов 2, соединенных в узел 3. Управляемая емкость состоит из конденсатора 2 постоянной емкости, блока 4 повторения узлового напряжения, потенциометра обратной связи 5, являющегося нагрузкой блока 4 и блока управления 6. К блокам 4 к 6 подключен виешний источник питания (на чертеже не показан).

Устройство работает следующим образом.

При повышении напряжения .в узле 3 блок 4 воспроизводит это напряжение на потенциометре 5. В зависимости от положения движка потенциометра 5 определенная часть этого напряжения с помощью блока управления 6 включается последовательно с конденсатором 2, чем достигается эффект уменьшения входной емкости. При уменьщении напряжения в узле 3 схема работает аналогично.

Если движок потенциометра 5 находится в нижнем по схеме Положении, последовательно с конденсатором 2 дополнительное напряжение не включено, и входная емкость устройства равна номинальной емкости конденсатора 2.

Если движок потенциометра 5 находится в верхнем положении, последовательно с конденсатором включается почти все узловое

напряжение (примерно 90%). Поэтому напряжение на конденсаторе 2 составляет примерно 10% от входного, и следовательно, заряд на обкладках конденсатора составляет

примерно 10% заряда, который разместился бы в нем при подключении конденсатора ко всей величине входного напряжения. Это соответствует тому, что входная емкость конденсатора составляет 10% от номинальной.

Таким образом, минимальное значение входной емкости устройства определяется тем, насколько близок коэффициент усиления устройства 4 к единице. Все промежуточные положения движка потенциометра 5 соответствуют промежуточным значениям входной емкости устройства.

Предмет изобретения

Устройство для решения уравнений в частных производных, содержащее ЛС-сетку и потенциометр, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, оно содержит блок повторения узлового напряжения и блок управления, причем блок повторения узлового напряжения соединен с узловой точкой RC-сетки параллельно конденсатору У С-сетки, выход блока повторения узлового напряжения соединен с потенциометром, движок которого подключен к выходу блока управления, соединенного с конденсатором сетки.