МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ ВО ВРЕМЕНИ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ Советский патент 1974 года по МПК G06G7/04 

Данное устройство относится к области аналоговой вычислительной техники.

Известно многоканальное устройство для задания переменных во времени граничных условий, содержащее управляемые источники сигналов по числу каналов задания граничных условий, входы которых через аналоговые запоминающие повторители и ключи присоединены к выходам цифро-аналогового преобразователя и дешифратора номеров функций, а выходы подключены ко входам сеточной модели.

С целью повышения точности и расширения диапазона масштабов времени нериодизацки процессов решения краевых задач, устройство содержит цифровой накопитель, выход которого соединен со входом цифро-аналогового преобразователя, и блок периодизации решения, три выхода которого подключены соответственно ко входу дешифратора номеров функций и первому входу цифрового накопителя, ко второму входу цифрового накопителя и к одному из входов сеточной модели.

Блок периодизации решения содержит последовательно включенные задающий генератор, клапап, счетчик функций, ,счетчик временных интервалов и счетчик циклов периодизации, а также схему задержки времени, вход которой соединен с выходом счетчика временных интервалов, а выход подключен к

управляющему входу клапана, выходы счетчиков функций, временных интервалов и циклов периодизации соединены соответственно с тремя выходными клеммами блока периодизации решения.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства, содержащего блок периодизации решения 1, задающий генератор 2, клапан 3, счетчик функций 4, счетчик временных

интервалов 5, счетчик циклов периодизации 6, схему задержки времени 7, цифровой накопитель 8, цифро-аналоговый преобразователь 9, каналы задания граничных условий 10, ключ 11, аналоговый запоминающий повторитель

12, управляемый источник сигнала (ток-напряжение) 13, сеточную модель 14, дешифратор номеров функций 15.

Блок периодизации решения 1 состоит из задаюшего генератора 2, клапана 3, счетчиков функций 4, временных интервалов 5 и циклов перподнзацин 6 и схемы задержки времени 7.

Общий цикл решения на RC-сеточных моделях протяженностью но времени, равной 7,

состоит из времени решения Т и времени подготовки (восстановления) схемы сеточпой модели 14 (т2), т. е. Г Т1+Т2. При этом время TI, в зависимости от специфики задачи, может изменяться в довольно широких пределах, определяемых критериями подобия; время Т2 требуется для приведения схемы RC-ceточной модели 14 в исходное состояние (разряд емкостей, задание начальных условиг и др.) и не имеет нрямого отношения к процессу решения задачи. Время ti разбивается па определенное число частей At папример О, так что Ti 9-Д/.

Поэтому в качестве задаюшего генератора 2 применяется схема, позволяюшая генерировать непрерывную последовательность импульсов, время между которыми калибровано и молсет устанавливаться в соответствии с особенностями решаемой задачи, чтобы образовалась пеобходимая длительность отрезка времени ть

В качестве кланана 3 может применяться любой дискретный ключ, папример с.хема совпадения, с двумя входами. Счетчик 4 имеет емкость, пе меньшую, чем число функциональных зависимостей, воспроизводимых устройством (например, я). Счетчик временных интервалов 5 имеет емкость О, а счетчик циклов 6 имеет емкость Л , равную числу узловых точек КС-сеточ1юй модели 14.

Как видно из чертежа, генератор 2, клапан 3, счетчики 4, 5 и 6 включепы последовательно, а выход счетчика 6 соединен с соответствуюш,им входом RC-сегочной модели 14. Схема задержки времени 7 служит для образования времени Т2. В качестве ее может быть использован, например, одновибратор с одним устойчивым состоянием. Вход этой схемы нодключен к выходу счетчика временных интервалов 5, а выход - ко второму входу клапана 3.

Цифровой накопитель 8 соединен (входами) с выходами счетчика функции 4 и счетчика времеиных интервалов 5. Его выход соединен со входом цифро-аналогового преобразователя 9, а выход носледнего соединен со входами всех каналов задания граничных условий 10. Каждый канал граничных условий 10 состоит из последовательно включенных ключа 11, аналогового запоминающего повторителя 12 и управляемого источника сигиала (ток-напряжение) 13. В качестве ключа 11 могут быть применены любые ключевые элементы, обладающие линейной характеристикой по одному из входов и ключевой - по второму входу. Роль аналогового запоминающего устройства 12 могут вынолпять схемы, обладающие линейной передаточной характеристикой и входом с весьма большим сонротивлением, в которых имеется емкость, позволяющая удерживать пекоторое вре.мя зпачение выходного напряжения на постоянном уровне (например, эмиттерный или катодный повторитель с емкостью па входе). Управляемый источник сигнала (ток-напряжение) 13 представляет собой схему, выходные параметры которой - ток или панряжепие (в зависимости от заданного режима работы) HMCJOT значения, пропорциональные нодапному на вход этой схемы ианряжению. Выход указанной схемы 13 (ои же и выход канала задания

граничных условий 10) соединяется с необходимыми точками Р,С-сеточной модели 14, в зависимости от особенносте конкретной задачи.

Управляющие входы ключей 11 соединены с соответствующими им выходами дешифра1ора 15, а его вход - с выходом счетчика функций 4.

Генератор импульсов 2 выдает пенрерывно импульсы с интервалом между ними (периодом).

Ат

сек или частотой

равным

ли яв

гц. В течение всего времеии TI

клач

пан 3 открыт, вследствие чего импульсы генератора 2 поступают на вход счетчика функций 4, который каждый раз после переполнения возвращается в нуль и выдает на выходе

импульсы с интервалом л-Ат. Эти им9

пульсы поступают па вход счетчика временных интервалов 5, который производит их счет. Сигиал перенолпения счетчика 5 с его выхода поступает на вход счетчика циклов 6 и одновременно запускает схему задержки времени 7. Последняя, сработав, закрывает 3 и прекращает поступление импульсов от генератора 2, образуя, таким образом, время Т2. Код состояния счетчика циклов 6 ностунает в соответствующие устройства КСсеточной модели 14 и используется для управления их работой.

В цифровой нако 1И1ель 8 перед работой от специального вводпого устройства (на чертеже не показано) в определенном порядке записывается информация о мгновеппых значениях воспроизводи.мых функциональных зависимостях. В кодовом слове (координата 2,) содержатся кодовые эквиваленты .мгновенных значений одной или нескольких функций для одного мгновенного значения времени. В матрицах цифрового накопителя 8 кодовые слова располагаются так, что «столбцы (например, координата У содержат коды одноименных мгновенных значений всех функций для одного момента времени, а «строки (координата А ) - коды мгновенных значений одной

функции для всех точек времеии в пределах Ть Коды коордииат У и А поступают в цифровой накопитель 8 соответственно с выходов счетчиков 4 и 5. С выхода цифрового накопителя 8 кодовое слово поступает на вход цнфро-аналогового преобразователя 9, при помощи которого преобразуется в аналоговый сигнал, соответствующий мгновенному значению некоторой функции. Эгот сигнал одновремеппо поступает на входы всех ключей И, когорые находятся в занертом состоянии, кро.ме одиого, соответетвуюгцего номеру функцнн. Выбор номера канала (т. е. открывание необходимого аналогового ключа) производится при помощи дешифратора 15, преобразующего двоичиьп код счетчика функций 4 в позиционный сигнал, управляющий открыванием ключа 11.

Благодаря этому па выходе ключа 11 в течение времени Дтг образуется сигнал, амплитуда которого пропорциональна мгновенному значенню воснроизводимой функции. Это напряжение заряжает емкость аналогового новторителя 12, который па своем выходе удерживает его в течение времени Аг с необходимой точностью.

За время Л/, следовательно, происходит обход и запоминание мгновенных значений всех п функций. Спустя отрезок времени Д/, ключ 11 рассмотренного выше канала 10 снова открывается и передает на аналоговый заномипающий новторнтель 12 новое мгновенное значение функции, соответствуюнхее времени и т. д. до конца отрезка тк

Таким образом, на выходах все.х аналоговых повторнтелей 12 образуются зависимые от времени папряжения, являющиеся ступенчато аннроксимированными заданными функциями времени. Далее эти напряжения поступают на входы унравляемых источников сигнала 13, с выходов которых получаются нере енные во времени токи или папряжения, являющиеся требуемыми функциями времени, которые подаются в RC-сеточную модель 14 в качестве граничных условий.

Предмет изобретения

1. Многоканальное устройство для задания переменных во времени граничных условий.

содержащее управляемые источннкн сигналов но числу каналов задапня граничных условий, входы которых через аналоговые запоминающие повторители и ключи нрисоедипепы к выходам цифро-аналогового нреобразователя н дешифратора номеров функций, а выходы подключены ко входам сеточной моделн, отличающееся тс.м, что, с целью новышения точности, оно содержит цнфровой накопитель,

выход которого соединен со входом цифроаналогового преобр;13ователя, н блок нернодизацин решения, три выхода которого подключены соответственно ко входу дешифратора номеров функци н нервому в.ходу цифрового накопителя, ко второму входу цифрового наконителя и к одному из входов сеточной модели.

2. Многоканальное устройство по п. 1, о тл и ч а ю Н; е е с я тe, что, с целью расшнрення дианазона масштабов времени нернодизацни процессов решения краевых задач, в нем блок периодизации решения содержнт последовательно включенные задающнГ генератор, клапан, счетчпк функцнй, счетчик временных ннтервалов и счетчик циклов периодизации, а также задержки времеин, вход KOTOpoii соединен с выходом счетчика временных интервалов, а выход подключен к управляющему входу клапапа, выходы счетчиков функцнй,. временных интерва.тов и нерноднзации соединены соответственно с гремя выходными клеммамн блока нернодизации решення.