Устройство для сетевого анализа Советский патент 1974 года по МПК G06G7/48 

1

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники.

Известно аналоговое устройство импульсного типа для сетевого анализа, содержащее источники переменного напряжения (тока) и электрические ветви с конденсаторами, которые заряжаются от диодного делителя напряжения.

Однако такое устройство требует применения большого числа коммутационных проводов, связывающих конденсаторы с диодным делителем нанряжения.

Цель изобретения - упрощение устройства при нахождении критического и кратчайшего путей между узловыми точками исследуемого графа.

Это достигается тем, что каждая электрическая ветвь устройства представляет собой два последовательно соединенных апериодических контура, выполненных, например, в виде конденсаторов, шунтированных перемеными резисторами, к средней точке соединения которых подключен отрицательный полюс развязывающего диода, а его положительный нолюс присоединен к источнику переменного напряжения.

На фиг. 1 представлена схема ветвей сети с источником «рабочих импульсов тока; на фиг. 2-принципиальная схема устройства.

Ветви 1 сети на фиг. 1 показаны условно

отрезками со стрелка.лш. Они соединены по заданной топологии сети графа. Направленность ветвей определяется стрелками. Пунктиром указаны некоторые другие возможные ветви.

Источник 2 импульсов тока (фиг. 1) соединен с узловыми точками н и к сети. Прохождение импульсов тока, периодически новторяющихся с частотой Д дает решение задачи или по нахожденню кратчайшего пути, пли по нахождению критического пути по ветвям 1 между точками н и к сети. Решение рег 1стрируется инднкатором нмиульсов тока (па фиг. 1 и 2 не показан).

Каждая ветвь состоит из двух последовательно включенных апериодических - контуров (см. фиг. 2), где С - емкость конденсатора; G - проводимость контуроБ (G;j-проводимость г/-го контура, 0;.-

К и

-сопf i.

ротивление). Постоянные конденсаторы 3 схемы имеют одинаковую емкость. Переменные резисторы 4, шунтирующие конденсаторы 3 контуров, определяют величину напряжения на конденсаторах к моменту т действия импульсов тока источника 2.

Все конденсаторы 3 присоединены через развязывающие диоды 5 к общему источнику 6 переменного нанряжения. Отрицательмая полуволна этого напряжения должна быть больше падения напряжения на ветвях сети между узловыми точками н и к при прохождении по этим вет.вям импульса тока источника 2.

Во время иоложительиоп полуволны папряжения источника 6 происходит одновременный заряд всех конденсаторов 3 до одной и той же величины Е.

В один и тот же момент времени, при изменении полярности напряжения источника 6, все конденсаторы контуров одновременно начинают разряжаться на свои //-е, шунтирующие нх, переменные резисторы 4. Таким образом, к моменту действия на узловые точки н и /с сети импульса тока источиика 2 на каждом г/-м конденсаторе оказывается свое иаиряжение, равное

г. о и

Е

С

/,,. (т) ЕС

Gb

С

Следовательно, напряжение на конденсаторах ij-x ветвей является функцией проводимости GIJ , т. е.

t/,,.(T) f{G,j}.

Положение движка на шкале переменной проводимости может быть отградуировано в относительных величинах

/W

/(G,.,.)Q;(%). Е

Один из двух последовательно включенС

ных апериодических „ контуров ветви является «рабочим, а другой - балластным и только во время задания напряжения на конденсаторе «рабочего контура. В это время напряжение на нем развязывает смежные «рабочие контура. Затем, поскольку проводимость на балластном контуре устанавливается максимальной, напряжение на нем к .моменту т снижается только напряжением на конденсаторах «рабочих контуров всех ветвей между точками ник сети.

Решение задач по нахождению кратчайniero пути проводится при устаиовке проводимости G,-y G;yy|j|. Благодаря этому напряжение на конденсаторах 3 к моменту т приближается к нулю. Прохождение импульсов тока от -источника 2 по ветвям сети определяется только напряжением /7-у (т) на конденсаторах. Величины этих напряжений U;j (т) устанавливаются прямо пропорциональными длинам /;у каждой ij-ii ветви.

Полярность этих напряжений t/,-y (т) противоположна по знаку пря.мому направлению проводимости диодов 7 (см. фиг. 2). Согласно известному принципу внешнего управлепия токами в диодных цепях, внешний и.лтульс тока от источника 2 идет по ветвям, в которых сумма противодействующих напряжеНИИ мини.мальна, что определяет кратчайший путь.

При этом общее напряжение между точками н и к сети прямо пропорционально длине кратчайшего пути

у (т) у lij -- - - ,

кратчг, L

где L - базисная величина пути, принятая за 100%.

Решение задач по нахождению критического (длинейшего) пути проводится при установке проводимости Gjj G....,.,, . Благодаря этому напряжения на конденсаторах 3 и к моменту т близки к нулю. Прохождение импульсов тока от источника 2 по ветаям сети определяется только напряжением f/;y (т) на конденсаторах.

Величины этих напряжений (т) устанавливаются с помощью проводимостей G,-y прямо пропорциональны.ми но величине длинам /у каждой ветви.

Однако, в отличие от предыдущего случая, полярность этих напряжений Ufj (т) совпадает по знаку с прямым направлением проводимости диодов 7 (см. фиг. 2).

Внешний импульс тока от источника 2 идет по ветвям сети, которые определяют критический путь.

При этом общее напряжение .между узловыми точками ник сети прямо пропорциопально длине критического пути

у Uij(f} у 7

- т

критич к| иг11ч J

Индикатором импульсов тока в ветвях устанавливаются ветви, по которым идет ток.

Возможно изменение направленности //-и (1/-й) ветви без изменения структуры всей сети. Для этой цели необходимо поменять число и конец данной ветви.

Кроме указанного способа установки различных значений напряжений на конденеаюpax контуров к моменту т использованием процесса разряда конденсаторов на проводимости, можно также нредусмотреть заряд этих конденсаторов через пере.менные сопротивления г,.у (см. 8 на фиг. 2) при постоянных проводимостях Су const контуров.

Предлагаемое устройство благодаря своей простоте, надежности, малой стоимости может быть применено для решения актуальных задач сетевого анализа, оперативного планирования и управления большими системами.

Предмет изобретения

1. Устройство для сетевого анализа, содержащее источник переменного напряжения, электрические ветви, соединенные между собой согласно топологии исследуемого графа, и развязывающие диоды, отличающееся тем,

что, с целью упрощения устройства при на