Устройство для моделирования систем дифференциальных уравнений Советский патент 1975 года по МПК G06G7/34 

L;i.i л IT, N ii Ь -- i

con JUTMIJ : .-il О1) iCJiOii i- : - -- . CTiK) содср/киг lax/A.j i.)up;i30BKrc. 1.1 л j /

тпилеиия zH- :;,. )л-;1Л 1 ;.:;).ч-;; ,... Лл i:;;U;)ji;iтор .-;; i-x ,;.;:iCИi : : pi.i . ..; .д). :;;;г-ч:) заиисм 37 i; y:i uHii.ibOin:;,- ч, i ;;;; o,-. :

ilpc/i/iaracMOC ;, ,: i :;;:ii:i ч: к: i; :;:::.i -л.л . p()iuvi г;к:;чму л:р - , ,:,:|;:л; у; л ; ; Л::,х ран iiCX.iM liopiKii Л1р)л,,-л. i -IJ- .Л :)1лалмл-

ра ГЛОЛЛ ЛЛ к)л1и)Л.;сА.-1 , ЛГЛЛ ЛЛ1.ЛЛ)а

rop..i;), л(;;:лЛ)Л-лл:1,лл лр;Л1Л и;л;ЛЛ.|; ул ллилл одни; и даух i;i(io;iv xa случае г: ,Ал;.-., в рса.1ьл;; 1; масилгаое 1 рл1лслл, ко-да зсл дере мои и ья; яи,.() 1ч:я и;))с)лзме;лл(;1и1МЛ1; л всдлчлдами. Л:т:)оГ|с 1л;() iio:xio:i K. тахжл осуществить aij гомат хческую он :л1л:пла лл л; мас11 тач1 Д 1х )ф11:1ле ;тол, а ч ч;л;лтл;-letXvyio yt Taiioii:vV ii смел;. Аоэ1рцялд лл14):, хел:лейлл;х ф Л1КдлГ| Ii начальных уелолля л;х()д,1Л.:х ypainciiSiix

Расемотрдл i. xpiiAK-pa мллхллревапде л,().дей eneieMi i равчеллй:

d v

/U) х +

Б дред/1а;х1ели)л1 у CTpoiiCTue лих;ллПЛА iK pe iCiuibix xoxipt - - ал i: лел1 xvixXjXiipeo6i)a;iujiaiii;)i поелриллллдл . .л; ла laapiixиых фу;|кцдс алыи)1х п зеоора:и.Л-ixxixx. IJacрации liirreipiipOBaiiiii; л v лдюхлии;: лы троii3 vie iH;o4uiXCH iiejje vLexxbix оаул1еетл;ЛЯ101ся ; а11алого}юй часгд е ;роле;л;а. :. с. а лалогпиая част-j служит дли 1редл;га:5лолл | «лаллиешюго С1 елета бьКГ;)01кп1Лл:Л;л1;лхея :;луо ;ел1Д)1х. а произ1ю;1ь;;ые деллленлыс i;p лх11лл Л1С):л1х перемедных дред.е; авлель: : «л л leiiiiiMMii гнперддоскоетямл е noMoiiux;; л:Г) функц 1ода;1лиы иреоиразола ххтхЛ, )ieKLuni для 1елллс11ЛВ1х xapaxrcpixi л л .сл1ль1р;ютси в luubpOBOM в||1Ч1.ел:чх-лллллч п-лЛхл п liiu;дятся в riiopixuHJe ф л клл;о1 а.)Х- лрлсюразователп для ;юс11ро11з:их1,лллл ,..л;и; Лч-линейиой фудкдид. iJjupno;;;; ьычделлтсл1злии блок вводит поправки iiioeMa ITxiibiv- 3apaiiee по С11е1;11алы1;}1 програлшс ;: лле.л,ллЛ11е для хранения ,в память -ддЬтллолл :ь -Л1/i л :е,тык)го блока), явля1ил;1К ся рачл;: ЛЛ1Л. л:е/кх,у Bbi6jiainibiM i Л1111е1дд лчл л г. к()пЬ(р1л цнеитами |1елн}1ейнь Х фу1л-;л,лГ ixia: одлцк; этому все быстроизмеля1;) ;ь/рллдл:нь:е (вернее JiiiiieHjibie частл: лх глач. ----Лчаютен в лзпой часП. y.XjSix;, ,,тур

лгоделироваиия язлиетея лл:лЛу i и л замкнутые контура ге илосл сл ланазл-л-алня, что позволяет моделнроа лгь 1ллгемь 1;ел1п;енных обыкпопе П1Ы дллл:|лл1Х1Дл; ллльг; уразпений, сол,ер кан1нх р(.|Н:;лол -л1Ле ф}лк1лл; .1110гих переменных. в рла.льлл/,: AiaciHixiaa времени, lUx и дн-мелллл- мз.ляхлгл л1л(; 4- ;/)// -;-(- л.х;,

Л1л;-1Л1 )ЛЛл лЛ-кллл; xo: i:; ;;;, С А): ле :ллл лллг л ла 1лоллч)П1Л1л:с1;

;Л(;) ЛЛ1Л11л хл ;лллллл. хал-л, .

U: л: :: 1/. V;i.

;л1лряя еллс Л1ает i;a ананлл11р0 лл л ла з.л-лМ л X eOHijCi12; а на ин(Ь)()зьл ил|хлм ;:х сонрогллле:Лii I i; 12 л

Л1ЛХ л леоб)азоьаЧ Xii о л И глл :хл: IK нно :чллф(лллл:ентл: л,

()н хот1)рл1 :.лa;Max)TC;i лоалля/1лллл 1 ;,л Лл , Ь н .лХ. лл ;/ о ;- ае iCH г; ) ьлл клллл:. ллл;л/кллче ;/ лосл лае: на алаЛЛ|е л- i Л:Ьл )1Х Л1ра.Ч ем СОН;}1Х

i/ллл 1 iiO. а ла лх )|;(мдло i ;л ллелл-ала нлллдл;,. ллеоГ|раз():;ат1 л-, i; Р .:ЛЛ:Л5- г( (лл е-:хлл5енн(} коэффиннлил V;-,, л, Г: . л. л/;,--, f/, л/::. ПоКа ;с ;: ;. ялл;; ; Л;л чллах ль;лра:;нь х ллте)Ва, -:лл; лл(1л)ллл-лл ллф;;|)маиня не треб;,. 1 I .-,- 1 ,- чЛО Л: л ЛЛ л ;/ 1Л; ЛОЗЫ,- ЧаСТ Л1

ко:)П(Ь11: ;4;i fi,; K(ipp;M ui ii )г определенно; знлче);1;с.

13 |))гп-; e lu: liMxo.iax с;/мм1,рук)ии;х ycii.игтелей 15 и IG образуются суммы

I(+А«;)-1/ + (/; + Д/,;) и l(.4-ДOy)( + Ac/,,)l.

Выход усилителя 16 соединен с одним из входов блока умноження 9, на Д();ч)й .вход которого подается аналоговое нанряженле .Y. Суммируя зиаче;1Ия ;1аг1ря кенн11 с вь;ходов усилителя 15 н блока умножения 9, на хснлигеле

25получаем значение фуикции /(л:, /у).

В предлагаемом устройстве уста;1овка начальных условий осуществляется автоматически с помощью цифрового вычислительного блока п цифро-апалоговых преобразователей

26и 27, подключенных ко входу задания начальных условий шггеграторов i3 п 4.

Установка н смена начальных условий осуП1ествляется выдачей кода, соответствуюи его в определепном маен1табе начальному з)ачепию зависимой переменной (начальные значения зависимьгх переменных либо задаются заранее, л.ибо подсч тываются по определенному алгорит%гу, иапример, как в авиацнопиых и космических тренажеров с иомощью цифрового вычислительного блока и хранятся в запоми1 аюи1ем }стройстве), на цифровой вход соответствующего цпфро-аналогового преобразователя, на выходе которого появляется аналоговое иапряжеи11е, заряжаюидее конденеатор в обратной связи уеи.тителя. Установка н смена коэффициентов п нелннейных функций осуществляется автоматически с помощью цнфрового вычисл.ггельного блока, цифровых правляемых сопротивлении и цифро-аналоговых преобразователей.

С помощью С1 ециальиой программы в цифровом вычислительном блоке 1 оеу1цествляется а.втолгатическое масипабирова1П е, т. е. определеппе коэффициентов передач меньи1их едипицы и фиксированных коэфф 1цие;:тов иередач ио каждому входу С лите/1.

В предлагаемом устройстве выходы цисрровьгх управляемьгх сопротивле 1ИЙ II, 12, 17- 20, 28-3i и цифро-аналоговых преобразователей 13, 14, 21---24 соединены ностоя)1но со вxoдa rи, фиксированные коэффищгенты иередачи которых равны 1 ц 10 для cyMMiip 4omiix и иитегриру101иих усилителей соотвстетвенно.

Цифровой вычисл.итель11ый блок 1 оценивает для каждого усилителя, имеющего свой адрес, набор рассчитанных фиксированных коэ(11фицпецтов передач (в зависпмост) от количества входов данного усилителя). Если все рассчитанные с|л1кснрованные коэ(Ь(}Н11не1Ггы иередачи данного усилителя меньиго единицы (дееяти), требуемый коэффиниогг иередачи устанавливается на соответств чо1цем цифровом управляемо.м сопротив.ченни выдачей кода па его цифровой вход.

Если хотя бы одии из каза;1иь;х коэффициентов e.uiHHHbi (.чес5гги), е ruubnoBOio 1;ьг; ;с.т;;телыюго блока 1 Hoeryiiaei а.чрес соответстБ; юще о хилнте, на регистр адреса 34, соедпиепный с дещифрато1)ом адреса 35. В соответствии с записанным адресом в дешифраторе адреса возбхждается одна единственная выходная шина, разрешающая запись единицы с триггера заииси 37 в выбранный триггер линейки 36. Парафазные выходы вь;бра)1ного триггера линейки

TpiiriepoB унравляют ключа.ми 38-49 Б обратной уси.чителой, изменяющих фиксированные коэффиц :еить: иередачи в 10 раз, а требуемые козкрф1Иъ1е1ггы передачи мецьше един;1цы уста :а;зли1заются, как и в предыд И1ем слхчае, с ио.мощью цифровых управляемых соиротивлеии и ццфро-аналоговых преобразователе.

В связи с тем, что максимальные значения зав11еимых переменных не всегда 1 звестиы и

задаются приближенно, напряжения на выходах усилителей больше допустимых, либо очень малы. Первое влечет за co6oii останов машины, второе - ннзкхио точность получаемых рез льтатов.

Уег)1011е: г;о Г1ОЗБо, оеущеетвлять автома,тичее; ую оиг..мизацию маештабных коэффициеитов е цс.тью измене)1ия иацряже)1ИЙ масштаб1 р емых уеилителей в требуемом д.иапа30iie иапряжеиий (напрнмер, 50-100в), сводящуюся к нзмененню aкcимaлыlыx значений (мас1итабов) зависимых переменных. Это :;.io-:i i- за 1т;енения начальных уелов 1Й, фикеированиьгх коэффициеитов передач и коэ(|крициелтов нередач .меньше единицы (устаиавл 1ваемых е цомощыо казаннь:х выше техiiH4ev-KHX ej)e;;cTB), что нозволяет значите. ноныеить точность решаемых ypaiBi;e i ni.

П р е д мет изо б р е т е н и я

с стройетво для моделироваи;1я систе.м диф(;.ереин,иальи1)Гх у)авиени11, еодерж;ицее цифровой вычислительный блок, аиалого-цифроBoi; преобразователь, б.токн умноже};ия, с мматоры, иитеграторы, гибридные фуикциоиальные преобразователи, первые входы которьгх еоеди;1еиы е цифровь м вычислите.1ьным блоком, вторые входы иодключе}1Ы к выход}

иервого щггегратора и ко входу аналого-цифрового преобразователя, а выходы иерзого гибр;г1 ого функцией а л ьиого иреобразова ге.ья через иервый блок умиоже}1ия, соедииеьчый с аналого-цифровым преоб азо1 ателем, Ht);iK.iio4eii к первому входу су.ммагора, ко второму

входу которого ПОДКЛЮЧеИ выход BTOpOIO ГИбридиого ф н кционалького иреобразов;1теля, Ыхг1.ч c м :aгopa через второй и третий б.юк хгмножения иод члючен к iiejjBbiM входам первого и iiToporo ннтеграто|1а. В1)ход TpeTi eio гибридного фу;|Кционального преобразователя через четвертый и пятый блоки умиоже:1ня :од;;.1 О:ен ко ivroiMiiM не|11 ого п iiiopoго И-ivrpn гопов. а ш.ход второ1Ч1 инте1ра-; ора

нодк;:юче 1 к аналого-цифровом нреоб К зоватслк), о 1 л и ч а io in с и с ii IOM, : г;;, г всличс11ия гочпосги и ;:Ь;с1 роЛ,мчг:-; рюйстиа, оно до110Л11:п 1):;о с;;,:. ,КЧ;:т гдрсса, де:инфратор адреса. . ; ;д-пку ров, триггер запи(.:11 и y:ij)aiia; i;Mb:( включенные н neini ()Г))атлой : усилителя, Ч1)а1,1я;«;11.ие вход:.: (;ч,

;i : j -О :К.1Д ЮЧеГ i 13Ыл)Ду

;i ):И 11;1л (; ;ы : лr:i.-:,;i:iei4 i с (;далП1 дотаа;;;хи(. через ри 41стр :; 44;iie :Ki:x) , la ; eai.aoio

i4-i

.

7ч;- 11 ;

X75

i