Устройство для моделирования механических колебаний Советский патент 1978 года по МПК G06G7/68 

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для моделирования амплитуд механических колебаний, представленных в виде электрического напряжения.5 Известны устройства для моделирования механических колебаний, представленных в виде электрического напряжения, содержащие счетную матрипу, связанную через дешифраторы со счетчиками импульсов, соединенными 10 через ключи с генератором импульсов 1. Недостатком таких устройств является большой объем регистрируемой информации и низкое быстродействие, что не позволяет использовать известные устройства для ис- 15 следования высокочастотных механических колебаний. Наиболее близким по техническому решению является устройство для моделирования механических колебаний, содержащее счет- 20 ную матрицу, соединенную с дешифраторами, счетчик импульсов, вход которого соединен через ключ с выходом генератора импульсов, а выход подключен ко входу преобразователя код - напряжение, выход которого соединен 25 с первым входом нуль-органа, выход которого подключен к управляющему входу ключа, блок памяти, вход которого соединен через переключатель со входом устройства, и блок определения знака производной, входом сея- зо занныи со входом устройства, а выходом с управляющим входом переключателя 2. Недостатком этого устройства является относительная аппаратурная сложность и громоздкость, а следовательно, и низкая надежность его работы, вызванная наличием двух цепей уравновешивания. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства. Для достижения цели в устройство введены дополнительные переключатели, вычитатель и элементы И, причем первые входы элементов И подключены к выходу счетчика импульсов, вторые входы логических элементов И подключены к выходу блока определения знака производной, соединенному с управляющими входами дополнительных переключателей и входом «Сброс счетчика импульсов, а выходы элементов И подключены ко входам соответствующих дешифраторов, выход блока памяти через один выход первого дополнительного переключателя подключен ко второму входу нуль-органа, а через другой выход первого дополнительного переключателя связан с первым входом вычитателя, выход которого подключен к третьему входу нуль-органа, а второй вход соединен со вторым дополнительным переключателем, подключенным к одному из входов переключателя.

На чертеже приведена блок-схема -устройства.

Устройство содержит блок определения знака производной 1, переключатели 2, 3 и 4, элементы И 5 и 6, счетчик импульсов 7, блок памяти 8, нуль-орган 9, вычитатель 10, преобразователь код-напряжение И, ключ 12, генератор импульсов 13, дешифраторы 14 и 15 и счетную матрицу 16.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. .

По достижении входным напряжением Uy максимального или минимального значений изменяется знак производной напряжения (J и срабатывает блок определения знака производной 1, на выходе которого появляется соответственно положительный или отрицательный импульс. Если, например, напряжение Их достигло своего минимального значения, то задний фронт отрицательного импульса с выхода блока определения знака производной 1 устанавливает в нуль счетчик импульсов 7, переключает переключатели 2, 3 и 4 в полол еиие I, и блок памяти 8 (в качестве которого в простейшем случае может использоваться пиковый детектор) начинает запоминать входное напряжение U, которое сравнивается нуль-органом 9 с выходным напрялсением преобразователя код - напряжение 11. Если значение напрял ения на выходе блока памяти 8 будет больше значения выходного напряжения преобразователя код- напряжение 11, то нуль-орган 9 выдает разрешение на второй вход ключа 12, и импульсы с выхода генератора импульсов 13 поступают через первый вход ключа 12 на вход счетчика импульсов 7, увеличивая записанное в нем число. Это приводит к увеличению выходного напряжения преобразователя код - напряжение И, и процесс уравновешивания продолжается до достижения равенства значений напряжений с выхода блока памяти 8 и выходного напряжения преобразователя код-напряжение И.

По достижении входным напряжением значения максимума и последуюш,ем его уменьшении задний фронт положительного импульса с выхода блока определения знака производной 1 переключает переключатели 2, 3 и 4 в положение И. Уменьшающееся входное напряжение UK при этом будет поступать через переключатели 2 и 4 на второй вход вычитателя 10, на первый вход которого поступает напряжение (Уж max с выхода блока памяти 8. С выхода вычитателя 10 разность напряжений Ихгаа -Их поступает на третий вход нуль-органа 9, где названная разность напряжений сравнивается с выходным напряжением /шш преобразователя код-напряжение И. В процессе работы при нарушении равенства /пкн жтах-t/x нуль-орган 9 выдает разрешение на второй вход ключа 12, и импульсы с выхода генератора импульсов 13 через первый вход ключа 12 поступают на вход счетчика импульсов 7, увеличивая записанное в нем число.. Увеличение числа в счетчике импульсов 7 приводит в свою очередь к увеличению выходного нанряжения б/дкн преобразователя код-напряжение И, и процесс 5 уравновешивания продолжается до достижения равенства Ьпкн хта1- ж- ilo достижении входным напряжением значения последуюпдего минимума и дальнейшем его увеличении задний фронт отрицательного импульса с выхода Олока определения знака производной ,1 установит в нуль счетчик импульсов 7, переключит переключатели 2, 3 и 4 в положение I, и в дальнейшем описанная выше работа устройства повторяется.

15 По достижении напряжением Ux. значения максимума передний фронт импульса положительпой полярности с выхода блока определения знака производной 1 открывает элемент И 5 и кодовое значение максимума ( из

0 счетчика импульсов 7 переписывается в дешифратор 14. По достижении напряжением Ux значения минимума передний фронт импульса отрицательной полярности с выхода блока определения знака производной 1

5 открывает элемент И 6, и кодовое значение перепада At/i LKmaxi- ammi из счетчика импульсов 7 переписывается в дешифратор 15. Дешифраторы 14 и 15 отпределяют накопительную ячейку в счетной матрице 16, куда

0 в соответствии с измеренными значениями максимума (/„maii Ц перепада Д/7 записывается единица.

В счетной матрице 16 каждому возможному сочетанию значений максимумов и перепадов

5 амплитуд механических колебаний соответствует своя накопительная ячейка. Таким образом, в процессе работы устройства в каждой накопительной ячейке счетной матрицы 16 образуются числа повторений данных сочетаний значений максимумов и перепадов, которые являются ординатами двумерного дискретного закона распределения и представляют собой результат моделирования механических колебаний по методу максимумов п

5 перепадов. Пз полученного таким образом двумерного дискретного закона распределения максимумов и перепадов амплитуд механических колебаний можно получить информацию о прочностных характеристиках

0 материалов конструкций, находящихся под действием механических колебаний.

Таким образом, выполнение устройства в соответствии с изобретением позволяет уменьшить стоимость и улучшить эксплуатацион5 ные свойства устройства.

Формула, изобретения

Устройство для моделирования механичесо ких колебаний, содержащее счетную матрицу, соединенную с дещифраторами, счетчик импульсов, вход которого соединен через ключ с выходом генератора импульсов, а выход подключен к входу преобразователя код - напряжение, выход которого соединен с первым входом нуль-органа, выход которого подключен к управляющему входу ключа, блок памяти, вход которого соединен через переключатель с входом устройства, и блок определения знака производной, входом связанный с входом устройства, а выходом - с управляющим входом переключателя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, в устройство введены дополнительные переключатели, вычитатель и элементы И, причем первые входы элементов И подключены к выходу счетчика импульсов, вторые входы элементов И подключены к выходу блока определения знака производной, соединенному с управляющими входами дополнительных переключателей и входом «Сброс счетчика импульсов, а выходы элементов И подключены к входам соответствующих дешифраторов, выход блока памяти через один выход первого дополнительного переключателя подключен к второму входу нуль-органа, а через другой выход первого

дополнительного переключателя связан с первым входом вычитателя, выход которого подключен к третьему входу нуль-органа, а второй вход соединен с вторым дополнительным переключателем, подключенным к одному из

входов переключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №328445, кл. G 06F 5/00, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР №404102, кл. G 06G 7/68, 1972.