Устройство для решения обратной задачи нестационарной теплопроводности Советский патент 1978 года по МПК G06G7/46 

Дания начальных условии, второй выход счетчика соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к выходу устройства, второй вход второго элемента И через формирователь импульсов соединен с выходом блока, сравнения, выход формирователя импульсов через элемент задержки подключен к управляющему входу счетчика и к одним входам функциональных преобразователей, входы которых подключены к входу «Пуск устройства и третьему входу блока управления. На чертеже изображена блок-схема описываемого устройства. Устройство содержит блок управления 1, счетчик 2, блок 3 задания начальных условий, RC-сетку 4, блок сравнения 5, функциональные преобразователи 6 и 7, генератор 8 тактовых импульсов, элементы И 9, 10, формирователь импульсов 11, элемент задержки 12. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии на выходе блока управления 1 установлен уровень логического нуля, в счетчике 2 записано число, код которого определяет начальное значение сопротивления R блока 3 и значение тока, втекаюи 1его в указанный узел RC-сетки 4. На выходе блока сравнения 5 установлен уровень логической единицы, напряжения на выходах функциональных преобразователей 6 .и 7 равны нулю. Импульсом «Пуск, поступающим на входы функциональных преобразователей, на выходе первого функционального преобразователя 6 устанавливается напряжение, пропорциональное температуре среды на границе Uc {То), а на Езыходе второго функционального преобразователя 7 устанавливается напряжение U (to) пропорциональное температуре во внутренней точке тела в момент времени TO. Импульсом «Пуск на выходе блока управления 1 устанавливается уровень логической единицы, разреп1ающей поступление импульсов генератора 8 через элемент И 9 на счетный вход счетчика 2. Каждым импульсом генератора содержимое счетчика увеличивается на единицу. К выходам триггеров счетчика 2 подключены входы блока 3 задания начальных условий, величина сопротивления которого в исходном состоянии выбирается таким образом, чтобы для некоторой узловой точки RC-сетки, соединенной с входом блока сравнения 5, выполнялось соотнощение UCtoXUCrJ. . Изменение содержимого счетчика 2 и, следо вательно, сопротивления блока задания началь условий 3 вызывает из.менение тока, втекающего в сетку 4, при этом напряжение в узловой точке увеличивается и при выполнении условия и (Го) и (То) + ,С-О, приводит к запиранию элемента И 9 уровнем логического нуля, поступающим с выхода блока управления. В счетчике 2 фиксируется код числа Ny. В общем случае число N (fj), записанное в счетчике, связано с величиной сопротивления R ,(г,- ) блока 3 соотнощением R CT,)kN, CCjV 1- 1-;-)п. где m - число ступеней квантования, k - коэффициент пропорциональности (ом/бит). Искомая величина коэффициента теплоотдачи (/. (т|) связана с величиной R (;) соотнощениемЛ чбч)где сопротивление сетки между граничным узлом и узлом, ближайщим к нему, А - коэффициент теплопроводности, h - щаг сетки. Из перепада уровня напряжения на выходе блока сравнения 3 формирователем импульсов 11 формируется единичный импульс, который поступает на объединенные входы, элементов И 10 (количество элементов И равно чис-. лу разрядов счетчика 2) и разрещает выдачу кода числа N, содержащегося в счетчике 2, на выход устройства. Этот же импульс, который может быть использован для синхронизации устройств цифровой регистрации или буферного регистра L1,BM, цифровой вычислительной мащины через элемент задержки 12 устанавливает в исходное состояние счетчик 2, а на первых выходах функциональных преобразователей 6 и 7 напряжения Uc (TI) и L(T;) соответственно, блок сравнения возвращается при этом в исходное состояние, элемент И 9 открывается, и процесс счета импульсов в счетчике 2 повторяется для следующего значения вре.мени и заканчивается переключением блока сравнения при выполнении условия U4tJ-UCr,) + t -0. Затем одиночным импульсом, сформированным из перепада уровней напряжения на выходе блока сравнения, стробируются элементы И 10 и на выход устройства поступает код числа N,. Описанные процессы циклически повторяются и процесс моделирования заканчивается при достижении какого-либо из напряжений Uc (Тп,) или и(т;„) некоторого заранее установленного значения, и на втором выходе одного из функциональных преобразователей 6, 7 при этом формируется уровень логической единицы, который поступает на вход блока управления 1 и устанавливает на его выходе уровень логического нуля. Благодаря введению новых элементов и связей между ними повысилась точность рещения задачи нестационарной теплопроводности. Формула изобретения Устройство для рещения обратной задачи нестационарной теплопроводности, содержащее КС-сетку, вход которой соединен с выходом блока задания начальных условий, первый вход которого подключен к первому выходу первого функционального преобразователя, а выход RC-сетки соединен с первым входом блока срав нения, второй вход которого подключен к первому выходу второго функционального преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности решения, в устройство введены элементы И, элемент задержки, формирователь импульсов, блок управления и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с одним из входов первого элемента И, другие входы которого подключены к выходам блока сравнения и блока управления, второй и третий входы которого соединены соответственно со вторыми выходами первого и второго функциональных преобразователей, выход первого элемента И соединен со счетным входом счетчика, первый выход которого подключен КО второму входу блока задания начальных условий, второй выход счетчика соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к выходу устройства, второй вход второго элемента И через формирователь импульсов соединен с выходом блока сравнения, выход формирователя импульсов через элемент задержки подключен к управляющему входу счетчика и к одним входам функциональных преобразователей, входы которых подключены к входу «Пуск устройства и третьему входу блока управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 297970, МКл G 06 G 7/46, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР № 414599, МКл G 06 G 7/46, 1974.