Устройство для решения обратной задачи теплопроводности Советский патент 1979 года по МПК G06G7/48 

- , . ; .;; .

Изобретение относится к области вычислитеяь&ой техники и может найти применение в гибридных вычислительных установках для решения задач теории поля.

Известно устройствОуСодёржащее потенциометри ёский делитель напряжения, пассивную модель, набор сумматоров - вУчитателей, сумматор и потевциометры, управляемые электромеханической следящей системой fil.

Наиболее по техническому решению явПяется уст эойство, содержащее задатчйк рабочих напряжений, один вьтход которого соединен со входом управляемого рёзистивного элемента, выход которого подключен ко входу функционального преобразователя, выходы которого пошслючены соответственно к первым входам эпемёнтов сравнени вторые входы которых связаны с другими выходами задатчика рабочих напряжений, а выходы элементов сравнения подключены ко входам сумматора, выхо

которого соединен с входом бгкжа управления, выход которого подключен к . ляющему входу управляемого резистив- кого элемента 21.

Недостатком указанных устройств является то, что сигнал рассогласования в следящей системе формируется как сумма сигналов )ассогласованвя напряЖбшй во внутренних точках модели и напряжений, задаваемых извне., Указанное обстоятельство приводит к тому, 1то устройство в общем случае оказывается сбаланс1фован1й 1м с большой ошибкой. Для получения требуемой точностй решения необходима ручная подгоика величины тока, втекающего в модель, по минимуму величины напряжения на выходе, сумматора.

Целью настоящего изобретения является повышетгае точности решения обратных задач теплопровош ости.г

Для достижения цели блок управления устройства содержит реверсивный счетчик, генератор тактовых импульсов,

первый и второй элементы И, инвертор и дискриминатор знака производной, вход которого является входом блока управления, а неносредственно подсоединен к первому входу первого элемента И и через инвертор - к первому входу второго элемента И, причем вторые входы элементов И подключены к выходу генератора тактовых импульсов, а выходы элементов И подключены соответственно ко входам реверсивного счетчика, вь1х6д является выходом блока управления.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. Г представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - фушсииональная схема блока управления.

Устройство содержит: задатчик напряжений 1, управляемый резистившдй элемент 2, функаиональш 1Й преобразователь 3, элементы сравнения 4, сумматор 5 и блок управления 6 (фиг. 2), в состав которого входят первый элемент И 7, второй элемент И 8, инвертор 9, генератор такто№1Х импульсов i О, реверсивный счетчик И и дискриминатор знака производной 12.

Задатчик рабочих напряжений, кото рыЙ 1Ложет йлть программируемым, обеспечивает формирование уровней напряж&иия в соответствии с заданной програь мой. Управляемый резистивный элбмёнт 2 построен на базе преобразователя код-сопротивление ипи код-ток. В блоке управления 6 применен дискриминатор знака производной (например, по авт. св № 418956), который обеспечивает форSftiifibBatttie на иыхойелбгически уровней нгшрйяседая в еоЪтвётЬтвйй со &в&-ком производной входного сигнала. Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на первом выходе задатчика рабочих напряжений 1, соединенном с управляе№ 1м резистивным элементом 2, напряжение равно Hyriio, На af yrvoi выкосах, задатчика рабочих напряжений сформированы напряжения v/j.Ue являющиеся электрическими аналогами температуры. некото1М 1х внутренних точке тела. В узловых точка преобразователя 3, к которым подключень1 входы элементов сравнения 4, зна чения напряжений равны О i ТТ .

На выходах злеме тов сравнения сформированы разностные напряжения рассогласования U -И jllj-lf., .приложенные ко входам сумматора 5,

на выходе которого сформировано суммарное напряжение рассогласования И, приложенное ко входу дискриминатора знака производной 12. На выходе дискриминатора 12 сформирован уровень логического нуля, при этом элемент И 7 закрыт, 1-. элемент И 8 открыт единичным .уровнем напряжения с выхода инвертора 9, подключенного к выходу дискриминатора 12, при этом импульсы генератора 1,0 поступают через открыть1й элемент И 8 на вход реверсивного счетчика 11, изменяя его содержимое. Изменение кода счетчика 11, соединенного выходам триггеров со входами крдоуправляемого резистивного элемента 2, приводит к циклическому изменению сопротивления элемента 2, Но так как в исходном состоянии напряжение на первом выходе задатчика рабочих НапряженийТГд равно нулю, состояние модели не изменится. ycipoiRctBo переводится в рабочий режим установкой на нервом выходе задатчика рабочих напрякений 1 некоторого значения напряжения отличного от нулевого,, при этом напряжения ,TI...Uf во внутренних точках модели yвeлйчивaютcя что приводит к уменьшению суммарного сигнала рассогласования на входе ёлОка 6. Отрицательное приращение (уме пьшение сигнала рассогласования) приводит к по$тлению на быходе дискриминатора 12 уровня логической единицы, который поступает на вход элемента И 7 и разрешает поступление импульсов гене эатрра IP на вь1 гатающйй вход реверсивного счетчика 11. Кфкйым импульсом генератора содержимое, счетчика 1 изменается таким образом, что сопротив Гпение кодоупр ляемого резистивного элемента 2 уменьшается, ток, втекакжаий в модель, увеличивается, а суммарное напряжение рассогласования isp уменьщ§ется. Описанньтй процесс рдктся до момев та, когда увеличение тока 4 и напряжеНИИ в узла модели не будет вызывать дальн ейшего у мгеньшения суммарного напряжения рассогласования, а напротив, приведет к его увеличению. При смене знака приращевйя сигнала рассогласова-. ния на обратный на выходе дискриминатора 12 устанавливается уровень логического нуля, котчзрый, будучи Приложен ным через инвертор 9 ко входу элемента И 8, разрешает прохождение импульгсов генератора 10 на суммирующий вход реверсивного счетчика 11.. Каждым импульсом генератора при этом сЬдержимое счетчика изменяется в противопо ложном направлении, что приводит к уве личению сопротивления элемента 2 и некоторому уменьшению тока, втекак щего в модель. Процесс длится до момента смены знака приращения напряжения рассогласования, после чего элемент И 8 закрывается:, а открывается элемент И 7. В дальнейшем процесс повторяется, н в сбалансированной модели имеют мео то незатухающие колебания тока, втекающего в модель, относительно ; некоторого постоянного уровня. Выбором разрядности счетчика 11 можно уменьшить амплитуду колебания до тфенебрежимо малой величины. По величине кода в счетчике 11 в сбалансированном режиме определяется коэффициент тепло отдачи., Таким образом выполнение устройств ва в соответствии с изобретением позг воляет организовать процесс определен ния физических характ йстик исслеауемых объектов на качественно новом уровне. Высокая точность решения искл чает процесс вычисления и учета попра вок. Наличие в устройстве кодового эквивалента измеряемой величины поэ воляет автоматизировать процессы регистрации и обработки результатов эксп римента, Формула нзобретейи Устройство для решения обратной задачи теплопроводности. Содержащее 0, задатчик рабочих напряжений/один выход которого соединен со входом управляемого резистивного элемента, выход которого подключен ко входу функционального преобразователя, выходы которого подключены соответственно к первым входам элементов, сравнения, вторые входь которых связаны с другими выходами задатчика рабочих напряжений, а выходы элементов сравнения подключены . ко входам сумматора, выход которого соединен со входом блока управления выход которого подключен к управляющему входу управляемого резистивного элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в нем блок у правления содержит реверсивт.1 и . счетчик, генератор тактовых импульсов, пер- вый и второй элементы И,инвертор и дискриминатор знака производной, вход которого является входом блока управления, а выход непосредственно подсоединен к первому входу первого элемента И и через инвертор - к первому входу второго элемента И, причем вторые входы элементов И подключены к выходу генератора тактовых импульсов, а выходы элементов И подключены соответственно ко входам реверсивного счетчика, выход которого 5шляется выходом блока управления. Источники информации, принятьхе во внимание при экспертизе 1.Авторское сьидетельство СССР, № 297970. кл. Q 06 Q 7/46, 1969. 2.Инженерно-физический журнал , Т.., № 1, 1974. с. 145-150.