Устройство для решения нелинейных краевых задач Советский патент 1979 года по МПК G06G7/46 

I

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может бь1ть применено для решения краевых задач,описываемых дифференциальными уравнениями в частных производных с функциональньши и нелинейными зависимостями коэффициентов, методами дискретного, моделирования.

Известно устройство для решения бигармонических уравнений, содержащее основную и вспомогательную сетки сопроттивлений, узловые точки которых связаны через токостабилизирующие элементы, усилители, блок задания граничных условий, выходы которых соединены с граничными узловыми точками основной сетки, автоматический измерительный блок, выход которого через коммутатор узловых точек соединен с узлами основной сетки, блок управления измерительным блоком, блок сравнения, блок задания программы и запоминающие конденсаторы 1.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для решения нелинейных краевых задач, содержащее блок управления и сопряжения,первый выход которого подключен к входу цифрового вычислительного блока, выход которого соединен с первым входом блока управления и сопряжения, второй вход которого через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) подключёнк выходу блока коммутатора, сеточные блоки, каждый из которых содержит кодоуправляемый блок задания напряжений и токов, выход которого подключен к первому входу сетки проводимостей, выход которой через блок релейного коммутатора соединен с буферным усилителем-повторителем, второй вход сетки проводимостей через блок управления подключен к первому выходу блока занесения информации, первый в.ход которого соединен со BTopbiM выходом блока управления и сопряжения, третий выход которого подключен к одному входу блока коммутатора, Другой вход которого соединен с выходом буферного усилителя-повторителя, а выход АЦП подключен ко входам блоков индикации и тестового, контроля 2.

Точность работы известных устройств недостаточна.

Цель изобретения - повышение точности решения уравнений.

Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок управления и сопряжения, первый выход которого подключен к входу цифрового вычислительного блока, выход которого соединен с первым входом блока управления и сопряжения, второй вход которого через АЦП подключен к вы-, ходу блока коммутатора, и сеточные блоки; каждый из которых содержит кодоуправляемый блок задания напряжений и токов, выход которого подключен к первому входу сетки проводимостей, выход которой через блок релейного коммутатора соединен с буферным усилителем-повторителем, второй вход сетки праводимостей через блок управления подключен к первому выходу блока занесения информации, первый вход которого соединен со вторым выходом блока управления и сопряжения, третий выход - которого подключен к одному входу блока коммутатора, другой вход которого соеди,. иен с выходом буферного усилителя-повтори теля, введены блок коммутации сеточных блоков, блок памяти, а в каждый сеточный блок - селекторы, выход первого из ,которых в каждом сеточном блоке подключен к первому входу второго селектора, выход которого соединен со вторым входом блока занесения информации. Четвертый выход блока управления и сопряжения подключен к Одному входу блока памйтй; Другйевходы которого соединены с выходами первых селекторов сеточных блоков. Вход первого и второй вход второго селекторов сеточных блоков подключены к пятому и щестому выходам блока управления и сопряжения соответственно. Выход блока паияти через блок коммутации сеточных блоков соединен с третьими входами сеток проводимостей. Структурная схема устройства приведена на чертеже. Устройство содержит сеточные блоки 1, блок 2 управления и сопряжения, блок 3 коммутатора, АЦП 4, цифровой вычислительный блок 5, блок 6 коммутации областей произвольной конфигурации, который включает блок памяти 7 и блок коммутации сеточных блоков 8. Сеточный блок 1 содержит кодоуправляемый блок 9 задания напряжений и токов, сетку проводимости 10, блок управления 11, блок занесения информации 12, блок релейного коммутатора 13, буферный усилитель-повторитель 14 и селекторы 15 и 16. При рещении задач в устройстве сначала выполняется процесс образования областей произвольной конфигурации. Блок 5 выдает через блок управления и сопряжения 2 исходную информацию для записи в селектор 16 - номеров фрагментов в базовой области, которые должны моделировать соответствующие сеточные блоки. Разрещейие записи в селектор 16 осуществляется по еигйалу с селектора 15. После этого из блойа 5 через блок 2 поступает в блок 7 памяти исходная информация для соединения выходных сеточных блоков между собой. Информация в блок 7 памяти для каждого сеточного блока записывается по сигналу разрешения с выхода селектора 15. Блок 8 осуществляет соединение границ секций сетки в соответствии с положением в базовой системе координат. Затем блок 5 формирует и выдает через блок, 2 исходную информацию о параметрах области решаемой задачи параллельно во все сеточные блоки, причем выбор блоков сетки, занесение информации в нужные места сеточных блоков и в те же или иные источники тока и напряжения производятся согласно кодам селектора 16. После занесения информации во все блоки сеточных блоков образуется поле проводимости G{x, у, г), приближенно соответствующие исходному состоянию исследуемого объекта. Путем итерационного подбора значений токов, задаваемых в узлы сетки, устанавливается потенциальное поле сетки, соответствующее выбранному, для данной конкретНОЙ нелинейной задачи щагу времени. При помощи блоков 3 и 13 и АЦП 4 проводится измерение и кодирование потенциалов в каждом из итерационных циклов подбора корректирующих токов. Полученные коды узловых потенциалов передаются через блок 2 в блок 5 для расчета значений параметров по выбранным для данной задачи алгоритмам. После выполнения необходимого количества итерационных циклов подбора корректирующих узловых точек и установления .потенциального поля сеточных блоков, соответствующего выбранному щагу времени, информация о потенциальном поле может быть передана в блок 5 для перерасчета значений проводимостей, соответствующих следующему щагу по времени. Благодаря введению новых блоков и связей между ними точность рещения задач в предложенном устройстве повыщена. Формула изобретения Устройство для рещения нелинейных краевых задач, содержащее блок управления и сопряжения, первый выход которого подключен к входу цифрового вычислительного блока, выход которого соединен с первым входом блока управления и сопряжения, второй вход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к выходу блока коммутатора, и сеточн.ые блоки, каждый из которых содержит кодоуправляемый блок задания напряжений и токов, выход которого подключен к первому входу сетки проводимостей, выход которой через блок релейного коммутатора соединен с буферным усилителем-повторителем, второй вход сетки проводимостей через блок управления подключен к первому выходу блока занесения информации, первый вход которого соединен со вторым выходом блока управления и сопряжения, третий вход которого подключен к одному входу блока коммутатора, другой вход которого соединен с выходом буферного усилителя-повторителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы, в устройство введены блок коммутации сеточных блоков, блок памяти, а в каждый сеточный блок введены селекторы, выход первого из которых в каждом сеточном блоке подключен к первому входу второго селектора, вы-. ход которого соединен со вторым входом блока занесения информации, четвертый выход блока управления и сопряжения подключен к одному входу блока памяти, другие входы которого соединены с выходами первых селекторов сеточных блоков; вход первого и второй вход второго селекторов сеточных блоков подключены к пятому и шестому выходам блока управления и сопряжения соответственно; выход блока памяти через блок коммутации сеточных блоков соединен с третьими входами сеток проводимостей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 206126, кл. G 06 G 7/46, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР № 383069, кл. G 06 G 7/46, 1973-.