Устройство для решения краевых задач Советский патент 1980 года по МПК G06G7/46 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для решения краевых задач теории поля методом электрического моделирования. Известно устройство для решения задач математической физики Д содержащее решающий блок, цифровой вычислительный блок, аналоговый запоминающий блок, блок задания граничных условий, блок аналого-цифрового и цифр аналогового преобразования, коммутатор и блок управления. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для решения краевых задач 2 , со держащее источник эталонного напряжен пocJIeдoвaтeльнo соединенные R - сетку, коммутатор и аналого-цифровой преобразователь, блок управления, управляющие выходы которого соединены с первым входом блока задания начальных и граничных условий и со вторыми входами коммутатора и аналого-цифрового преобразоветеля соответственно. Выход аналогоцифрового преобразователя является выходом устройства. Для известных устройств характерна недостаточная точность решения. Цель пзобретешЕМ - повышение точности решения. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник эталонного напряжения, последовательно соединенные R-сетку, коммутатор и аначого-цифроБОй преобразователь, блок управления, одни управляющие выходы которогосоединены с первым входом блока задания начальных и граничных условий и со вторыми входами коммутатора и аналого-цифрового преобразователя соответственно, введены переключатель полярности эталонного нaпpяжe шя, коммутатор каналов, блоки памяти и сумматоры, первого из которых подключен к первому входу первого бл(ка памяти, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, вто- 37 рой вход которого подключен к выходу второго сумматора, первый вход которого соединен с выходом второго блока памяти, первый вход которого подключен к первому выходу аналого-цифрового преобразователя, второй выход которого сое динен со Вторым входом второго сум матора, вхоц R-сетки подключен к выходу коммутатора каналов, первьш вход которого соединен с выходом блока задания начальных и граничных условий, второй вход которого подключен к выходу переключателя полярности эталошгого напряжения, первый вход которого соединен с выходом источника эталонного напряже НИН, другие управляющие выходы блока утфавления подключены ко вторым входам переключателя полгфности эталонног напряжения, коммутатора каналов первог и второго блоков памяти и третьему вхо ду первого сумматора, выход первого бл ка памяти является выходом устройства, На чертеже представлена структурная схема устройства для решения краевых задач, которая содержит блок 1 управления, переключатель 2 полярности эталонного напряжения, блок 3 задания начальных и граничных условий, коммута1ор 4 каналов, R-сетку 5, коммутатор 6, аналого-цифровой преобразователь А ЦП 7, имеющий два параллельных выхода, коды результатов на которых различаются меж ду собой знаком, второй блок памяти 8, второй сумматор 9, источник 10 эталонного напряжения, первый сумматор 11, первьгй блок памяти 12. Эталонное напряжение с источника 10 через переключатель полярности эталонного напряжения 2 поступает на вход блока 3, где по сигналам из блока управ ления 1 формируются значения начальных и граничных условий. Сигналы с выхода блока 3 через коммутатор каналов 4 пос тупают в узловые точки R-сетки 5. По сигналам с блока управления 1 с помощью коммутатора 6 и АЦП 7 осуществляется съем решения и запись его в блок памяти 8. Затем по сигналу из блока управления 1 переключатель полярности Эталонного напряжения 2 меняет знаки задаваемых на выходе блока 3 напряжений на противоположные, Процесс решения повторяется, но теперь результат намерения снимается со второго выхода АЦП 7 и, суммируясь с результатом, зайисанным в блоке памяти 8, через сумматор 11 записывается 34 в блок памяти 12. На этом заканчивается первый цикл решения. В следующем цикле по сигналам от блока управления 1 коммутатор каналов 4 соединяет выходы блока 3 с другими узловыми точками сетки 5, а сигнал с выхода сумматора 9, суммируясь в сумматоре 11 со значением, записанным в блоке памя-ти 12, переписывается на его место. Результат записанный в блок памяти 12 в последнем цикле решения является полным решением задачи. Методы временной дискретизации для решения нестационарных краевых задач требует наличия в каждой узловой точке канала задания начальных и граничных условий. Каждый канал обслуживает несколько граничных узлоВь1х точек. Решение производится за несколько циклов, число которых определяется количеством узловых точек, обслуживаемых единым каналом где N -общее число узловых точек; vv - число каналов. В каждом цикле решения каждый канал соединен коммутатором каналов с одной из обслуживаемых им узловых точек, в остальные принадлежащие ему (у -1) точек в это время задаются нулевые граничные условия. Результаты решения записываются в блоке памяти 12, В следующем цикле решения каждый канал соединен с другой из обслуживаемых им узловых точек. Процесс решения повторяется. Вновь полученный результат . суммируется в сумматоре 11 с результатом, описанным в блоке памяти 12, взамен предыдущего значения. Таким образом, с каждым последующим шагом в блоке памяти. 12 происходит накопление решений. Результат, записанный в последнем цикле, является oкo гчaтeльным решением задачи и определяется по формулеи и„ где - частотное решение в каждой узловой точке. Благодаря введенным блокам и связям между ними точность решения устройст вом повышается. Формула изобретения Устройство для решения краевых задач, содержащее источник эталонного напряжения, последовательно соединен- ные R-сетку, коммутатор и аналогоцифровой преобразователь, блок управления, одни управляющие выходы которого соединены с первым входом блока задания начальных и граничных условий и со вторыми входами коммутатора и аналого-цифрового преобразователя соответственно, отличающееся тем, -что, с целью повыщения точности рещения, в устройство введены переключатель полярности эталонного напряжени коммутатор каналов, блоки памяти и сумматоры, выход первого из которых подключен к первому входу первого блоi a памяти, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго сумматора, первый вход которого соединен с выходом второго блока памяти, первый вход которого подключен К первому выходу аналого-цифрового преобразователя, второй выход которого соединен со вторым входом второго сумматора, входБ -сетки подключен к выходу коммутатора каналов, первый вход которого соединен с выходом блока задания начальных и граничных условий, второй вход котсрого подключен к выходу переключателя полярности эталонного напряжения, первый вход которого соединен с выходом источника эталонного напряжения, другие управляющие выходы блока управления подключены ко вторым входам переключателя полярности эталонного напряжения, коммутатора-; каналов первого и второго блоков памяти и третьему входу первого сумматора, выход первого блока памяти является .выходом устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 397926, кл. Q 06 Q 7/40, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР . № 185587, кл. G 06 G 7/48, 1965.