Устройство для изменения масштабов Советский патент 1980 года по МПК G06G7/02 

Изобретение относится к вычиспитепьной технике и может быть использовано при решении на аналоговых электронных вы числите л ьнь1Х машинах систем однородных дифференциальных уравнений. Известны устройства автоматического масштабирования, содержащие блоки, анализирующие в цифровой форме исходные дифференциальные уравнений и рассчитывающие максимальное значение соответствующих переменных по приближенным решениям l . Недостаток этого устройства его слон« ность, так как оно имеет в своем составе цифровую машину, а точность вычисления масштабных коэффициентов невысокая. Известно аналоговое вычислительное устрбйство для вычисления масштабного коэффици йга, при масштабных преобразованиях. Вычисление масштабного коэффициента осуществляет блок, который содер жит схему, устанавливающую величину каждого из коэффициентов анализируемого уравнения, функциональный генератор, формирующий логарифмическую величину масштабного коэффициента, операционный усилитель, сравнивающий усилитель Г2 . Недостаток такого устройства - слом&ность схемы. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для непрерывного изменения масштабов, содержащее решающие каналы, каждый из которых состоит из сумматора, первый вход которого соединен с источником входного сигнала, выход сумматора через интегратор подключен к первому входу умножителя, выход которого соединен со вторым входом сумматора, и обрабатывающий усилитель, выход |со- . торого подключен ко вторым входам умножителей решающих каналов З . Известное устройство моделирует такую систему дифференциальных уравнений, решею1е которой имеет постояннук) длину и представляет решение исходной задачи с переменным масштабом. 37 Однако устройство моделирует систему дифференциальных уравнений, решение которой задается длиной вектора S и сохраняется неизменным в процессе решения задачи. При этом сами переменные зависят от того, в какой области куба находится решение. Если оно находится на диагонали куба, то переменные в двухмерном случае равны, j,в трехме HOM-:;j, в h -мерном- 7 т.е. происходит неполное использование шкалы машины, Цель изобретения - повышение точности решения. Указанная цель достигаетсятем, что в устройство введен блок выделения канала максимальных по модулю сигналов, а в каждый решающий канал введен ключ, эход которого подключен к выходу сумматора, управляющий вход ключа соединен с соответствующим выходом блока выделения максимальных по модулю сигналов, входы которого соединены с выходами интеграторов решающих каналов, а выходы ключей решающих каналов подключены ко входу отрабатывающего усилителя. На фиг. 1 приведена схема устройства для изменения масштаба; на фиг. 2 схема блока выделения канала максималь ных по модулю сигналов. Устройство содержит И решающих к налов 1, каждый из которых состоит из сумматора 2, выход которого соединен с интегратором 3, умножитель 4, один вхо которого соединен с выходом интегратора 3, второй вход - с выходом отрабат з1- вающего усилителя 5, а выход yмнoжIi- теля 4 подключен ко второму входу сум матора 2, вход обрабатывающего усилителя подключен к выходам ключей 6, управняющие входь которых связань с выходами блока 7 вьщеления канала максимальных по модулю сигналов, входы ко торого соединены с выходам и интеграторов 3 Блок 7 выделения канала максимальных по модулю сигналов состоит из блока 8 выделения максимальной величины переменной, блока 9 компараторов и блока 10 ключей. Блок 7 имеет 2 И входо ( : -количество переменных) и 2 И выхо дов и указывает канал, где переменная имеет максимальную величину. Устройство синтезирует модель, решение которой описывается поверхн(х;тью куба с заданной длиной ребра. Для системы однородных диффере нциальных уравнений Х-ЛШК(1) 184 отыскиваются переменные 5J (t),. связанные с переменными X выражением Ct)--VMtOKU).(2) Масштабный множитель щ it) выбирается так, чтобы переменные j (-t) удовлетворяли ограничению max /( / y,(-p-con6i (3) Исключив переменные X из дифференциального уравнения (1) придем к уравпению . VV1 k (, , /kU)-s, переменные .w в котором определяются из новых соотношений, определяемых ограничением (3). Уравнения для масштабов ti получа1ют следу1сщи образом. При изменении переменных по поверхности куба они могут пробегать ребра, грани и вершины. Когда переменная находится на грани, то только одна из переменных имеет величину УМ--Рна ребре несколько переменных достигают такого значения. Неизменной величиной в общем случае нахождения на грани или ребре или в вершине является g. iMi i-л В соответствии с этим выражением равной нулю должна быть производная суммы или Vitf jSigH г-л где H-j . переменная и ее производная, достигающая значения р, -V - порядок ребра. Таким образом, система уравнений ля определения переменных имеет вид - -V л I MiS-g- Mr-OWI-dmУстройство для изменения масштабов работает следующим образом. Входом устройства является один из входов сумматора 2, на другой вход умматора подается сигнал с выхода умнс житаляЗ. Сигнал с выхода сумматора 2 поступает на вход соответствующего инегратора 3. Сигнал с выхода интеграора 3 поступает на вход блока 7 выдеения максимальных по модулю сигналов оторый вырабатывает сигнал включения люча б того канала, где модуль переенной является самым большим, через люч 6 сигнал с выхода сумматора 2 iocTynaeT на вход отрабатывающего усиителя 5. Таким образом, максимальная

по модулю переменная дифференциального уоаанения имеет постоянную величину, ко торая задается в начальный момент времени и затем сохраняется неизменной в процессе решения задачи.

Устройство экспериментально испытывалось при решении различных задач на аналоговых ЭВМ. Устройство работает с дифференциальными уравнениями, имеющими положительные, отрицательные и комплексные характеристические числа Решаемая задача может иметь неконтролируемые коэффициенты, изменяемые произвольно во времени.

Использование изобретения позволяет решать различные задачи на ЭВМ по более простой схеме и получить более высокую точность решения.

Формула изобретение

Устройство для изменения масштабов, содержащее решающие каналы, каждый из которых состоит из сумматора, первый вход которого соединен с источником вхо нэго сигнала, выход сумматора через интегратор подключен к первому входу умножителя, выход которого соединен со

вторым входом сумматора, и отрабатывающий усилитель, выход которого подключен ко вторым входам умножителей решающих каналов, отличающёес я тем, что, с целью повышения точнос ти решения, устройство содержит блок выделегшя канала максимальных по модулю сигналов, а в каждый решающий кйнал введен ключ, вход которого подключен к выходу сумматора, управлякшшй вход клюгча соединен с соответствующим выходом рпока выделения канала максимальных по модулю сигналов, входы которого соединены с выходами интегрйторов решающих каналов, а выходы ключей решающих каналов подключены ко входу отрабатывающего усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № ; 3778607, кл. 235-183, 1973.

2.Заявка Японии № 49-19341, кл. 97(8) С2, 1974

3.Авторское свидетельство СССР № 591868, кл, q 06 Q 7/00, 1976 (прототип).

-.«rt..-.;.V Г, - 736118

9иг.2