Устройство для решения обратнойзАдАчи ТЕплОпРОВОдНОСТи Советский патент 1981 года по МПК G06G7/56 

Описание патента на изобретение SU830432A1

I

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для определения коэффициентов теплообмена между средой и поверхностью тела по известным температурам некоторых точек внутри тела в случае решения обратной задачи нестационарной теплопроводности.

Известно устройство для решения обратных задач нестационарной теплопроводности, содержашее функциональные преобразователи, усилители постоянного тока, управляемый стабилизатор тока, РС-сетки, блоки перемножения 1.

Однако это устройство является по своей структуре замкнутой системой управления и характеризуется наличием систематической динамической ошибки, что обусловливает значительную погрешность при решении обратных задач.

Наиболее близким по технической суш,ности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для решения задач теплопроводности, содержашее пассивную модель, блок питания, следяшие системы, выполненные в виде сервопривода, усилители, сумматоры, блок сумматоров-вычислителей, регулируемые резисторы, делитель напряжения 2.

Однако возможности этого устройства ограничены лишь решением стационарных задач, когда в качестве пассивной модели используется R-сетка или сплошная проводяшая среда, например электропроводная бумага. В случае же решения нестационарных задач в качестве пассивной модели обычно используется RC-сетка. ввиду того, что период решения задачи на RC-сетке составляет всего несколько десятков микросекунд, инерционность исполнительных элементов электромеханической следяшей системы, используемой в известном устройстве, не позволяет оперативно изменять величину регулируемых резисторов со скоростью решения задачи. Это обстоятельство не позволяет решать обратные задачи нестационарной теплопроводности с помощью известного устройства.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет возможности решения нестационарных задач и повышение точности.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержашее RC-сетку, узловые точки которой подключены к первым входам сумматоров-вычислителей, вторые входы которых соединены с выходами первого функционального формирователя, выхЬды цумматоров-вычитателей подключены к входам сумматора, выход которого соединен с входом усилителя, следящие системы, каждая из которых выполнена в виде сервопривода, ротор которого механически связан с подвижным контактом соответствующего регулируемого резистора, первые выводы которых соединены с выходом второго функционального формирователя, введены генератор тактовых импульсов и две группы ключей, причем информационные входы ключей первой и второй групп соединены,с вторыми выводами регулируемых резисторов и выходом усилителя соответственно, выход генератора тактовых импульсов подключен к управляющим входам ключей групп, выходы которых соединены соответственно с граничным узлом RC-сетки и входами сервоприводов. На чертеже представлена блок-схема устройства для решения обратной задачи теплопроводности. Устройство состоит из функциональных формирователей 1 и 2, RC-сетки 3, сумматоров-вычитателей 4, сумматора 5, усилителя 6, двух групп ключей 7 и 8, сервоприводов 9, регулируемых резисторов 10, генератора 11 тактовых импульсов. Устройство работает следующим образом Сигналы U(t) из узловых точек модели 3 в момент времени to-t i поступают на вход сумматоров-вычитателей 4, на вторые входы которых подаются сигналы с выходов функционального формирователя 2. Этот формирователь формирует напряжения U(t) пропорциональные температурам Т(1) в некоторых точках тела и изменяющиеся во времени по известному закону. Формирователь 1 вырабатывает сигнал, пропорциональный температуре среды. В это время одноименные ключи групп 7 и 8 замкнуты, а остальные разомкнуты. С выхода сумматоров-вычитателей 4 сигналы рассогласования Up(t) U(t) -U(t) поступают на сумматор 5, а затем суммарный сигнал рассогласования U(t) подается на вход усилителя 6 и через соответствующий замкнутый ключ группы 8 на управляющую обмотку соответствующего сервопривода 9, ротлр которого, вращаясь, изменяет положение движка одного из регулируемых резисторов RI, а, следовательно, и величи-ну его сопротивления. Это, в свою очередь, приводит к изменению величины тока, втекающего в RC-сетку, а, значит, и величины потенциалов узловых точек. В момент времени t замыкается следующая пара ключей групп 7 и 8, остальные разомкнуты и в период сигнал рассогласования U5(t) управляет величиной резистора R и т. д., соответственно для периодов tz-ta... tj.., -t i. , где i - количество участков аппроксимации функции T(t). За счет перио. дизации процесса, характерной для RC-сеток рещение может повторяться до тех пор, пока сигналы рассогласования ) соответственно для периодов to-ti, ti-tj, ...., t.-., -t I не становятся равными нулю. Это означает, что сопротивления R, R,.... RI достигли величин, соответствующих внещним термическим сопротивлениям на этом участке поверхности в определенные периоды времени, величина коэффициента теплообмена в этом случае определяется по формулеfj() - R(t) К гдеf -сопротивление сетки между граничным узлом и узлом, ближайщим к граничному, Ь,- шаг RC-сетки, А -коэффициент теплопроводности, R(t)- величина регулируемого резистора, отработанная устройством в определенные периоды времени tg, t....t . Таким образом, благодаря итерационному режиму, который достигается схемным путем, а именно (введением групп ключей и генератора тактовых импульсов расширяются функциональные возможности устройства. Формула изобретения Устройство для рещения обратной задачи теплопроводности, содержащее RC-сетку, узловые точки которой подключены к первым входам сумматоров-вычитателей, вторые входы которых соединены с выходами первого функционального формирователя, выходы сумматоров-вцчитателей подключены к входам сумматора, выход которого соединен с входом усилителя, следящие системы, каждая из которых выполнена в виде сервопривода, ротор которого механически связан с подвижным контактом соответствующего регулируемого резистора, первые выводы которых соединены с выходом второго функционального формирователя, огл«чающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности решения нестационарных задач и повышения точности, в него введены генератор тактовых импульсов и две группы ключей, причем информационные входы ключей первой и второй групп соединены с вторыми выводами регулируемых резисторов и выходом усилителя соответственно, выход генератора тактовых импульсов подключен к управляющим входам ключей групп, выходы которых соединены соответственно с граничным узлом RC-сетки и входами сервоприводов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Прокофьев В. Е. К решению обратных задач нестационарной теплопроводности на

электрических моделях. ИФЖ, т. XXiJ, № 2, 1972, с. 310-315.

2. Авторское свидетельство СССР № 297970, кл. G Об G 7/46, 1969 (прототип).

Похожие патенты SU830432A1

название год авторы номер документа
Устройство для решения обратной задачи теплопроводности 1985
  • Прокофьев Владимир Евгеньевич
  • Коновец Виктор Иванович
  • Мысак Павел Викторович
SU1275487A1
Устройство для решения обратных задач нестационарной теплопроводности 1982
  • Прокофьев Владимир Евгеньевич
  • Коновец Виктор Иванович
SU1038953A1
Устройство для решения задач теплопроводности 1979
  • Мацевитый Юрий Михайлович
  • Маляренко Виталий Андреевич
  • Широков Валерий Сергеевич
  • Богатыренко Константин Иванович
SU855682A1
УСТРОЙСТВО для РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ 1971
  • В. М. Капинос, Ю. М. Мацевитый, В. А. Палей Л. В. Поволоцкий
  • Харьковский Политехнический Институт Имени В. И. Ленина
SU297970A1
Устройство для решения инверсных задач теплопроводности 1984
  • Прокофьев Владимир Евгеньевич
  • Коновец Виктор Иванович
SU1268554A1
Устройство для решения задач теплопроводности 1980
  • Мацевитый Юрий Михайлович
SU898458A1
Устройство для решения нелинейных задач теории поля 1983
  • Прокофьев Владимир Евгеньевич
  • Бенбузид Бубакер
SU1133601A1
Устройство для моделирования процесса теплообмена 1977
  • Мацевитый Юрий Михайлович
  • Широков Валерий Сергеевич
  • Маляренко Виталий Андреевич
SU691886A1
Устройство для решения инверсной задачи теплопроводности 1978
  • Мацевитый Юрий Михайлович
  • Лушпенко Сергей Федорович
SU706853A1
Устройство для регулирования режимов вулканизации изделий 1982
  • Сытник Борис Тимофеевич
  • Курманов Александр Иванович
  • Пороцкий Виталий Григорьевич
SU1091118A1

Реферат патента 1981 года Устройство для решения обратнойзАдАчи ТЕплОпРОВОдНОСТи

Формула изобретения SU 830 432 A1

SU 830 432 A1

Авторы

Мацевитый Юрий Михайлович

Маляренко Виталий Андреевич

Широков Валерий Сергеевич

Богатыренко Константин Иванович

Даты

1981-05-15Публикация

1979-07-09Подача