Устройство для решения нелинейных задач теории поля Советский патент 1982 года по МПК G06G7/46 

Изобретение относится к аналоговой и гибридной вычислительной техни,ке и п| едназначено для решения нелинейных уравнений в. частны производных. Известно устройство для моделирования объектов с распределенными параметрами, которое содержит сеточную модель, к каждому узлу которой подклю чены импульсно-управляемые резисторы и конденсатор, схему управления параметрами сеточной модели, состоящую из генератора функционального напряжения, блока сравнения и блока управ ления мостового типа tl. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для моделирования нелинейных процессов, содержащее источник эталонного напряжения, выход которого через входной резистор и переход сток-исток МОП-транзистора подключен соответственно к первому и второ му входам дифференциального усилителя, выход которого соединен с затвором МОП-транзистора и через управляемые стабилизаторы тока - с входаМи двух сеточных моделей, схемы срав нения, два управляемых резистора и генератор напряжения специальной формы 12 J. Недостатком известных устройств является невысокая тбчностъ моделиро-в-ания. Цельизобретения - повышение точ- . ности решения. Указанная цель достигается тем, что устройство для решения нелинейных задач теории поля, содержащее RC-сетку, узловая точка которой соединена с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключён к выходу генератора напряжения, содержит элемент ИЛИ, КЗ-триггер, счетчик и Т-триггер, -выход которого подключен кВХОДУ генератора напряжения и к S-входу RS-триггера,выход которого соединен с входом RC-Сетки, выход блока сравнения подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй ::; вход которого соединен с первым входом устройства, второй вход устройства подключен к счетному входу счетчика, информационный вход которого соединен-с выходом элемента ИЛИ, третий вход устройства подключен к счетному входу Т-триггера, выход счетчика соединен с R-входом Кб-триггера. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 --временные диаграммы. Устройство для решения нелинейных задач теории поля содержит НС-сетку 1, каждый узел которой сое т.оит из импульсно-управляемых резис tropOB 2 и узловых конденсаторов 3. Схема 4 управления параметрами RCсетки состоит из генератора 5 напря жения, блока б сравнения, элемента ИЛИ 7, счетчика 8, RS-тригера 9; Т-гТриггера 10. Время решения задачи на устройст ве состоит из m периодов длитель-ностью Т, каждый из которых заполняется п-числом импульсов частотой - . tr , f. Из указанных m периодов нечетные соответствуют непосредственному реше нию задачи,а черные - останову решения для корректировки параметров модели и измерения результатов решения. Работа устройства в режиме разделения времени сводится к следующему , Началу решения задачи предшествует подготовительный период, когда в элемент п 1мяти кгокдой узловой точки записывается начальное значение узловой проводимости. Для этого в подготовительный период на первый вход устройства подается импульс, смещенный относительно начала отсчета на время Ту t пропорциональное начальному значению узловых проводимостей 1.ФИГ. 2).-. . Этот импульс через элемент ИЛИ поступает на информационный вход счетчика емкостью п-чисел и сбрасывает его в ноль, тем самым записывая и зашоминая в нем начальное значение узловой проводимости. На счетный вход счетчика 8 с второго входа устройства подаются тактовые импульсы с частотой f. Таким образом счетчик 8 выполняет в устройстве функцию элемента памяти с фазоимпуль ным способом представления информации. ,. Решение задачи на устройстве начинается с момента подачи на третий вход устройства тактовых импульсов частотой ,, -Ь- в-. Каждый нечетный импульс переводит Т-триггер в состояние I, а каждый четный всостояние; О, что необходимо для организации работы сетки в режимах Решение и Останов,. В период непосредственного решеВИЯ задачи среднее значение величины проводимости резисторов 2 определяется относительной длительностью . прямоугольных импульсов и, подаваегфлх на их управляющие входы. Для формирования этих управляющих сигналов в устройстве используется RS-триггер 9. Перевбд триггера 9 в состояние 1 в нечетные периоды осуществляется путем подачи на его S-вход импульса-с выхода Т-триггера, Сброс RS-триггера с состояние О осуществляется подачей на его R-вход с выхода счетчика 8 импульса, смещенного относительно начгша отсчета на . время Tuj,. Вслед за периодом решения задачи, начинается период останова. При этом ключи резисторов 2 разомкнуты и потенциал узловой точки UQ остается постоянным, запоминаясь на конденсаторе 3. В этот период (каждый четный генератор 5 формирует развер|гываю1цее напряжение U. Это напряжеяие сравнивается с потенциалом Uj, в олоке б сравнения так, .что на выходе его формируестя прямоугольный импульс, относительная, длительность которого несет информацию о потенциале узловой точки Ug период решения задачи. Задний фронт этого импульса через элемент ИЛИ осуществляет сброс счетчика 8 в состояние О, тем самым записывая и запоминая в нем новое значение узловой,проводимости, при которсяч решаете задача в следующий ( i +1) - период J В данном устройстве корректировка параметров модели осуществляется не непосредственно в процессе решения задачи, а в период останова. При этом новое значение узловой проводимости запоминается на счетчике 8 на один период. Таким образом, устройство позволяет реализовать новый метод решения нелинейных задач на RC-сетках, при котором периоды непосредственного решения задачи и корректировка параметров модели разделены во времени, что значительно повышает точность решения. В период останова целесообразно осуществлять измерение полученных результатов , что также П9вышает точность решения задачи, поскольку напряжение в моменты измерения не изменяется во времени. Формула изобретений Устройство для решения нелинейных задач теории поля, содержащее RCсетку, узловая точка которой соединена с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу генератора напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, устройство содержит элемент ИЛИ, RS-триг- гер, счетчик и Т-триггер, выход которого подключен к входу генератора напряжения и к S-входу RS-триггера, выход которого соединен с входом RC-сетки, выход блока сравнения подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым входом устройства, второй вход

устройства подключен к счетному вхо ду счетчика, информационный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, третий вход устройства подключен к счетному входу Т-триггера, выход счетчика соединен с R-входом RS-триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 466518, кл, G 06 G 7/487 1973.

2.Авторское свидетельство СССР 1 479126, кл, G 06 G 7/46, 1973

(прототипJ.

ffo9iofno tf/7rejr M /if J

freflt/off

afouoffIP