Устройство для решения нелинейных задач теории поля

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (11983722 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08 07.81 (21) 3314629/18-24 с присоединением заявки ¹ (5i) М.Ки з

6 06 С 7/46 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 2 1282, Бюллетень ¹47

1531 УД б 81. 333 (088. 8) Дата опубликования описания23.12.82 (72) Авторы изобретения

--I ,./

Одесский ордена Трудового Красного,. .-"- -

Знамени политехнический институт

4 у

В.Е.Прокофьев и Т-.А.Äåíèñåíêî (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ

ЗАДАЧ ТЕОРИИ ПОЛЯ

Изобретение относится к аналоговой и гибридной вычислительной техни,ке и предназначено для решения нелинейных уравнений в частныж производных.

Известно устройство для моделирования объектов с распределенными параметрами, которое содержит сеточную модель, к каждому узлу которой подключены импульсно-управляемые резисторы и конденсатор, схему управления параметрами сеточной модели, состоящую из генератора функционального напряжения, блока сравнения и блока управления мостового типа 513.

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 второму входам дифференциального усилителя, выход которого соединен с затвором МОП-транзистора и через управляемые стабилизаторы тока — с входами двух сеточных моделей, схемы сравнения, два управляеьых резистора и генератор напряжения специальной формы (2 1.

Недостатком известных устройств является невысокая тОчностьмоделирования.

Цель изобретения — повышение точности 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 подключен к выходу генератора напряжения, содержит элемент ИЛИ, RS-триггер, счетчик и Т-триггер, выход которого под" ключен к-входу генератора напряжения и к S-входу RS-триггера, выход ко" торого 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 T-триггера, выход счетчика соединен с R-входом RS-триг"

30 „р, 983722

На фиг ° 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы.

Устройство для решения нелинейных задач теории поля содержит

RC-сетку 1, каждый узел .которой сос- 5 тоит из импульсно-управляемых резис»

ropos 2 и узловых конденсаторов 3.

Схема 4 управления параметрами RCсетки состоит из генератора 5 напря жения, блока 6 сравнения, элемента 10

ИЛИ, 7, счетчика 8, RS-тригера 9, Т-триггера 10.

Время решения задачи на устройст ве состоит из т периодов длитель--. ностью Т, каждый из которых заполня- 5 ется и-числом импульсов частотой

f. Из укаэанных m периодов нечетные, соответствуют непосредственному реше нию задачи,а четные - 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 памяти каждой узловой точки записывается начальное значение узловой проводимости. Для этого в подготовительный период на первый вход устройства подается импульс, смещенный относительно-начала отсчета на время T<, пропорциональное начальо ному значению узловых проводимостей (фиГ. 2).." .. Этот импульс через элемент ИЛИ поступает на информационный вход счетчика емкостью п-чисел 35 и сбрасывает его в ноль, тем самым записывая и запоминая в нем начальное значение. Узловой проводимости.

На счетный вход счетчика 8 с второго входа устройства подаются тактовые 40 импульсы с частотой f. Таким образом, счетчик 8 выполняет в устройстве функцию элемента памяти с фазоимпульсным способом представления информации.

Решение задачи на устройстве начинается с момента подачи на третий вход устройства тактовых импульсов частотой f =- - 4 †" . Каждый нечетЬ а Т ный импульс переводит Т-триггер . 50 в состояние "1", а.каждый четныйв,состояние "0", что необходимо для организации работы сетки в режимах "Решение" и "Останов.".

В период непосредственного реше- 55 ния задачи среднее значение величины проводимости резисторов 2 определяется относительной длительностью

Т;

7= :, прямоугольных импульсов U", подаваемых на их управляющие входй. 60

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 "0" осуществляется подачей на его R-вход с вйхода счетчика 8 импульса, смещен ного относительно начала отсчета на время Т о.

Вслед за периодом решения задачи. начинается период останова. При этом ключи резисторов 2 разомкнуты и потенциал узловой точки U< остается постоянным, запоминаясь на конденсаторе 3. В этот период (каждый четный ) генератор 5 формирует раэвервающее напряжение U . Это напряжеие сравнивается с потенциалом Uoâлоке 6 сравнения так, .что на выходе

его формируестя прямоугольный импульс, относительная, длительность которого несет информацию о потенциале узло" вой точки U0 в (i-1 период решения задачи. Задний фронт этого импульса через элемент ИЛИ осуществляет сброс счетчика 8 в состояние "0", тем самым записывая и запоминая в нем новое значение узловой проводимости, при котором решаетсф задача в следующий (i+1) - период3

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 повышает 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, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, устройство содержит элемент ИЛИ, RS-триггер, 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

983722 устройства подключен к счетному вхо ду счетчика, информационный вход которого соединен с выходом элемен-, та ИЛИ, третий вход устройства под- ключен к счетному входу Т-триггера, выход счетчика соединен с R-входом

RS-триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 466518, кл. G 06 0 7/48.", 1973.

2. Авторское свидетельство СССР ф 479126, кл. G 06 С 7/46, 1973. (прототип .

983722 юайаюа Ьжю ж Ф юрилР

Р

Ыну

Ажио

Сосатвитель И. Дубинина

Редактор A. Шишкина . Техред Л.Пекарь Корректор О. Билак

Заказ.9927/59 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5..

Филиал ППП "Патент". г. Ужгород, ул. Проектная, 4