Устройство для решения нелинейных задач теории поля
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ЗАДАЧ ТЕОРИИ ПОЛЯ, содержащее RC-сетку, которая содержит ключи, причем каждая узловая точка ЦС-сетки соединена с информационными входами первого и второго ключей RC-сетки и подключена к первому входу первого блока сравнения, выход которого подключен к первому входу рлемента ИЛИ, второй вход которого является входом задания проводимости устройства, выход элемента ИЛИ соединен с информационным входом счетчика, счетный вход . которого соединен с первым тактовым входом устройства, выход счетчика подключен к Я-входу ЯS-триггера, выход которого соединен с управляющими входами ключей RС-сетки, второй тактовый вход устройства соединен со счетным входом Т-триггера, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет решения инверсной задачи нестационарной теплопроводности, оно содержит первый, второй и третий элементы И, инвертор, второй блок сравнения , реверсивный счетчик, генератор пилообразного напряжения, диоднофункциональный преобразователь к управляемый генератор функционального напряжения, содержащий генератор пилообразного напряжения, цифроуправляемую проводимость и операционный усилитель, причем выход генератора пилообразного напряжения управляемого генератора функционального напряжения подключен к одному выводу цмфроуправляемой проводимости, другой вывод которой соединен с входом операционного усилителя, выход генератора пилообразного напряжения подключен к входу диодно-функциональнсго преобразователя , выход которого подключен к первому входу второго блока сравнеi ния, второй вход которого соедикен с узловой точкой RC-сетки, выход втоW рого блока сравнения подключен к первому входу первого элеме нта И и входу инвертора, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, вторые входы первого и второго элементов И подключены к янверсному выходу Т-триггера, выход первого элемента И подключен к прямому счет00 со ному входу реверсивного счетчийаз выход второго элемента И подключен к О) обратному счетному входу реверсивного счетчика, выход которого подключен к подвижному контакту цифроуправляемой проводимости управляемого генератора функционального напряжения, вход запуска генератора пилообразного напряжения управляемого генератора функционального напряжения подключен к инверсному выходу Т-триггера, прямой вход которого подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с вторым тактовым входом устройства,выход третьего элемента И подключен к 5-входу И - триггерам.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
09) (И) 4(51 G06G 746
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ се ох
I) >
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:
H ABT0PCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 (21) 3555336/24-24 (22) 17.02.83 (46) 07 01 85. Бюл. Р 1 (72) В.Е. Прокофьев и Б. Бенбузид (71) Одесский ордена Трудового Красного
Знамени политехнический институт (53) 681.333(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
N - 754446, кл. G 06 G 7/48, 1978.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке )й 3314629/24,кл.С 06 С 7/46 (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЫЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ЗАДАЧ ТЕОРИИ ПОЛЯ, содержащее КС-сетку, которая содержит ключи, причем каждая узловая точка С-сетки соединена с информационными входами первого и второго ключей RC-сетки и подключена к первому входу первого блока сравнения, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого является входом задания проводимости устройства, выход элемента ИЛИ соединен с информационным входом счетчика, счетный вход которого соединен с первым тактовым входом устройства, выход счетчика подключен к Ц -входу RS -триггера, выход которого соединен с управляющими входами ключей К С-сетки, второй тактовый вход устройства соединен со счетным входом Т-триггера, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет решения инверсной задачи нестационарной теплопроводности, оно содержит первый, второй и третий элементы И, инвертор, второй блок сравнения, реверсивный счетчик, генератор пилообразного напряжения, диоднофункциональный преобразователь и управляемый генератор функционального напряжения, содержащий генератор пи— лообразного напряжения, цифроуправляемую проводимость и операционный усилитель, причем выход генератора пилообразного напряжения управляемого генератора функционального напряжения подключен к одному выводу цифроуправляемой проводимости, другой вывод которой соединен с входом операционного усилителя, выход генератора пилообразного напряжения подключен к входу диодно-функционального преобразователя, выход которого подключен к первому входу второго блока сравнения, второй вход которого соединен 3 с увловот точкой кС-сетки, выход второго блока сраьнения подключен к первому входу первого элемента И и входу инвертора, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, вторые входы первого и второго элементов И подключены к инверсному выходу Т-триггера, выход первого элемента И подключен к прямому счетному входу реверсивного счетчика, CQ выход второго элемента И подключен к обратному счетному входу реверсивно- в го счетчика, выход которого подключен
Фи к подвижному контакту цифроуправляемой проводимости управляемого генератора функционального напряжения, вход запуска генератора пилообразного напряжения управляемого генератора функционального напряжения подключен к инверсному выходу Т-триггера, прямой вход которого подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с вторым тактовым входомустройства,выход третьего элемента И подключен к 5-входу PS — триггера.
1133601
Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для решения инверсной нелинейной задачи нестационарной теплопроводности, т.е. определения зависимости коэффициента теплопроводности от температуры по известному закону изменения температуры в некоторых внутренних точках исследуемого объекта.
Известно устройство для решения 10 инверсной задачи стационарной теплопроводности, содержащее С -сетку, делитель .напряжения, блок сравнения, инвертор, функциональный преобразователь, блок задания нелинейности и 15 стабилизатор тока (1$ .
Однако укаэанное устройство не позволяет решать нестационарные и инверсные задачи.
Наиболее близким по технической щ сущности к изобретению является устройство для решения нелинейных задач теории поля, содержащее С -сетку, каждая узловая точка которой подключена к блоку сравнения, второй вход 25 которого соединен с генератором напряжения, выход блока сравнения соединен с элементом ИЛИ, выход которого подключен к счетчику, выход которого соединен с 1 -входом RS-триггера,50
5-вход которого подключен к выходу
Т-триггера, выход 35-триггера соединен с входом Rg -сетки,.
Недостатком устройства является то, что оно не может решать инверсные задачи.
Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет решения инверсной задачи нестационарной теплопроводности.
Указанная цель достигается тем, что устройство для решения нелинейных задач теории поля, содержащее С-сетку, которая содержит ключи, причем каждая узловая точка 11 С-сет- 45 ки соединена с информационными вхо1 дами первого и второго ключей С-сетки и подключена к первому входу первого блока сравнения, выход которого подключен к первому входу элемента 50
ИЛИ, второй вход которого является входом задания проводимости устройства, выход элемента ИЛИ соединен с информационным входом счетчика, счетный
-.вход которого соединен с первым так- 55 товым входом устройства, выход счетчи-: ка подключен к 9 --входу g6 триггера, выход которого соединен с управляющими входами ключей RC-сетки, второй тактовый вход устройства соединен со счетным входом Т-триггера, содержит первый, второй и третий элементы И, инвертор, второй блок сравнения, реверсивный счетчик, генератор пилообразного напряжения, диодно-функциональный преобразователь и управляемый генератор функционального напряжения, содержащий генератор пилообразного напряжения, цифроуправляемую пррводимость и операционный усилитель, причем выход генератора пилообразного напряжения управляемого генератора функционального напряжения подключен к одному выводу цифроуправляемой проводимости, другой вывод которой соединен с входом операционного усилителя, выход генератора пилообразного напряжения подключен к входу диодно-функциональных преобразователя, выход которого подключен к первому входу второго блока сравнения, второй вход которого соединен с узловой точкой
РС-сетки, выход второго блока сравне-. ния подключен к первому входу первого элемента И и входу инвертора, вы— ход которого соединен с первым входом второго элемента И, вторые входы первого и второго элементов Е подключены к инверсному выходу Т-триггера, выход первого элемента И подключен к прямому счетному входу реверсивного счетчика, выход второго элемента И подключен к обратному счетному входу ре.версивного счетчика, выход которого подключен к подвижному контакту цифроуправляемой проводимости управляемого генератора функционального напряжения, вход запуска генератора пилообразного напряжения управляемого генератора функционального напряжения подключен к инверсному выходу
Т-триггера, прямой выход которогэ подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с вторым тактовым входом устройства, выход третьего элемента
И подключен к Я -входу 1 -триггера.
На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; ,на фиг.2 — временная диаграмма его работы.
Устройство для решения нелинейных задач теории поля содержит сетку 1, каждый узел которой состоит из импульсноуправляемых резисторов 2, узловых конденсаторов 3 и ключей 4, 01
5S з 11336
R5-триггер 5, Т-триггер 6, элемент
ИЛИ 7, счетчик 8, первый блок 9 срав-, нения, управляемый генератор 10 функционального напряжения, который, в свою очередь, состоит из усилителя
11, цифроуправляемой проводимости 12 и генератора 13 пилообразного напряжения. Устройство также содержит диодно-функциональный преобразователь 14, второй блок 15 сравнения, lp инвертор 16, первый, второй и третий элементы И 17-19, реверсивный счетчик
20, генератор 21 пилообразного напряжения.
Устройство работает следующим образом.
Время решения задачи включает rn периодов длительностью Т, каждый из которых заполняется р -импульсами час.тоты f . Из указанньгх в-периодов не- 2б
Т четные соответствуют непосредственному решению задачи, а четные — корректировке параметров.кС-сетки и определению результатов решения.
Началу решения задачи предшествует подготовительный период, во время которого в счетчик 8 записывается известное по условию задачи начальное значение узловой проводимости. Для этого на вход устройства подается импульс, смещенный относительно начала отсчета на время Т о пропорциональное начальному значению проводимости (фиг.2). Этот импульс через элемент ИЛИ поступает на ин35 формационный вход счетчика 8 емкостью и сбрасывает его в "0". На счетчике записывается начальное значение узловой проводимости. На счетный вход блока 8 с первого тактового вхо-4, да устройства подаются тактовые импульсы с частотой f . Следовательно, счетчик 8 выполняет в устройстве функцию элемента памяти и через
Rg-триггер управляет проводимостью кС-сетки, замыкая и размыкая ключи 4.
Решение задачи на устройстве начинается с момента подачи на второй тактовый вход устройства, тактовых т импульсов частотой хо= - = т. Каждыи О нечетный импульс переводит Т-триггер в состояние "1", а каждый четный— в состояние "0", которые управляют работой RC-сетки, переводя ее в режимы "Решение" и "Корректировка".
В режиме решения задачи среднее значение проводимости резисторов 2 определяется относительной длитель,ностью Ч - прямоугольных импуль1 т сов ll, подаваемых соответственно на управляющие входы элемента ИЛИ 7 и Т-триггера 6. Для формирования этих управляющих сигналов в устройстве используется 9 -триггер 5. Перевод триггера 5 в состояние "l" в нечетные периоды осуществляется путем подачи на его 5 -вход импульсов с выхода элемента И 19. Сброс 30 -триггера в состояние "0" осуществляется подачей на его К -вход импульса, смещенного относительно начала отсчета на время Тц цо с выхода счетчика 8.
За период решения следует период корректировки. При этом на Q -вход триггера 5 сигнал с блока 19 (фиг.2) не поступает, сигнал на выходе триггера
5 в это время отсутствует и ключи 4, управляющие проводимостью С-сетки оказываются разомкнутыми. На емкостях
I сетки сохраняются потенциалы 0, со- ответствующие решению задачи в конце предшествующего периода. Во время ! корректировки потенциал 0 сравнивается с развертывающим напряжением LI+, формируемым управляемым генератором
10. В момент их равенства на выходе первого блока 9 сравнения формируется импульс, который через элемент ИЛИ 7 сбрасывает в "0" счетчик 8. В счетчике записывается новое значение узловой проводимости, соответствующее текущему значению потенциала узловой точки l(. Таким образом, в следующий о интервал времени решение задачи начинается с нового значения узловой проводимости RC-сетки. Гененатор 21 и диодно-функциональный преобразователь 14 формируют напряжение 0„, являющееся аналогом известной по условию задачи температуры в некоторой точке тела. Сравнение напряжения
< узловой точки 0 С-сетки и функционального преобразователя L1д осуществляется во втором блоке 15 сравнения.
С учетом инвертора 16 в зависимости
I от знака разности 0О и 0 положительный сигнал придет на первый вход только одного из элементов И 17 или
18. На вторые входы элементов И 17 и
18 поступает импульс с инвертирующего выхода Т-триггера 6. Выходной сигнал появится только на одном из элементов
И 17 или 18 в зависимости от знака
I разности напряжений Од и U g . Приходящий на один из входов реверсивного счетчика 20 импульс на единицу умень1133601 шит или увеличит значение записанного в него числа. Код числа, записанного в реверсивном счетчике 20, определяет значение цифровой управляемой прово" димости 12 управляемого функционального генератора 10. С изменением значения управляемой проводимости ме няется наклон развертывающей функции @, формируемой генератором 13 пилообразного напряжения, 10
После каждого решения на RC-сетке устройство автоматически осуществляет корректировку развертывающего напряжения. Интеграционный процесс корректировки продолжается до тех 15 пор, пока разность напряжения Ц и
i после (-й, итернации не станет раво
I ной нулю. Поскольку при этом потен1 1 циалы U< и 0 совпадают, то решение задачи считается законченным. При линейной зависимости коэффициента теплопроводности от температуры
5(T).%g(I«() T), Кодовый эквивалент коэффициента наклона с в конце решения задачи записан в счетчике 20. Если зависимость ф(Т) отлична от линейной, то она кусочно-линейно аппроксимируется и решение находится по частям.
Таким образом, благодаря введению новых элементов устройство позволяет решать инверсные задачи нестационарной теплопроводности.
1133601 и пу
Зап
Составитель В. Коткин
Редактор Т . Кугрышева ТехредМ.Гергель Корректор И. Муска
Заказ 9948/40 Тираж 710 Поднисное
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
