Устройство для моделирования электрических цепей

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в гибридных вычислительных комплексах. Целью изобретения являются повьшение точности и расширение функциональных возможгностей. Устройство содержит блок 1 уравновешивающих усилителей, две треугольные матрицы 3,4 ключей, четыре прямоугольные матрицы 5-8 переключателей , блок 2 синхронизации, группу моделей 12 типовых элементов электрической цепи, группу инверторов 10, группу сумматоров 11, группу источников 13 постоянного напряжения и группу масштабных переменных резисторов 9. Устройство позволяет повысить точность и расширить функциональные , возможности за счет использования моделей типовых элементов электрической цепи. 1 ил. S S (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (191 (11) (504 G 06 С

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР (10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3911846/24-24 (22) 18.04.85 (46) 30.03.87. Бюл. У 12 (71) Николаевский. кораблестроительный институт им. адм. C.Î.Èàêàðîýà (72) В.В.Краснов, С,И.Бандура, В.С.Блинцов, Т.В.Гнездилова, В,И. Касьянов, Ю.М. Кронгауэ, А,П.Мещанинов и В.В.Pомакин (53) 681.333 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 225576, кл, С 06 G 7/48, 1967.

Авторское свидетельство СССР

У 631942, кл. G 06 С 7/48, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ (S7) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в гибридных вычис лительнык комплексах. Целью изобретения являются повышение точности и расширение функциональных возмож.— ностей. Устройство содержит блок 1 уравновешивающих усилителей, две треугольные матрицы 3,4 ключей, четыре прямоугольные матрицы 5-8 переключателей, блок 2 синхронизации, группу моделей 12 типовых элементов электрической цепи, группу инверторов 10, группу сумматоров 11, группу источников 13 постоянного напряжения и группу масштабных переменных резисторов 9. Устройство позволяет повысить точность и расширить функциональные возможности за счет использования моделей типовых элементов электрической цепи. 1 ил.

1300512

ql = П (P;

f0

7„= П .9, где Ф, Є— векторы М потенциалов полюсов моделей типоf5 вых элементов 12 моделируемой электрической цели, начальных и конечных полюсов соответ20

rI I + II (-I), Xt -I

Первая 5 и вторая 6 (М+И)матрицы . переключателей вместе с группой масштабных переменных резисторов 9,блоком 1 уравновешивающих усилителей и двумя треугольными матрицами 3,4 ключей реализуют уравнение первого закона Кирхгофа в матричной форме

П I - 0 или П+ I + П (Х) = О, которое решается по методу неявных функций согласно уравнению где r

Б1, е

П I р 7

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в гибридных вычислительных комплексах.

Целью изобретения является повышение точности и расширение класса решаемых задач.

На чертеже приведена схема предложенного устройства. .Устройство содержит блок 1 уравновешивающих усилителей, блок 2 синхронизации, треугольные матрицы 3 и 4 ключей, прямоугольные матрицы 5-8 переключателей, группу масштабных переменных резисторов 9, группу инверторов 10, группу сумматоров 11, группу моделей типовых элементов 12 электрической цепи и группу источников 13 постоянного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Первая 5 и вторая 6 (M+N) матрицы переключателей реализуют соответственно первое и второе слагаемое следующего уравнения в матричной форме где П, П вЂ” матрицы инциденций неинвертируемых и инвертируемых токов моделей типовых элементов 12 соответственно; — векторы неинвертируемых и инвертируемых токов моделей типовых элементов 12, являющиеся входящими и выходя-. щими токами соответствующих узлов моделируемой электрической цепи. где П вЂ” матрица инциденций;

P — коэффициент усиления опера ционного усилителя без обратной связи; (p вектор M потенциалов узлов, Третья 7 и четвертая 8 (M+N) матрицы переключателей реализуют следующие матричные уравнения ственно; — индекс, указывающий на операцию транспортирования матрицы инциденций.

N сумматоров 11 и N инверторов

10 реализуют следующее матричное уравнение

30 где U — - вектор N падений напряжения между начальным и конечным полюсами моделей типовых элементов моделируемой электрической цепи.

35 Модели типовых элементов 12 электрической цепи организованы так,что входными величинами являются падения напряжения между их полюсами, электродвижущая сила элемента, а выходами — неинвертированное и инвертированное значения токов моделируемого элемента, Например, модели активноиндуктивной ветви как типовому 1-му элементу электрической цепи соответ4

4- ствует уравнение (U,+е — г i )

)

1 активное и индуктивное сопротивления ветви, отн.ед.; падение напряжения на

j-й ветви и ее ЭДС, отн.ед ° ; — ток и первая производная от тока в 1-й ветви, отн ° ед.;

Подписное.Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 130051

Т вЂ” машинное время, в машинных секундах.

Все коммутационные элементы исследуемой электрической цепи задаются при помощи треугольных матриц 3 и 4 ключей. Для этого. в блоке 2 вырабатываются соответствующие управляющие сигналы для этих матриц 3 и 4.

Для изменения состава и структуры исследуемой цепи производится пере- 10 коммутация матриц 5-8, вследствие чего в модель вводятся необходимые модели типовых элементов и выводятся ненужные.

Благодаря наличию готовых унифи- 15 цированных моделей типовых элементов процесс коммутации моделей элементов аналогичен процессу сборки реальной исследуемой схемы электрической цепи.

20 формула изобретения

Устройство для моделирования электрических цепей, содержащее блок уравновешивающих усилителей, блок 25 синхронизации, две треугольные матрицы ключей, первые одноименные замыкающие контакты ключей в строках первой треугольной матрицы объединены между собой и подключены к соот- 30 ветствующим входам блока уравновешивающих усилителей, выходы которых соединены с одноименными замыкающими контактами ключей в строках второй треугольной матрицы, вторые одноимен ные переключающие контакты ключей в столбцах первой треугольной матрицы объединены между собой и соединены с соответствующими входами блока уравновешивающих усилителей, выходы 40 которых подключены к одноименным переключающим. контактам ключей в столб. цах второй, треугольной матрицы, первая и вторая группы выходов блока синхронизации соединены соответст- 45 венно с группами управляющих входов ключей первой и второй треугольных матриц, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены четыре прямоу- 50 гольных матрицы переключателей, две группы масштабных переменных резисторов, группа инверторрв> группа сумматоров, группа источников посто55

ВНИИПИ Заказ 1152/50 Тираж 673

2 4 янного напряжения и группы моделей типовых элементов электрической сети, неинвертирующие выходы которых соединены соответственно с первьии выводами масштабных переменных резисторов первой группы, вторые выводы которых подключены к первым одноименным переключающим контактам переключателей в соответствующих столбцах первой прямоугольной матрицы, вторые одноименные замыкающие контакты переключателей которой соединены в соответствующих строках между собой, с первыми одноименными замыкающими контактами переключателей в соответствующих строках второй прямоугольной матрицы и через первые одноименные замыкающие контакты ключей в строках первой треугольной матрицы с соответствующими входами блока уравновешивающих усилителей, выходы которых через одноименные замыкающие контакты ключей в строках второй треугольной матрицы подключены к одноименным замыкающим контактам переключателей в соответствующих строках третьей и четвертой прямоугольных матрицах, вторые одноименные переключающие контакты переключателей третьей прямоугольной матрицы объединены между собой в каждом столбце и через соответствующий инвертор группы подключены к первым входам соответствующих сумматоров группы, вторые входы которых соединены с вторыми одноименными переключающими контактами переключателей в каждом столбце четвертой прямоугольной матрицы, вторые одноименные переключающие контакты ключей в каждом столбце второй прямоугольной матрицы объединены между собой и через соответствующий масштабный переменный резистор второй группы подключены к инвертирующим выходам моделей типовых элементов электрической сети, входы задания

ЭДС каждого из которых соединены с выходами соответствующих источников постоянных напряжений, выход каждого сумматора группы подключен к входу задания разности потенциала полюсов соответствующей модели типовых элементов электрической сети.