Устройство для решения задач теории поля

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 06 G 7/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3973240/24-24 (22) 05. 11.85 (46) 30.08.88. Бюл. Ф .32 (71) Одесский политехнический институт и Киевский политехнический институт им. SO-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Ю.А. Тимошенко, А.В. Фрид и В.С ° Янина (53) 681. 333 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К - 822219, кл. G 06 G 7/48, 1979 °

Авторское свидетельство СССР

В 756427, кл. G 06 G 7/46. 1978 ° (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ТЕОРИИ ПОЛЯ, содержащее RC-сетку, по числу узлов RC-сетки накопительные конденсаторы, операционные усилители с резисторами обратной связи и ключи коммутации, причем выход i-ro операционного усилителя через первый резистор обратной связи подключен к его инвертирующему входу и к одной обкладке i-го накопительного конденсатора (i = 1, ..., n, и- число узлов

RC-сетки), другая обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциала, i-й узел ВС-сетки соединен с неинвертирующим входом i-го операционного усилителя и информационным вхо„„SU„„1420 03 А1 дом i-го ключа коммутации, выход которого через второй резистор обратной связи i-го операционного усилителя подключен к выходу i-го операционного усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения сопряженной функции, в него введены по числу узлов RC-сетки элементы НЕ, И-HF. ключи начальной установки, цифроуправляемые источники постоянного напряжения и регистры, причем выходы i õ элементов НЕ и И-НЕ соединены с управлякщими входами i-x ключей начальной установки и коммутации соответственно, выходы младших разрядов i-ro регистра подключены к группе входов i-ro цифроуправляемого источника постоянного напряжения, выход которого соединен с информационным входом i-го ключа начальной установки, выход которого подключен к

i-му узлу RC-сетки, выход старшего разряда i-ro регистра соединен с первым входом i-го элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу

i-го элемента НЕ, вход i-ro элемента

НЕ соединен с входом установки начальных условий устройства, вход i-ro регистра является информационным входом устройства.

1420603

Изобретение относится к аналоговой, и гибридной вычислительной технике.

Цель изобретения - расширение функ„циональных Возможностей за счет определения сопряженной функции.

На чертеже представлена блок-схема устройства для решения задач теории поля (показан один узел) .

Устройство содержит RC-сетку 1, 10 состоящую из резисторов 2 и конденсаторов 3, накопительные конденсаторы 4, первый 5 и второй 6 резисторы обратной связи, операционные усилители 7, ключи коммутации 8 и ключи начальной 15 установки 9, элементы -HE 10, НЕ 11, регистры 12 цифроуправляемые источники 13 постоянного напряжения, информационные входы 14 и вход 15 установки начальных условий. 20

Ключи 8 и 9 являются размыкающими: при наличии на управляющем входе сигнала "0" соответствук ций ключ открыт, а при наличии на управляющем входе сигнала "1" соответствующий ключ закрыт.

Некоторые задачи теории поля опи. сываются дифференциальными уравнениями в частных производных вида

d (du(xyt)1 d („ (х с) ) (х й)30 (1) с соответствующими граничными и начальными условиями.

Вместе с тем многие практически 35 важные задачи параметрической идентификации. и оптимального управления распределенными объектами требуют нахождения функции U(xyt), сопряженной с функцией U (xyt). Сопряженная 40 функция является решением уравнения вида

d t du+(xyt)) d f du "(xyt)

45 а (2)

dt при специальным образом определяемых начальных условиях

U(xy0) = ((х, у) ° (3)

Конкретный вид функции ((х, у) непосредственно зависит от постановки прямой краевой задачи (1) .

Изменение знака в правой части со55 пряженного уравнения (2) указывает на необходимость инвертирования знака узловых емкостей RC-сетки.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом решения через информационные входы 14 в каждый i-й регистр 12 заносится цифровой код N

1 начального напряжения в i-ом узле сетки и код a(, знака i-ой узловой емкости (причем значение ()(„= 0 соответствует положительной узловой емкости, а d 1 = 1 — отрицательной) .

Код N< размещается в младших разрядах регистра и поступает на вход соответствующего цифроуправляемого источника 13, на выходе которого формируется напряжение U, = m„N; =

= Ч)(х у), где m (— выбранный масштаб напряжений; x>, y.— координаты i-го узла, Код Я размещается в старшем раз1 ряде регистра и поступает на первый вход элемента И-НЕ 10, на второй вход которого через элемент HE 11 поступает сигнал установки начальных условий со входа 15.

Если сигнал на входе 15 равен.0, то на выходе элемента HE 11 появляется "1", ключ 9 закрывается, а состояние ключа 8 определяется значением Л, .

При Я, = 8 на выходе элемента И-HE появляется сигнал."1", ключ 8 закры- . вается; при этом операционный усилитель 7 на процессы в RC-сетке 1 не влияет; величина i-ой узловой емкости равна емкости конденсатора 3 С

С,= С . 7 0 - на сетке воспроизводится уравнение (1) .

При e(,= 1 на выходе элемента И-НЕ

10 появляется сигнал ".0", ключ 8.открывается, при этом операционный усилитель 7 работает в режиме преобразователя отрицательного импеданса с ко-; эффициентом (-R /К ); i-я узловая емкость равна

С =С -С (4)

6 где С вЂ” емкость конденсатора 4;

К

Rg — сопротивления резисторов 5, 6 соответственно.

Если, напРимеР С = С, R = 2Rg, то согласно (4) С,. = С 0 величина угловой емкости отрицательна и на сетке воспроизводится уравнение. (2) .

Если сигнал на входе 15 равен 1, то независимо от значения )(,, :на вы14

Составитель И. Дубинина

Техред М. Ходанич

Редактор Н. Киштулинец

Корректор М. Васильева

Заказ 4331/54

Тираж 704

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 14 ходах элементов НЕ 11 и И-НЕ 10 появляются "0" и "1" соответственно.

При этом ключ 8 закрыт, а ключ 9 открыт, усилитель 7 работает в режиме повторителя, узловые емкости положи20603

4 тельны — в сетке протекает затухающий переходный процесс ° в результате которого в узлах устанавливаются напряжения U. задаваемые источниками 13, 5 1 т.е. реализуются начальные условия (3).