Цифро-аналоговый статический интегратор

 

2I7749

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

r ф,.д я% р р, р т

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 09.I.1967 (№ 1125344/26-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 07Х.1968. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 22 VIII.1968

Е,л. 42m., 1/00

42m<, 3/08

МПК r, 06I

G 06g

УДК 681.332.4:681.332..35(088,8) Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

А. Т. Лукьянов и Б. П. Шахов

Заявитель

ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЙ СТАТИЧЕСКИЙ ИНТЕГРАТОР

В вычислительной технике известны цифроаналоговые статические интеграторы, содержащие блок .памяти, аналоговое вычислительное у стройство, цифро-аналоговые и аналогоцифровые преобразователи.

Предложенный интегратор отличается от известных тем, что в нем аналоговое вычислителыное уcTpoiHcTBo содержит цифровые управляемые сопротивления и через цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи под ключено к блоку магнитной памяти. Это позволяет упростить интегратор, повысить его точность и расширить класс решаемых задач.

Работа интегратора основана на .математическом моделировании разностной аппроксимации исходного дифференциального ура внения.

Рассмотрим, например, нелинейное од номерное уравнение типа уравнения теплопроводности с граничными и,начальными условиями:

U(0; t) = а; U(l; t) = b; U(х;0)=;(х)

0((x (l 0(t (т, которое в конечных разностях запишется

111 .1 х или л (k ус 1 а, л л

U„ в+1 и+ 1 1 п+1 +, — „+1 — „1 п 1 /д 1 ф

r где r = Лхз/Л1.

Блок-схема интегратора для решения урав нения приведена на чертеже.

Интегратор содержит магнитную ленту 1 для записи тактовых импульсов, дорожки 2 и

10 8 записи значений функции в двоичном коде, головку считывания 4, головку записи б, электронный коммутатор б, устройство зада:ния граничных условий 7, сдвигаюцтие регистры 8 (схемы преобразования последо ватель15 ного кода в параллельный), цифро-аналоговые,преобразователи 9, цифровые управляемые сопротивления 10, операционный усилитель 11 (схема сложения), а1налого-цифровой преобразователь 12, генератор тактовых импульсов 18, преобразователь 14 параллельного кода IB последовательный.

Значения функции U, соответствующие моменту времени К, записаны на магнитной ленте 1 (доро жка 8). Для К = 0 эти значения являются начальными условиями, а для К)0 значения функции получаются из предыдущего шага решения. На дорожке 2 этой же ленты записаны такто вые импульсы. Напряжение со считывающих голoвок 4 поступает на элек30 тронный коммутатор б, который производит преобразование числа, записанного последовательным кодом, в число, записанное парал

217749

/ ; »

»

1!!» I! t »Д ! I »

1.»

Составитель Е. М. Тимохина

Редактор Т. Г. Горшкова Техред P. М. Новикова Корректор О. Б. Тюрина

Заказ 23б2!21 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д, 4

Типография, пр, Сапунова, 2 лельным кодом, и передачу его,на один из регистров 8. На двух других регистрах остается:íà÷åíèå функции для двух предыдущих (по пространственной координате) точек сетки. Таким образом, на трех регистрах имеется за!пись значений функции U в точ!ка и+1, и и и — 1. В начале и в ко»нце цикла решения коммутатор, подключают к одному из регистров устройства 7 для задания граничных условий (применение запоминающих устройст!в, например, на перфоленте позволяет решать задачи с переменными граничными усло!виями). Регистры 8 управляют работой цифро-аналоговых преобразователей 9, с .выхода которых снимаются напряжения, пропорциональные значениям функции. Кроме того, !регистры 8 задают величину !цифровых упра!вляемых .сопротивлений 10, включенных !во входную цепь операционного усилителя 11. На!пряжение на выходе операционного усилителя равно

Е = U I + — Un+ U„

R»» R»» R

Rn+1 Rn R л — 1 где Un 1, К„Un+1 —.напряжения на выходе .преобразователей 9; Rtt+1 > ЯIt> RIL — 1 значения сопротивлений на выходе усилителя, а R — сопротивление в цепи обратной связи.

Настроив цифровые управляемые сопротивления таким образом, чтобы их !про!водимость была пропорцио!нальной Х, для крайних и

r — — >; для средних сопротивлений, и

1 выбрав !величи»ну R = —, получим на !выходе

r усилителя напряжение, пропорциональ!ное значению искомой величины U„

Цифровой эквивалент напряжения U„ ,полу!ченный IHB выходе аналого-цифрового преобразователя 12,,подается на преобразователь 14 параллельного кода в .последова5 тельный. Значение и тактовые им!пульсы, снимаемые с генератора И, записываются на магнитную пленку с помощью головок 5.

Для перехода к !д!вухмерным задачам вместо магнитной пленки можно использовать

10 магнитный барабан с блоком считывающих, записывающих и стирающих головок. Решающий элемент в этом .случае составляется из пяти или более сопро!тивлений. На одной половине барабана записываются исходные дан15 ные, а !на другой — решение для последующего и!нтерBàëà времени. После использования данных из блока памяти для нахождения очередного распределения они стираются, и ча их !месте записывается вновь, получаемый

20 результат и т. д. Параллельно с записью решения на магнитном барабане происходит печать решения !на бумажную ленту, Е

Предмет изобретения

Цифро-аналоговый, статический интегратор для решения линейных и нелинейных дифференциальных уравнений !в частных производных, содержащий блок памяти, аналоговое вычислительное устрой!ст»во, циф!ро-аналоговые и аналого-ци фровые преобразователи, отличающийся тем, что, с целью упрощения, повышения точности и расширения класса решаемых задач, в нем аналоговое вычислительное устройство содержит цифровые управляемые сопротивления и через цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи подключено к блоку магнитной памяти,