Многоканальное устройство для задания переменных во времени граничных условий

 

5CO Ок

1 патенти . библио,ен " =

9904 (и) 41

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕДЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 24.03.72 (21) 1763090/18-24 с присоединением за;.вки (32) Приоритет

Опубликовано 15.03.74. Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 12.08.74 (51) Ч. Кл. 6 06@ 7 04

Гасударственный квинтет

Соната Министров СССР аа делам иваоретений и открытий (53) i Д1i 681.337(088.8) (72) Автор изобретения

Э. С. Козлов (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЪНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ

ПЕРЕМЕННЫХ ВО ВРЕМЕНИ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ

Данное устройство относится к области аналоговой вычислительнои техники.

Известно многоканальное устройство для задания переменных во времени граничных условий, содержащее управляемые источники сигналов по числу каналов задания граничных условий, входы которых через аналоговые запоминающие повторители и ключи присоединены к выходам цифро-аналогового преобразователя и дешифратора номеров функций, а выходы подключены ко входам сеточной модели.

С целью повышения точности и расширения диапазона масштабов времени периодизации процессов решения краевых задач, устройство содержит цифровой накопитель, выход которого соединен со входом цифро-аналогового преобразователя, и блок периодизации решения, три выхода которого подключены соответственно ко входу дешифратора номеров функций и первому входу цифрового накопителя, ко второму входу цифрового накопителя и к одному из входов сеточной модели.

Блок периодизации решения содержит последовательно включенные задающий генератор, клапан, счетчик функций, счетчик временных интервалов и счетчик циклов периодизации, а также схему задержки времени, вход которой соединен с выходом счетчика временных интервалов, а выход подключен к управляющему входу клапана, выходы счетчиков функций, временных интервалов и циклов периодизации соединены соответственно с тремя выходными клеммами блока периоди5 зации решения.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства, содержащего блок периодизации решения 1, задающий генератор 2, клапан 3, счетчик функций 4, счетчик временных

10 интервалов 5, счетчик циклов периодизации 6, схему задержки времени 7, цифровой накопитель 8, цифро-аналоговый преобразователь 9, каналы задания граничных условий 10, ключ

11, аналоговый запоминающий повторитель

15 12, управляемый источник сигнала (ток — напряжение) 13, сеточную модель 14, дешифратор номеров функций 15.

Блок периодизации решения 1 состоит из задающего генератора 2, клапана 3, счетчи20 ков функций 4, временных интервалов 5 и циклов периодизации 6 и схемы задержки времени 7.

Общий цикл решения на КС-сеточных моделях протяженностью по времени, равной 7, 25 состоит из времени решения т1 и времени подготовки (восстановления) схемы сеточной модели 14 (т.), т. е. T= — т1+т.. При этом время ть в зависимости от специфики задачи, может изменяться в довольно широких преде30 лах, определяемых критериями подобия; вре419904

65 мя т? требуется для приведения схемы RC-сеточной модели 14 в исходное состояние (разряд емкостей, задание начальных условий и др.) и пе имеет прямого отношения к процессу решения задачи. Время т1 разбивается па определенное число частей М, например О, так что т1 — — 0 Ж.

Поэтому в качестве задающего генератора

2 применяется схема, позволя1ощая генерировать непрерывную последовательность импульсов, время между которыми калибровано и может устанавливаться в соответствии с особенностями решаемой задачи, чтобы образовалась необходимая длительпосгь отрезка времени т1.

В качестве клапана 3 может применяться любой дискретный кл1оч, например схема совпадения, с двумя входами. Счетчик 4 имеет емкость, не меньшую, чем число функциональных зависимостей, воспроизводимых устройством (например, 1т). Счетчик временных интервалов 5 имеет емкость О, а счетчик циклов 6 имеет емкость Л, равную числу узловых точек RC-сеточной модели 14.

Как видно из чертежа, генератор 2, клапан

3, счетчики 4, 5 и 6 включены последовательно, а выход счетчика 6 соединен с соответствующим входом RC-сегочпой модели 14. Схема задержки времени 7 служит для образования времени т2. В качестве ее ожет оыть использован, например, одновибратор с одним устойчивым состоянием. Вход этой схемы подключен к выходу счетчика временных интервалов 5, а выход — ко второму входу клапана 3.

Цифровой накопитель 8 соединен (входами) с выходами счетчика функции 4 и счетчика временных интервалов 5. Его выход соединен со входом цифро-аналогового преобразователя 9, а выход последнего соединен со входами всех каналов задания граничных;сЛОВии 10. К<1?кдыи капал граничных услоВии

10 состоит из последовательно включенных ключа 11, аналогового запомина1ощего повторителя 12 и управляемого источника сигпа.",а (ток — напряжение) 13. В качестве к;поча 11 могут быть применены любые ключевые элементы, обладающие линейной «арактерис1икой по одному из входов и ключевой -- по второму входу. Роль аналогового запоми:1ающего устройства 12 могут выполнять с«емы, обладающие линейной передаточной характеристикой и входом с весьма большим сопротивлением, в которых имеется емкость, позволяющая удерживать некоторое время значение выходного напряжения па постоянном уровне (например, эмиттерный или катодпый повторитель с емкостью па входе). Управляемый источник сигнала (ток — напряжение) 13 представляет собой схему, выходные параме"ры которой — ток или напряжение (в зависимости от заданного режима работы) нмекг1 значения, пропорциональные подаш:ому па вход этой схемы напряжени1о. Выход указа"ной схемы 13 (он же и выход канала задания граничных условий 10) соединяется с необходимыми точ сами 1?С-сеточной модели 14, в зависимос1п o i особенностей копкрс1ной задачи.

Управля ощие входы к:ночей 11 соединены с соответствующими им выходами дешифратора 15, а его вход — с выходом счетчика функций 4.

Гепсра1ор импульсов 2 выдаст непрерывно пмпу:1ьсы с интервалом между ними (периодом), равным Лт= — сек или частотой пО пО гц. В течение Bcclo времени т1 клат1 пан 3 открыл, Вследствие чего импульсы генератора 2 noc1упают па вход счетчика функций 4, которыи ка?кдblil раз после переполнения возвращается в нуль и выдает на выходе импульсы с интервалîM Л(=12 Лт. Эти им8 пульсы пос1упают ila ьход счетчика времен:Ibl«11птервалов о, ко- орый производит их счет. Сигнал переполнения счетчи а 5 с его выхода поступает на вход счетчика циклов 6 и одповремеш1о запускает схему задержки времени 7. Последняя, сработав, закрывает к,la;1 Ii 3 и прекращает пос1уплецие импу. ьсов от генератора 2, образуя, таким образом, время т . Код состояния счетчика циклов 6 поступает в соответствующие устройства RCсето шой модели 14 и используется для управления их работой.

В цифровой накони1ель 8 перед работой от специального вводного устройства (на чертеже пе показано) в определенном порядке записывается информация о мгновенных значениях воспроизводимых функциональных зависимостя«. В кодовом слове (координата Z) соде1?жатс?1 кодоВые э«ВиВаленты мгнОВенпых значений одной или нескольких функций для одного мгновенного зпаче11ия времени. В матрицах цифроього накопителя 8 кодовые слова располагаются так, что «столбцы» (например, координата 1 содержат коды одноименных мгновенных значений всех функций для одного момента времени, а с<строки» (координата Х) — коды мгновенных значений одной (рункции для все« точек времени в пределах т1. Коды координат 1 и Х поступают в цифровой накопитель 8 соотве1ствепно с выходов счетчиков 4 и 5. С вы ода цифрового накопителя 8 кодовое слово поступает на вход цифро-аналогового преобразователя 9, при помощи которого преобразуется в аналоговый сигнал, соответствующий мгновенному значению некоторой функции. Згот сигнал одновременпо поступает на входы Все«;л1очей 11, когорые находятся в запертом состоянии, кроме одного, соответс i ву1ощего нс меру дан;юй фупкц11и. Выбор номера капала (т. е. открывание необходимого аналогового ключа) производится при помощи дешифра1ора !5, преобразующего двои шый код счетчика функ

419904

Сосгавигслв И. Шелипова

Текрсл Т. Курплко

Редактор Л. цветкова,о! ректор II. Увакина

Закс "> 1007/14 Пад. ¹ 1383 Тираж 62: Пол; ви!ос

Ц11ИИПИ Государственного комитета Со "ета Ми: и.трои СССР i!oi.1!0 г ii !Й i. .T!PI .. :Й

Москва, )К-35, Раушская иаб., д -1,5

Типография, пр. Сапунова, 2 ций 4 в позиционный сигнал, управля!ощий открыванием ключа 11.

Благодаря этому на выходе кл!Оча 11 в -!ечение времени Лт образуется сигнал, амплитуда которого пропорциональна мгновенному значению воспроизводимой функции. 3To Ilclпряжение заряжает емкость аналогового повторителя 12, который на своем выходе удерживает его в течение времени М с необходимой точностью.

3а время М, следовательно, происхо,ч нт обход и запоминание мгновенных значсн1гй всех и функций. Спустя отрезок времени Al, ключ 11 рассмо-!рснного выше канала 10 ciloва открывается и передает на аналоговый запоминающий повторитель 12 новое мгновенное значение функции, соответству!ощее времени l+Л1 и т. д. до конца отрезка т!.

Таким образом, на выходах всех аналоговых повторителей 12 образуются зависимые от времени напряжения, являющиеся ступенчато аппроксимированными заданными функциями времени. Далее эти напряжения поступают на входы управляемых источников сигнала 1 3, с выходов которых получаются перемснныс Во времени токи или нагряжения, являющиеся требуемыми функциями времени, которые подаются в RC-сеточную модель 14 в качестве граничных условий.

Предмет изобретения

1. Многоканальное устройство для задания переменных во времени граничных условий, содержащее управляемые источники сигналов по числу :I,ïëëoâ задания граничных условш", Входи! Которых через !Iналоговые запомипа10щие повторители и ключи присоединены к вы5 ходам цифро-аналогового преобразователя и дешифр!!пзра номерог функций, <1 выходы подключены ко входам сеточной модели, о тл ичающееся !см, что, с целью повышения точности, оно содеьжнт цифровой накопитель, 10 BbixoI1 Iio"i 013010 соеднне! co B.ioдоh! цифроаналогового I:IIooñj!изоватсля, и блок периодизации решения, три выхода которого подключены соответс гвшшо ко входу дешифратора номеров функцш1 и первому входу циф15 рового накопителя, ко второму входу цифрового накопителя н к одному из входов сеточной модели.

2. Многоканальное устройство по п. 1, о т20;I и ч а ю !це е ся тем, ч-!о, с целью расширеш!я диапазона масштабов времени периодизации процессов решения кр lевых задач, в нем блок периодизации рсшс!шя содсрж!гг последовательно включенпыс зг!д;1!Оп!и!! генератор, кла25 пан, счетчик фуш цпи, с !стчнк восмсгп!ых интервалов н счетчп, циклов периодизации, а также с. е !у задержки BpL ilillli, вход которой соединен с выходом счетчика временныгх интервалов, а выхоl подключен к управляющему

30 входу кл!!пана, Выходы с !с l чиков функцп11 временны.; шггсрвалов i циклов периодизации соединены соответственно с !ремя выходными клеммами блока пернодизац!!и решения.