Устройство для решения дифференциальных уравнений в частных производных

 

О П И С А Н И Е (tt) 456279

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 11.10.71 (21) 1704123/18-24 (51) М. Кл. G 06@ 7/38 с присоединением заявки № 1706021/18-24

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий (32) Приоритет

Опубликовано 05.01.75. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 06.02.75 (53) УДК 681.333(088.8) (72) Автор изобретения

А. Д, Пачев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ

В ЧАСТНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для задания начальных условий при решении дифференциальных уравнений в частных производных параболического типа методом моделирования на RC-сетках.

Известное устройство, содержащее датчик импульсов, блок управления, разрядный блок, RC-сетку и соединенный с ее конденсаторами блок оконечных каскадов, характеризуется невысокой точностью задания начальных условий в моделируемой области.

Предлагаемое устройство, с целью увеличения точности, содержит блок ключевых каскадов, выходы которого соединены со входами блока оконечных каскадов, а вход — с первым выходом блока управления, второй выход которого через разрядный блок подключен к узловым точкам RC-сетки.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчик импульсов 1, блок управления 2, блок ключевых каскадов

3, каждый ключевой каскад 4 которого содержит транзистор 5, резисторы 6, 7 и нагрузочный потенциометр 8 с подвижным контактом

9, блок оконечных каскадов 10, содержащий оконечные каскады 11, конденсаторы 12 и резисторы 13, входящие в состав RC-сетки 14, и разрядный блок 15.

Устройство работает следующим образом.

Датчик импульсов 1, представляющий собой, например, генератор прямоугольных импульсов, длительности которых заранее фиксируются в необходимых пределах, выдает импульсы, которые поступают на вход блока управления 2, С первого выхода этого блока импульсы такой же длительности поступают на вход блока ключевых каскадов 3.

На время длительности импульса транзисторы 5 каскадов 4 закрываются под действием запирающего напряжения и на потенциометрах 8 появляются потенциалы, величины которых близки к величинам питающего напря15 жения. При помощи контактов 9 можно регулировать в пределах от нуля до максимума величины выходных импульсов потенциалов в отдельных каскадах 4 блока 3, С выходов блока 3 импульсы с заранее ус20 тановленными величинами размахов поступают на входы блока оконечных каскадов 10, каждый из оконечных каскадов 11 которого представляет собой, например, усилитель мощности. А с выходов блока 10 импульсы по25 даются к первым обкладкам конденсаторов 12.

Во время существования каждого из приходящих импульсов эти обкладки находятся под потенциалами, величины которых определяются положениями подвижных контактов 9 по30 тенциометров 8 каждого каскада 4. Вторые обкладки конденсаторов 12 в это время находятся под потенциалами, существующими в узловых точках резисторов 13.

В это же время со второго выхода блока управления 2 на вход разрядного блока 15 поступают импульсы такой же длительности.

Эти импульсы переводят разрядный блок 15 в такое положение, при котором он не влияет на распределение потенциалов RC-сетки.

В паузе между импульсами на выходе каждого каскада 4 блока 3 устанавливается нулевой потенциал, и первые обкладки конденсаторов 12 подключены к этому потенциалу.

Вторые обкладки этих конденсаторов также подключены к нулевому потенциалу, и конденсаторы 12 разряжаются. Это происходит потому, что в паузе между импульсами сигнал на втором выходе блока управления 2 отсутствует, и разрядный блок 15 переходит в такое состояние, при котором узловые точки резисторов 13 подключаются к нулевому потенциалу.

С приходом следующего импульса от датчика импульсов 1 весь процесс повторяется.

При помощи предлагаемого устройства можно реализовать самые разнообразные начальные условия, например, такие,,при которых значения задаваемых импульсных потенциалов являются знакопеременной функцией координат моделируемой области. Для осу456279

4 ществления этих начальных условий необходимо часть ключевых 4 и оконечных 11 каскадов запитать от источников питания другой полярности и подвижными контактами 9 потенциометров 8 каскадов 4 установить требуемые величины импульсных потенциалов и при этом подсоединить соответствующие выходы оконечных каскадов 11 к первым обкладкам конденсаторов 12, имеющих необходимые ко10 ординаты моделируемой области.

Устройство может быть применено и для других RC-моделей, например, когда модель образована непрерывной проводящей средой и дискретными конденсаторами, равномерно

1 расположенными в моделируемой области.

Предмет изобретения

Устройство для решения дифференциальных уравнений в частных производных, содержа20 щее последовательно соединенные датчик импульсов и блок управления, разрядный блок, RC-сетку и соединенный с ее конденсаторами блок оконечных каскадов, о т л,и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно

25 содержит блок ключевых каскадов, выход которого соединен с входами блока оконечных каскадов, а вход — с первым выходом блока управления, второй выход которого через разрядный блок подключен к узловым точкам

30 RC-сетки.

459279

Составитель Е. Тимохина

Техред Т. Курилко

Редактор Л. Утехина

Корректор Л. Денисова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 748/13 Изд. М 291 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушскан наб., д. 4/5