Устройство для решения обратных задач теории поля
Вс, I тва е1 т,.
:;. ч,есин,тз 4лиоте,;,"
011 459782
ОП ИСАНИНА
ИЗОБРЕТЕН Ия
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 24.12.73 (21) 1983824/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Опубликовано 05.02.75. Бюллетень № 5
Дата опубликования описания 20.03.75 (51) М. Кл. G 06g 7/46
Государственный комитет
Совета Министров СССР (53) УДК 681.335(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения
К И Богатьтренко (71) Заявитель Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ОБРАТНЫХ ЗАДАЧ
ТЕОРИИ ПОЛЯ
Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для получения на сеточных моделях непрерывного во времени точного решения обратной задачи теплопроводности.
Известны устройства для решения стационарных обратных задач, содержащие делитель напряжения, управляемые стабилизаторы тока, сеточную модель и блок сравнения.
Недостатком такого устройства является наличие неизбежной динамической ошибки, которая увеличивается с уменьшением коэффициента усиления и с удалением точки термометрирования от поверхности теплообмена, что снижает точность решения обратной задачи.
С целью повышения точности предлагаемое устройство содержит интегратор, блок памяти и коммутатор, контакты которого соединены с выходами блока памяти и контактами делителя напряжения. Второй вход блока сравнения соединен с первым выходом коммутатора, а его выход через последовательно соединенные второй управляемый стабилизатор тока, контакты коммутатора и интегратор соединен со входом первого управляемого стабилизатора тока. Второй выход коммутатора соединен со входом интегратора.
Функциональная схема устройства показана на чертеже.
Устройство содержит сеточную модель 1, моделирующую заданную область; два управляемых стабилизатора тока 2 и 3, которые служат для задания граничных условий тре5 тьего рода, т. е. для преобразования напряжения U в ток I, втекающий в граничную точку сеточной модели 1; блок памяти 4, выполненный на конденсаторах; коммутатор 5, состоящий из двух синхронно работающих переклю10 чателей на несколько положений; делитель напряжения 6, выдающий ряд напряжений, соответствующих температуре внутри тела в отдельные моменты времени; блок сравнения 7, выдающий разность напряжений в узловой
15 точке сеточной модели 1 и ее точным значением с делителя напряжения 6; интегратор 8 и источник эталонного напряжения 9.
Исходными данными для решения обратной задачи являются параметры области, где ис20 следовалось температурное поле, и результаты термометрирования, представленные обычно в виде кривой изменения температуры в заданной точке тела. Решение обратной задачи состоит в отыскании граничных усло25 вий, вызвавших известное изменение температуры внутри тела.
В предлагаемом устройстве закон 1(1) формируется на выходе интегратора 8, вход которого за время решения задачи на сеточной
30 модели 1 последовательно подключается ко
459782 всем конденсаторам блока памяти 4 с помощью одного из переключателей коммутатора 5.
Напряжение внутренней точки сеточной модели 1 сравнивается блоком сравнения 7 с известным точным значением, подаваемым в нужный момент времени с делителя 6, и перед переходом коммутатора 5 в следующее положение подается через его контакт на конденсатор блока памяти 4 в виде тока соответствующего знака. Таким образом, на конденсаторах блока памяти 4 постепенно накапливаются ошибки между фактическим законом изменения напряжения в контрольной точке сеточной модели 1 и необходимым законом.
За один период работы сеточной модели 1 все конденсаторы блока памяти 4 получают приращения заряда (положительные или отрицательные), что изменяет характер выходного напряжения интегратора 8 в следующий период и приближает его к искомому точному решению, Конденсаторы сеточной модели 1 после каждого цикла разряжаются, как это и предусмотрено устройством сеточных моделей типа
RC. Конденсаторы блока памяти 4 после некоторого числа циклов зарядятся до напряжений, обеспечивающих требуемый закон
1(t).
Эпюра напряжения во внутренней точке сеточной модели 1 в фиксированные моменты времени точно совпадает с известной кривой термометрирования. Погрешность в промежу5 точные моменты определяется погрешностью кусочно-линейной аппроксимации воспроизводимого закона. По мере увеличения числа емкостей в блоке памяти 4 эта погрешность уменьшается.
Предмет изобретения
Устройство для решения обратных задач теории поля, содержащее делитель напряже15 ния, вход которого подключен к источнику эталонного напряжения, и управляемые стабилизаторы тока, выход первого из которых через сеточную модель соединен с первым входом блока сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я
20 тем, что, с целью повышения точности, оно содержит интегратор, блок памяти и коммутатор, входы которого соединены с выходами блока памяти и контактами делителя напряжения; второй вход блока сравнения соеди25 нен с первым выходом коммутатора, а его выход через второй управляемый стабилизатор тока подключен к одному из входов коммутатора, второй выход которого через интегратор соединен со входом первого управляе30 мого стабилизатора тока.
