Гибридное вычислительное устройство для решения нелинейных задач теплопроводности

 

onисАЙИЗОБРЕТЕН

Союз Советекнн

Соцналнстнчаскнн

Реслублнк

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВД (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 26.07.76 (21) 23875 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.03.78. Бюлл (45) Дата опубликования описания

Кл, 06 7/48

Государственный номнтет

Совета Мнннотроа СССР но делам нзооретвннй н открытнй

ДК 681,333 (088.8) (72) Автор изобретения

О. С. 11аханян (71) За я в итель

Институт проблем машиностроения АН Украинской ССР (54) ГИБРИДНОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ РЕШЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ЗАДАЧ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

Изобретение относится к аналого-цифровой вычислительной технике и предназначено для решения нелинейных задач теплопроводности..

Известны устройства для моделирования нелинейных температурных полей (1 j. Однако универсальная ЦВМ не приспособлена для организации экономичного вычислительного процесса работы такого комплекса в целом из-за использования памяти ЦВМ, которая приводит к значительному увеличению времени загрузки ЦВМ. Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для решения задач теории поли, содержащее аналоговый процессор, состоящий из резистивной сетки, кодоуправляемого резистора и кодоуправляемого источника напряжения, причем входы аналогового проиессора связаны с первым и вторым выходами буферного блока памяти, соединенного с блоком ввода информации, выход и первый вход которого соответственно связаны с первыми входом и выходом арифметического блока, второй выход кото- 2п рого соединен с первым входом блока выяода результатов, коммутатор узловых точек. первый вход которого подключен к выходу аналогового процессора, а выход соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого связан с вторым входом блока ввода информации, а второй вход аналогоцифрового преобразователя объединен с вторым входом коммутатора узловых точек и подключен к первому выходу блока управления, второй выход и первый вход которого связаны соответственно с вторым входом н третьим выходом арифметическото блока, а третий выход и второй вход блока управления соединены соответственно с вторым входом и выходом блока вывода результатов (2). Это известное устройство имеет сравнительно низкое быстродействие из-за частого дублирования вы числений для точек с одним и тем же потенциалом.

Цель изобретения — повышение бьгстродействия. В описываемом устройстве это дос.У тигается тем, что в него дополнительно введены блок сравнения и блок памяти, первые вход и выход которого связаны соответственно с четвертым выходом и третьим входом блока управления, второй вход блока памяти объединен с первым входом блока сравнения и подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, второи вход блока сравнении соединен с третьим выходом буферного блока памяти, а выходблока сравнения подключен к четвертому входу блока управлении, второй выход блока памяти соединен соответственна с

598095 третьим входом блока ввода информации, третий вход блока памяти — к одноименному входу арифметического блока.

На чертеже представлена функциональная схема описываемого устройства.

Оно содержит аналоговый процессор 1, коммутатор 2 узловых точек, аналого-цифровой преобразователь 3, дополнительный блок 4 памяти, блок 5 вывода результатов, блок 6 ввода информации, блок 7 управления, арифметический блок8, резистивную сетку 9, кодоуправляемый резистор 10, кодоуправляемый источник Il напряжения, блок 12 сравнения и буферный блок 13 памяти. В узел аналогового процессора 1, помимо постоянных резисторов. входят кодоуправляемый резистор IO и кодоуправляемый источник 11 напряжения.

После ввода исходных данных в блок 6 и набора границ моделируемой области из него информация поступает в арифметический блок 8, где происходит вычисление варьируемых параметров для всей шкалы аналого-цифрового преобразователя с шагом, равным величине его младшего разряда, и результаты этих вычислений заносятся в дополнительный блок 4 памяти. После заполнения всех ячеек блока 4 блок 7 дает команду ввода и информация подается по кодовым шинам через буферный блок памяти к кодоуправляемым резистору 10 и источнику 11 напряж .ния. Происходит формирование решения на аналоговом процессоре 1, которое через коммутатор 2 и аналого-цифровой преобразователь 3 поступает в дополнительный блок 4 и параллельно — в блоки 12 и 6. По команде из блока 7 информация выдается из блока 4 в блок 6, а блок 12 сравнивает величины потенциалов соответствуюших узловых точек аналогового процессора I, которые поступаю-. в цифровой форме на входы блока 12 из аналого-цифрового преобразователя 3 (величина потенциала узловой точки на текущем приближении) и буферного блока 13 (величина потенциала этой же узловой точки на предыдущем приближении) . После обхода всех узловых точек в блок 6 ввода информации подается команда из блока 7 управления к занесению информации из аналогового процессора 1 через буферный блок 13 памяти; так процесс продолжается до пол ченпя приемлемого совпадения двух следуюпих друг за другом приближений. Вслучассовпадения приближений из блока 12 в блок 7 управления посту пает сигнал о прекращении итерацион..ого процесса на данном временном шаге и переходе к следующему. После этого делается шаг во времени и процесс решения продолжается. Ре 0

2Е

50 гистрация результатов решения происходит с помощью блока 5 вывода результатов на временном шаге, заданном программой.

Таким образом, в описываемом устройстве сокращается время загрузки цифровой его части.

Формула изобретения

Гибридное вычислительное устройство для решения нелинейных задач теплопроводности, содержащее аналоговый процессор, состоящий из резистивной сетки, кодоуправляемого резистора и кодоуправляемого источника напряжения, причем входы аналогового процессора связаны с первым и вторым выходами буферного блока памяти, соединенного с блоком ввода информации, выход и первый вход которого соответственно связаны с первыми входом и выходом арифметического блока, второй выход которого соединен с первым входом блокл вывода результатов, коммутатор узловых точек первый вход которого подключен к выходу аналогового процессора, а выход соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого связан с вторым входом блока ввода информации, а второй вход аналого-цифрового преобразователя объединен с вторым входом коммутатора уаловых точек и подключен к первому выходу блока управления, второй выход и первый вход которого связаны соответственно с вторым входом и третьим выходом арифметического блока, а третий выход и второй вход блока управления соединены соответственно с вторым входом и выходом блока вывода результатов, отличаюшееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены блок сравнения и блок памяти, первые вход и выход которого связаны соответственно с четвертым выходом и третьим входом блока управления, второй вход блока памяти объединен с первым входом блока сравнения и подключен к выходу а палого-цифрового преобразователя, второй вход блока сравнения соединен с третьим выходом буферного блока памяти, а выход блока сравнения подключен к четвертому входу блока управления, второй выход блока памяти соединен соответственно с третьим входом блока ввода информации, третий вход блока памяти подключен к одноименному входу арифметического блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. «Средства аналоговой и аналого-цифровой вычислительной техники». Сб. М., «Машиностроение», 1968, с. 71 — 79.

2 Авторское свидетельство СССР ¹ 497603 кл. G 06 G 7/56, 1975.

598095

Составитель И. Лебедева

Техред О. Луговая Корректор С. Шекмар

Тираж 826 Подписное

Редактор Л. Тюрина

Заказ!239/41

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб. д. 4,5

Филиал ППП «11атент», г. Ужгород, ул. Проектная. 4