Устройство для решения дифференциальных уравнений

 

(Союз Советских

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к гвт. свид-ву— (22) Заявлено ОО.О6.75 (21) 2142223/18-24 с присоединением заявки М— (23) Hp юритет—

Государственный комитет саср (43) Опубликовано ЗО.О1.79. Бюллетень № 4 по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 05.0б.79 (72) Авторы изобретения

Р. Л. Танкелеиич и 1, А. Майзель (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ

Изобретение относится к области аналого-цифровой вычислительной техники и может быть использовано для моделирования динамических объектов, систем управления и т. д. 5

Известны устройства для решения дифференциальных уравнений, содержащие решающие блоки, коммутационные поля, управляющие ключи, блок управления Щ

Недостатками таких устройств являются сложность коммутации блоков, большие затраты времени на подготовку схемы моделирования и ее ввод в устройство.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является уст- )5 ройство для решения дифференциальных уравнений, содержащее и решающих блоков, ко входам которых подсоединены выходы п основных ключей и блок управления (2). 20

Недостатком прототипа является недостаточно высокое быстродействие из-за руч.ного ввода решаемых устройством уравнений.

Целью изобретения является повышение 25 быстродействия за счет автоматизации ввода решаемых устройством уравнений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит подсоединенные к соответствующим выходам блока управления ЗО блоки памяти коммутируемых связей и последовательности выдачи информации, к выходам которых подключены первый и второй регистры,и и дополнительных ключей, .информационные входы KOTopbIx подкл оче,ны к выходам соответствующих решаюших блоков, а,выходы соединены между собой и с информационными входами основных ключей, управляющие входы основных ключей подсоединены к соответствующим выходам первого регистра, а управляющие входы дополнительных ключей — к сооТaexcmyrom>i m выходам второго регистра.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит решающие блоки

1 — 1„оси о вн ы е ключи 2 — 2„, до пол нптельные ключи 31 — 3„. выходы которых соединены между собой и с информационными входами основных ключей 2,— 2„шиной 4, блок 5 управления, блок б памяти коммутируемых связей, первый регистр 7, блок 3 памяти последовательности выдачи информации, второй регистр 9.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом моделирования систсма обыкновенных дифференциальных уравнений общего вида приводится к системе, содержащей три группы уравнений:

645174

Ых, = У, epix.; дифференциальные уравнения

dx„, Ж а„,;х;, 2 Г п х„,+ == Г,, а„,,,;х;

i=! (О Многократное повторение циклов произ водится в течение всего времени интегринелинейным зависимости

20 операции перемножения деления

50 (и

Х„+„, — j/, . а„,+n,,iXi

i=!

/1

I х„,+„,+ =- а„,+n,+l i -х; Q !

-1

»

-1 //

I а» +/I .L ) i Xi

i= I (n

/ »

// х„= а„; х; Я а„; х;

i I i=I (Я ) — знак операции умножения-деления.

По специальной методике определяется порядок обхода выходных переменных. Последовательность адресов опрашиваемых блоков заносится в блок 8 памяти. В соответствии с конкретной формой моделируемой системы уравнений строится матрица коммутируемых связей, которая заносится в блок б памяти.

Процесс интегрирования дифференциальных уравнений выполняется циклически. Bкаж:дом цик,ле по сигналам блока

5 управления из блока 8 памяти на регистр

9 последовательно считываются коды, содержащие «единицу» в разрядах, соответствующих подключаемым к шине 4 выходам ключей Çi — 8„, и «нуль» в остальных разрядах. Каждый код содержит только одну «вдиницу». После выборки очередного кода значение выходной переменной некоторого решающего блока I; через ключ 8; и шичу 4 подается на входы ключей 2 — 2„.

Одновременно с выборкой кода из блока 8 выбирается код из блока б памяти, содержащий «единицы» в разрядах, соответст вующих номерам блоков 1 — 1„входными переменными которых является выходная

45 переменная блока 2;, и «нуль» — в остальных разрядах, Код из блока б подается на регистр 7. В соответствии с состоянием этого регистра включаются определенные клю и из группы 2 — 2» В течение од ного цикла унтегриров ания производится обход в 3 аданной последовательности выходов все х решающих блоков 11 — 1» и выполнение ука занных выше действий. рования.

Технический эффект изобретения состоит в том, что устройство обладает высокой производительностью, благодаря полной автоматизации ввода схемы моделирования, возможности включения устроиства в состав автоматизиpoBBHHblx аналого-цифровых устройств, .повышению гибкости, скорости перехода от задачи к задаче.

Формула изобретения

Устройство для решения дифференциальных уравнений, содержащее и решающих блоков, ко входам которых подсоединены выходы и основных ключей, и блок упра/вления, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия за счет автоматизации ввода решаемых устройством уравнений, оно содержит подсоединенные к соответствующим выходам блока управления блоки памяти коммутируемыx связей и последовательности .выдачи информации, к выходам которых подключены первый и второй регистры, и и дополнительных ключей, информационные входы которых подключены к выходам соответствующих решающих блоков, а выходы соединены между собой и с информационными входами основных ключей, управляющие входы основных ключей подсоединены,к соответствующим выходам первого регистра, а управляющие входы дополнительных ключей — к соответствующим выходам второго регистра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Кори Г., Кори Т. Электронные аналоговые и цифро-аналоговые вычислительные машины, M., «Мир», 19б8, с. 131 — 141.

2. Хоу Р. и др. Гибридные вычислительные системы с разделением времени — новый шаг в машинном проектировании, сб.

ТИИЭР/ М 1, 1972, с. 103 — 112.

645174

Составитель И. Лебедев

Текред А. Камышннкова

Корректор С. Файн

Редактор Б. Герцен

Заказ 1130/31 11зд. Ко 837 Тираж 779 Подписное

1-1ПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк фил пред. «Патент»