Устройство для моделирования нагрузки

 

ОП И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (ii! 645!77

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 08.02.77 (21) 2452012/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01,79. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.79 (51) М. Клз

G 06 G 7/63

Государственный комитет (53) УДК 681.333 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

А. А. Коорт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение при разработке элементов технических систем, при исследовании влияния на надежность элементов внешней нагрузки, при 5 испытаниях элементов путем полной или частичной замены натурных испытаний исследованием моделей, а также при вероятностной оценке перегрузки самих систем, когда нагрузка на систему случайным обра- 10 зом меняется с течением времени.

Известно устройство, где случайно меняющуюся во времени нагрузку, действующую на элемент технической системы или на саму систему, а также аналогичные ей 15 случайные физические процессы, моделируют при помощи линейных процессов со случайным начальным значением и со случайной скоростью изменения (1).

Однако такие модели существенно песта- 20 ционарны, что исключает их применение для моделирования случайных нагрузок, широко распространенных в технике, которые имеют стационарный характер. Кроме того, значения этих так называемых линейных 25 случайных процессов сильно коррелированы, что далеко не всегда имеет место для моделируемых нагрузок, не говоря уже о принципиальном недостатке, заключающемся в возможности получения отрицательных 30 значений нагрузки, когда скорость изменения нагрузки меньше нуля.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для моделирования нагрузки, содержащее генератор тактовых импульсов, последовательно соединенные генератор независимых нормальных случайных чисел, блок образования коррелированных нормальных случайных чисел и первый квадратор, выход которого подключен к первому входу интегратора, второй вход которого соединен с выходом компаратора, первый вход которого через счетчик подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выход которого соединен со входом генератора независимых нормальных случайных чисел, выход интегратора соединен с первым входом первого умножителя, первый и второй регулируемые датчики чисел (2).

Однако известное устройство не учитывает случайные нагрузки„

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет преобразования входных данных.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит первый и второй функциональные преобразователи, блок выделения целой части из числа, второй квадратор, второй умножитель, сумматоры, блок

645! 77

3 извлечения квадратного корня и блок делснпя, выход которого подключен ко входу второго квадратора, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход которого через блок извлечения квадратного корня подключен к первому входу второго сумматора, выход которого соединен с первым входом второго умножителя, выход которого через цепочку последовательно соединенных третьего сумматора и блока выделения целой части из числа соединен со вторым входом компаратора, второй вход первого умножителя подключен к выходу второго функционального преобразователя, вход которого соединен с выходом второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу блока деления, первый вход которого соединен с выходом первого регулируемого датчика чисел, выход которого подключен к второму входу второго умножителя, второй вход блока деления соединен с выходом второго регулируемого датчика чисел, выход которого подключен к входу первого функционального преобразователя, выход которого соединен со входом первого сумматора.

Блок-схема устройства приведена па чертеже. В схему включены: генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2, генератор 3 независимых нормальных случайных чисел, блок

4 образования коррелированных нормальных случайных чисел, первый квадратор 5, интегратор 6, первый умпожитель 7, выходная клемма 8, компаратор 9, первый регулируемый датчик 10 чисел, второй регулируемый датчик 11 чисел, блок 12 деления, первый сумматор 13, второй квадратор 14, первый функциональный преобразователь

15, блок 16 извлечения квадратного корня, второй сумматор 17, второй функциональный прсобразователь 18, второй умножитель 19, третий сумматор 20, блок 21 выделения целой части из числа.

Устройство работает следующим образом.

На выходе первого регулируемого датчика 10 чисел устанавливают значение, равное номинальному значению моделируемой нагрузки, на выходе второго регулируемого датчика 11 устанавливают значение, равнос дисперсии моделируемой нагрузки. В блоках под номерами с 12 по 21 происходит одновременное нелинейное преобразование этих величин для получения двух параметров распределения случайных чисел, поступающих на вторые входы компаратора 9 и первого умножителя 7.

В блоке 12 деления значение моделируемой нагрузки делится на удвоенное значение дисперсии, а полученное частное возводится в квадрат во втором квадраторе 14.

В первом функциональном преобразователе

l5 образуется обратная дисперсии величина, которая в первом сумматоре слагается с квадратом частного с выхода второго

4 квадратора 14. Из суммы чисел в блоке 16 берут положительный квадратный корень, который поступает на второй сумматор, где он слагается с частным с выхода блока 12 деления. Во втором функциональном преобразователе 18 образуется обратная второй сумме величина, уменьшенная в два раза.

Полученное таким образом число на выходе второго функционального преобразователя 18 является и масштабным множителем и поступает на второй вход первого умножителя 7.

Число с выхода второго сумматора 17 поступает на один из входов второго умножителя 19, где оно умножается на удвоенное значение моды. В третьем сумматоре 20 к полученному числу добавляется число 2,5.

Поскольку число слагаемых в любой сумме по смыслу, величина целочисленная, а при произвольных значениях моды и дисперсии число на выходе третьего сумматора 20 — положительное действительное, то число с выхода третьего сумматора 20 поступает в блок 21, где из указанного, как правило, нецелочисленного числа извлекается его целая часть. Чтобы не было ошибок округления только в одну сторону, в третьем сумматоре 20 к числу, поступающему на его вход, добавляют число 2,5, а не 2, как следовало бы согласно теории. Целое положительное число с выхода блока 21 извлечения целой части поступает на второй вход компаратора 9 и определяет таким образом число слагаемых в сумме, образуемой в интеграторе 6.

Устройство позволяет заменить натурные нагрузочные испытания элементов технических систем, а также самих этих систем, исследованием их моделей или сочетать испытания и исследования их моделей, чем достигается экономия материальных средств и времени, а также оперативность и гибкость при научных исследованиях, в опытно-конструкторских разработках, при проверке соответствия элементов техническим требованием на них.

Формула изобретения

Устройство для моделирования нагрузки, содержащее генератор тактовых импульсов, последовательно соединенные генератор независимых нормальных случайных чисел, блок образования коррелированных нормальных случайных чисел и первый квадратор, выход которого подключен к первому входу интегратора, второй вход которого соединен с выходом компаратора, первый вход которого через счетчик подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выход которого соединен со входом генератора независимых нормальных случайных чисел, выход интегратора соединен с первым входом первого умножителя, первый и втс рой регулируемые датчики чисел, отличаю щ е е с я тем, что, с целью расширения

645177

Составитель И. Дубинина

Техред А. Камышникова

Корректоры: Л. Котова и А. Степанова

Редактор Б. Герцен

Заказ 2703/10 Изд. № 128 Тираж 779 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 функциональных возможностей за счет преобразования входных данных, оно содержит первый и второй функциональные преобразователи, блок выделения целой части из числа, второй квадратор, второй умножитель, сумматоры, блок извлечения квадратного корня и блок деления, выход которого подключен к входу второго квадратора, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход которого через блок извлечения квадратного корня подключен к первому входу второго сумматора, выход которого соединен с первым входом второго умножителя, выход которого через цепочку последовательно соединенных тре- 15 тьего сумматора и блока выделения целой части из числа соединен со вторым входом компаратора, второй вход первого умножителя подключен к выходу второго функционального преобразователя, вход которого соединен с выходом второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу блока деления, первый вход которого соединен с выходом первого регулируемого датчика чисел, выход которого подключен к второму входу второго умножителя, второй вход блока деления соединен с выходом второго регулируемого датчика чисел, выход которого подключен к входу первого функционального преобразователя, выход которого соединен со входом первого сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 146869, G 06 G 7/52, 1961.

2. Заявка № 2172038 18-24, 23.11.76, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.