Устройство для решения обратной задачи теплопроводности

 

Oll ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТВЛЬСУИУ "1646350

Союз Советскмн

Соцмалмстммескмз

Республик (6l) Дополннтельное к авт. свил-ву (22) Заявлено 14.12.76 (2)) 2431521/18-24 (53) М. Кл

Я 06 Ст 7/48 с прнсоеднненнем заявки Же

Государотвеннмй комитет

СССР оо делам нзевретвннй н открытий (23) Придрннтет

Опубликовано 05.02.79бюллетень № 5

Дата опубликования описания 08.02.79 (53) удК 681.333 (088,8} (72) Автор изобретения

A. А. Квитка

Институт проблем машнностроення AH Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЙ

OBPATHOA ЗАДАЧИ ТЕПЯОПРОВОДНОСТИ

Изобретение относится к области вычнслнтельной техники и может найти йрнмененне в гибридных вычислительных установках для решения задач тео- рии поля.

Известно устройство, содержащее нотенпнометряческнй делитель напряже-. ння, пассивную модель, набор суммато ров - вычнтателей, сумматор н потети пнометры, управляемые электромеханическойй следящей системой fl).

Наиболее близким rto техническому решению является устройство, содержащее задатчнк рабочих напряжений, один выход которого соединен со входом управляемого резнстивного элемента, выход которого подключен ко входу функпнонального преобразователя, выходы которого подключены соответственно к первым входам элементов сравнення, вторые входы которых связаны с другимн выходами задатчнка рабочих напря- . жений, а выходы элементов сравнення подключены ко входам сумматора, выход

2 которого соединен с входом блока управ- лення, выход которого подключен к управ.:ляющему входу управляемого реэнстявного элемента 2 .

Недостатком укаэанных устройств

5 является то, что сит пал рассогласования в следящей системе формируется как сумма сигналов рассогласования напряжений во внутренних точках модели и напряжений, задаваемых извне. Указан>О ное обстоятельство приводит к тому, что устройство в общем случае оказывается сбалансированным с большой ошнбкой. Для получейия требуемой точ- ности решения необходима ручная подгонка величнны тока, втекающего в модель, по минимуму величины напряжения на выходе сумматора.

Белью настоящего изобретения . является повышение точности решения обратных задач теплопроводностн "i

Для достнжепня цели блок ynpashe ния устройства содержит реверсивный счетчик, генератор тактовых импульсов, 646350 первый и второй элементы И, инвертор и дискриминатор знака производной, ВхОд KGTopoI Î является ВхОдОм блока управления, а выход непосредственно подсоединен к первому входу первого элемента И и через инвертор - к первому входу второго элемента И, причем вторые входы элементов И подключены к выходу генератора тактовых импуль сов, а выходы элементов И подключены соответственно ко входам реверсивного счетчика, выход которого является выходом блока управления.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлейа блок-схема устройства; иа фиг. 2 - функпионапьная схема блока управления.

Устройство содержит: задатчик рабо--- . чих напряжений 1, управляемый резистивиый элемент 2, функниональный преобразователь 3, элементы сравнения 4, сумматор 5 и блок управления 6 (фиг. 2), В состав которого входят первый элемент

И 7, второй элемент И 8, инвертор 9, т енератор тактовых импульсов l O„peaep сивиый счетчик 11 и дискриминатор . знака производной 12.

Задатчик рабочих напряжений, который может быть программируемым, обеспечивает формирование уровней напряжения в соответствии с заданной програм мой. Управляемый резистивный элемент

2 построен на базе преобразователя

:код-сояротивление или код-ток. В блоке управления 6 применен дискриминатор знака производной {например, по авт. св.

¹ 418956), который обеспечивает форМироваяив на Выходе ЛОгических уровней напряжения в соответствии со зняKoM производной ВходногО сигнал а а

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на первом выходе задатчика рабочих напряжений 1, соединенном с управляемым резистивным элементом 2, напряжение равно нулю.

На других выходах задатчика рабочих напряжений сформированы напряжения

U, U ... U, являющиеся электрическими аналогами температуры. некоторых внутрейних точек тела. В узловых точках преобразователя 3, к которым подключены входы элементов сравнения 4, зйачения напряжений равны и 4 > О ... 4На выходах элементов сравнения сформированы разностные напряжения рассогласования lJ - Ü, П " О .„Ъ -Q4, приложенные ко входам сумматора 5, на выходе которого сформировано суммар, ное напряжение рассогласования 3>, при- ложенное ко входу дискриминатора знака. производной 12. На выходе дискриминатора 12 сформирован уровень логического нуля, при этом элемент И 7 зак- рыт, r-. элемент И 8 открыт единичным .уровнем напряжения с выхода инвертора

9, подключенного к выходу дискриминатора 12, при этом импульсы генератора 10 поступают через открытый эле» мент И 8 на вход реверсивного счетчика

11, изменяя его содержимое. Изменение кода счетчика I l, соединенного выходами триггеров со входами кодоуправляемого резистивного элемента 2, приводит -к циклическому изменению сопротивления элемента 2, но так как в исходном состоянии напряжение на первом выходе

20 задатчика рабочих напряжений Ю„равно нулю, состояние модели не изменится.

Устройство переводится В рабочий режим установкой на нервом выходе задатчика

25 рабочих напряжений 1 некоторого значения напряжения отличного от нулевого при этом напряжения Ц», lj+... У во внутренних точках модели увеличиваются, что нрнводит к уменьшению суммарного сигнала рассогласования на входе блока

6. Отрипательное приращение (уменьшение сигнала рассогласования) приводит к появлению на выходе дискриминатора

12 уровня логической единипы, который

35 поступает на вход элемента И 7 и разрешает поступление импульсов генератора 10 на вйчитающий вход реверсивного счетчика 11.. Каждым импульсом генератора содержимое счетчика 1 из40 меняется таким образом, что сопротивление кодоуправляемого резистивного элемента 2 уменьшается, ток, втекающий в модель1 увеличивается, B сумм&рнОе напряжение рассогласования Up уменьшр4 ется. Описанный пропесс длится до момен та, когда увеличение тока j и напряжений в узлах модели не будет вызывать дальйейшего уменьшения суммарного напряжения рассогласования, а напротив, 0 приведет к его увеличению. При смене знака приращения сигнала рассогласова-. ния на обратный на выходе дискриминатора 12 устанавливается уровень логического нуля, который, будучи приложен- ным через инвертор 9 ко входу элемента И 8, разрешает прохождение импуль.сов генератора 10 на суммирующий вход реверсивного счетчика 11. Каждым импульсом генератора при этом Оодер6463 жимое счетчика изменяется в противоположном направлении, что приводит к увеличению сопротивления элемента 2 и некоторому уменьшению тока, втекаю.щего в модель. Процесс длится до момента смены знака приращения напряжения рассогласования, после чего элемент И 8 закрывается:, а открывается элемент И 7.

В дальнейшем процесс повторяется, О и в сбалансированной модели имеют место незатухающие колебания тока, втекающего в модель, относительно: некоторого постоянного уровня. Выбором разрядности счетчика 11 можно умень- t5 шить амплитуду колебания до пренебрежимо малой величины. По величине zoда в счетчике 11 в сбалансированном режиме определяется коэффициент тепло» отдачи. 20

Таким образом выполнение устройся ва в соответствии с изобретением доз-воляет организовать процесс определения физических характеристик исследуемых объектов на качественно новом уровне. Высокая точность решения исключает процесс вычисления и учета поправок. Наличие в устройотве кодового эквивалента измеряемой величины поз- воляет автоматизировать процессы регистрации и обработки результатов эксперимента.

Формула изобретeéèя

Устройство для решения обратной задачи теплопроводности, содержащее

50, задатчик рабочих напряжений, один выход которого соединен со входом управляемого резистивного элемента, выход которого подключен ко входу функционального преобразователя, выходы которого подключены соответственно к первым входам элементов, сравнения, вторые входы которых связаны с другими выходами задатчика рабочих напряжений, а выходы элементов сравнения подключены. ко входам сумматора, выход которого соединен со входом блока управления выход которого подключен к управляющемувходу управляемого резистивного алемента, отличающееся тем, что, с пелью повышения точности, в нем блок управления содержит реверсивны и счетчик, генератор тактовых импульсов, пер

BbN и второй элементы И,инвертор и дискриминатор знака производной, вход которого является входом блока управления, а выход непосредственно подсоединен к первому входу первого элемента И и через инвертор - к первому входу второго элемента И, причем вторые входы элементов И подключены к выходу генератора тактовых импульсов, а выходы элементов И подключены соответствен но ко входам реверсивного счетчика, выход которого является выходом блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР, N 297970, кл. Gg 06 Q 7/46, 1969.

2. Инженерно-физический журнал», т.,ХХУВ, % 1, 1974, с. 145-150.

646350

Же, CocTaBHTenb И. Лебедев

Редактор С. Равва Техред С, Кигай

Корректор E. Пшп, Филиаа ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1 14/40 Тираж 779 Подписное

ЩНИИПИ Государственньго комитета СССР по делам изобретений и открытий

113036, Москва, )Й35, Рауаская наб., д. 4/5