Устройство для изменения масштабов

 

««а «ен. о и и с д-и и

ИЗОБРЕТЕ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

«736118

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.04.77 (2I ) 2478964/18-24 (51)М. Кд.

5 06 5 7/02, с присоединением заявки РЙГосударственный квинтет (23) Приоритет

Опубликовано 25.05.80. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 26 05.80 ао делаи изобретений и открытий (53) Д К681.335 (088.8) Г. И. ГрездовиТ. К. фипиппенко (72) Авторы изобретения

Институт электродинамики АН Украинской ССР (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДХИ ИЗМЕНЕНИЯ МАСШТАБОВ

Изобретение относится к вычиспитепьной Toy,нике и может быть использовано при решении на аналоговых эпектронных вычислительных машинах систем однородных дифференциал ьных уравнений.

Известны устройства автоматического масштабирования, содержащие блоки, анапизируюшие в цифровой форме исходные дифференциальные уравнения и рассчитывающие максимальное значение соответствующих переменных по приближенным решениям $1)

Недостаток этого устройства его спож.ность, так как оно имеет в своем составе цифровую машину, а точность вычиспения масштабных коэффициентов невы15 сока я.

Известно аналоговое вычислительное устройство дпя вычисления масштабного коЪффициейта, при масштабных преобразо20 ваниях. Вычйспение масштабного коэффициента осуществляет бпок, который содержит схему, устанавпивающую величину каждого из коэффициентов анапизируемого

2 уравнения, функциональный генератор, формирующий логарифмическую величину масштабного коэффициента, операционный усипитепь, сравнивающий усилитель (2)

Недостаток такого устройства — спожнсеть схемы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности явпяется устройство дпя непрерывного изменения масштабов, содержащее решающие канапы, каждый из которых состоит из сумматора, первый вход которого соединен с источником входного сигнапа, выход сумматора через интегратор подкпючен к первому входу умножитепя, выход которого соединен со вторым входом сумматора, и обрабатывающий усилитель, выход ко торого подключен ко вторым входам умножителей решающих каналов (3)

Известное устройство моделирует такую систему дифференциальных уравнений, решение которой имеет постоянную дпину и представляет решение исходной задачи с переменным масштабом.

3 736 1

Однако устройство моделирует систему дифференциальных уравнений, решение е которой задается длиной вектора, и сохраняется неизменным в процессе ре. шения задачи. При атом сами перемен5 ные зависят от того, в какой области куба находится решение. Если оно находится на диагонали куба, то переменные в двухмерном случае равны, =,в трехмер 12 ном- —, в 1 -мерном — — т.е. происходит 10 ï неполное использование шкалы машины.

Цель изобретения — повышение точности решения. а" J

Указанная цель достигается тем, что в устройство введен блок выделения 15 канапа максимальных по модулю сигналов, а в каждый решаюший канал введен ключ, вход которого подключен к выходу сумматора, управляющий вход ключа соединен с соответствующим выходом блока 20 выделения максимальных по модулю сигнапов, входы которого соединены с выходами интеграторов решающих каналов, а выкоды ключей решающих каналов подключены Ко входу отрабатывающего уси- 25 лителя.

На фиг. 1 приведена схема устройства дпя изменения масштаба; на фиг. 2схема блока выделения канала максимальных по модулю сигнапов. 30

Устройство содержит и решающих ка напов 1, каждый из которых состоит иэ сумматора 2, выход которого соединен с интегратором 3, умножитепь 4, один вхор которого соединен с выходом интеграто- 35 г ра 3, второй вход — с выходом отрабатываюшего усилителя 5, а выход умножитепя 4 подключен ко второму входу сумматора 2, вход обрабатываюшего усилителя подключен к выходам ключей 6, уп- 40 равляющие входы которых связаны с выходами блока 7 выделения канала максимальных по модулю сигналов, входы которого соединены с выходами интеграторов 3.

Блок 7 выделения канапа максимапь45 ных по модулю сигналов состоит иэ блока 8 выделения максимальной вели шны переменной, блока 9 компараторов и блока 10 ключей. Бпок 7 имеет 2 и входов (;5 -количество переменных) и 2И выхо- 50 дов и указывает канал, где переменная ймеет максимальную величину. г

Устройство синтезирует модель, решение которой описывается поверхностью куба с заданной дпиной ребра.

Дпя системы однородных дифференциапьных уравнений

Х=АЮХ

18 4 отыскиваются переменные Ъ (4),. связанные с переменными Х выражением ®=п1®) й). (2)

Масштабный множитель hj (+) выбирается так, чтобы переменные q (4) удовлетворяли ограничению маХ ч; = I (=р=сoпs< (3)

М (4)

Исключив переменные Ж из дифференциапьного уравнения (1) придем к уравнению ° и

s+ М.О-ч, переменные,W в котором определяются из новых ссютношений, определяемых ограничением (3).

Уравнения для масштабов Q попуча.1 ют следующим образом.

При изменении переменных > no поверхности куба они могут пробегать ребра, грани и вершины. Когда переменная находится на грани, то только одна из переменных имеет величину - м = Р на ребре несколько переменных достигают такого значения. Неизменной величиной в общем случае нахождения на грани или ребре или в вершине является ч„.

В соответствии с этим выражением равной нулю должна быть производная суммы или

М

m -" -

1=1 где .и . — переменная и ее производная, достигающая значения у, .1) — порядок ребра.

Таким образом, система уравнений для определения переменных имеет вид ду+р е .0 =< в м 5МИ 1м =О

Устройство дпя изменения масштабов работает следующим образом.

Входом устройства является один иэ входов сумматора 2, на другой вход сумматора подается сигнал с выхода умн жителя 3. Сигнал с выхода сумматора 2 поступает на вход соответствующего интегратора 3. Сигнал с выхода интегратора 3 поступает на вход блоке 7 выдепения максимапьных по модулю сигналов который вырабатывает сигнал вкпючения ключа 6 того канала, .где модуль переменной является самым большим, через ключ 6 сигнал с выхода сумматора 2 поступает на вход отрабатываюшего уси лителя 5. Таким образом, максимальная

5 7361 по модулю переменная дифференциального пюанения имеет постоянную величину, ко, торая задается в начальный момент времени и затем сохраняется неизменной в процессе решения задачи.

Устройство экспериментально испытывалось при решении различных задач на аналоговых ЭВМ. Устройство работает с дифференциальными уравнениями, имеющими положительные, отрицательные О и комплексные характеристические числа.

Решаемая задача может иметь неконтролируемые коэффициенты, изменяемые произвольно во времени. .Использование изобретения позволяет t 5 решать различные задачи на ЭВМ по более простой схеме и получить более высокую точность решения.

Формула изобретения

Устройство для изменения масштабов, 20 содержащее решающие каналы, каждый из которых состоит из сумматора, первый вход которого соединен с источником входного сигнала, выход сумматора через интегратор подключен к первому входу ум- 25 ножителя, выход которого соединен со

18 6 вторым входом сумматора, и отрабатывающий усилитель, выход которого подключен ко вторым входам умножителе@решающих каналов, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения точнос ти решения, устройство содержит блок выделения канала максимальных по модулю сигналов, а в каждый решающий канал введен ключ, вход которого подключен K выходу сумматора, управляющий вход ключа соединен с соответствующим выходом блока выделения канала максимальных по модугпо сигналов, входы которого соединены с выходами интеграторов решающих каналов, а выходы ключей решающих каналов подключены ко входу отрабатывающегэ усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США №, 3778607 кл. 235-1 83, 1 9 73.

2. Заявка. Японии M 49-19341, кл. 97(8) С2, 1974, 3. Авторское свидетельство СССР № 591868, кл. Я 06 9 7/00, 1976 (прототип) . фиг f

736118

Составитель С. Белан

Редактор А. Мотыль Техред Н. Ковалева Корректор T. Скворцова

Заказ 2277/7 Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4