Устройство для решения краевых задач

 

881781

Colo 3 Советски к

Социапистичесник

Респубпии

ОП ИСАН

ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ТЕЛ

Ф г

1 г уГ г (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву(22)Заявлено 26.07.79 (21) 284352

)М. Кд, G 06 С 7/56 с присоелинением заявки РЙГааударстакккыб камктат

СССР (23) Приорнтетаа делам кзабретенкй к аткрыткй

Онублнковано 15.1I.81. Бюлл

) УДК 681 333 (088.8) Дата опубликования описания.

3

3. С. Козлов, Н. Т. Прокофьев,, B. И:"Ростовцев и Д. И, Стариков ( (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ КРАЕВЫХ ЗАДАЧ

Изобретение от. юси тся к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для электрического моделирования краевых задач с процессами скрытой теплоты,, Известно устройство для моделирова- > ния тепловых процессов с фазовыми переходами, содержащее RC-сетку, источники напряжения, диоды, постоянные и переменные резисторы, делители напряг о жения и операционныи усилитель 1, Наиболее близким к изобретению является устройст во, содержащее RC-сетку, управляемый стабилизатор тока, интегратор, источник опорного напряже15 ния, схему сравнения, подключенную к интегратору и управляемому стабилизатору тока, пороговый блок, вход которого подключен к интегратору, а выход соединен с управляемым:стабилизатором

20 тока, измерительное устройство напряжений узловых точек.RC-сетки, вход которого присоединен к выходу RC-сетки 2 .

Основным недостатком этих устройств являются невозможность получения ре" шения краевых задач с процессами скры" той теплоты на электромоделях RC-сеток с периодизацией решения и недостаточные быстродейств я и точность.

Цел ь и зобрет ения - повышение точности и быстродействия устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для решения краевых задач, содержащее RC- сет ку и блок сравнения, введены блок интеграторов, блок стабилизаторов напряжения, источник опорного напряжения, блок or" раничения, коммутатор и генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом коммутатора, выход ко" торого подключен к первому входу блока стабилизаторов напряжения, выход которого соединен со входом блока интеграторов, первый выход которого подключен к соответствующему узлу

RC-сетки, выход которой соединен с первым входом блока сравнения, выход которого подключен к второму входу коммутатора, выходы источника опорного напряжения соединены соответственно со вторыми входами блока стабилизаторов напряжения и блока cpaa" нения, второй выход блока интеграторов соединен со входом блока ограничения, выход которого подключен к третьему входу блока стабилизаторов напряжения.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для решения краевых задач; на фиг. 2а - график зависимости тока открытой теплоты от времени", на фиг. 2б - среднеинтегральное значение тока скрытой теплоты за период.

Устройство содержит RC-сетку 1, источник опорного напряжения 2,бЛок сравнения 3, генератор импульсов 4, коммутатор, блок стабилизаторов напряжения 6, блок интеграторов 7, блок ограничения 8, Блок интеграторов 7 представляет собой набор приборов магнитоэлектрической системы со световым указателем (световая стрелка). При поступлении на вход прибора периодически повторяющихся сигналов тока световой указатель показывает среднеинтегральное значение тока за период.

Блок ограничения 8 представляет собой светоприемное устройство, устанавливаемое на шкале приборов магнитоэлектрической системы со световым указателем, выполняющим роль интеграторов. Светоприемное устройство выполнено на базе фотоэлементов (фотодиод, фоторезистор и т.n.). .При отклонении светового указателя прибора до установленного предела световой луч падает на светоприемное устройство, которое выдает сигнал. Светоприемник блока ограничения может устанавливаться в любом месте шкалы прибора со световым указателем, Коммутатор 5 представляет собой схему, распределяющую последовательность импульсов на входы блока стабилизаторов напряжения 6, а также осущЕствляющую распределение выключающих импульсов на тот стабилизатор напряжения, который входит в режим установленного ограничения.

Стабилизатор напряжения может работать в режиме "включено-выключено".

При подаче на включающий вход импульса выход стабилизатора напряжения подключается ко входу интегратора.

При подаче на выключающий вход импуль1781

Д са управления ст вбили затор напряжения переходит в режим "выключено" „т ° е.

его выход отключается от входа инте» гратора. Этот процесс повторяется периодически с частотой периодизации решения.

Электромодели RC-сетки с периодизациеи решений принадлежат к моделям с малой постоянной времени. Для обес>о печения нормальной работы электромодели в условиях автоматического повторения решений рабочий цикл делится на два периода: период Т„ - время решения и период - время подготовки, Время >.„ делится на 101 импульс, длительность каждого из которых равна 13 от времени 7.„

Скрытая теплота учитывается устройством следующим образом.

После расчета масштабных коэффициентов моделирования, исходя из электротепловой аналогии и выбора параметров модели RC-сетки 1 рассчитывают для каждого узла, который будет претерпевать фазовое превращение, величину количества электричества q>, соответствующего скрытой теплоте Q.

На фиг, 2а показан примерный гра- фик зависимости тока скрытой теплоты

30 в узле от времени начала фазового перехода Т„ до времени его окончания

Заштрихованная площадь при изменении времени от „ до i равна q > и связана с током скрытой теплоты 3 соотношением (фиг. 2б)

/» к ц = ) 1(, )47. ч

Блок интеграторов 7 показывает4в среднеинтегральное значение тока скрытой теплоты 3<>S за полный период решения Т на модели

"л + Я

I pv

Величины q, 3

Следовательно, для любого узла границы фазового перехода до исследования задачи на модели, зная величины q и Т» определяют 3<>.S который в определенном масштабе соответствует скрытой теплоте фазового перехода.

Устройство работает следующим об55 разом.

В момент наступления в узловой точке RC-сетки 1 напряжения кристал,лизации U, соответст вующего темпе88178

Формула изобретения ратуре протекания фазового перехода, напряжения на входах блока срав ения

3 становятся равными и на его выходе вырабатывается сигнал, поступающий на вход коммутатора 5. 5

С генератора импул ьсов 4 и мпул ьсы поступают на входы коммутатора 5, на выходе его выр абаты вает ся тот порядковый номер импульса, который стробируется сигналом с выхода блока сравне- о ния 3, этот импульс соот вет ст в, ет времени начала фазового перехода. Он по ступает на включающий вход блока 6, иа потенциальный вход которого поступает с источника опорного напряжения

2 напряжения U которое через блок интеграторов 7 с этого момента посту" пает в RC-сетку 1. Как только блок интеграторов 7 покажет среднеинтегральное значение тока 3 S, с его выхода поступает оптический (световой) сигнал на вход блока ограничения 8, На выходе блока ограничения 8 вырабатывается электрический сигнал, который поступает на выключающий вход блока 6i

C момента включения и до момента выключения на потенциальный вход блока 6

Поступает напряжение U от источника опорного напряжения 2 с таким расчетом, что на потенциальном выходе блока 6 вырабатывается напряжение U ð.

Таким образом, напряжение О рудерживается в узловой точке RC-сетки 1 до тех пор, пока световая стрелка блока интеграторов 7 не покажет значения зз тока за период решения Т» равного

Зср S, что соответствует скрытой теплоте Q узловой точки.

В предлагаемом устройстве по сравнению со схемой Либмана время решения 4о (при прочих равных условиях) уменьша1 6 ется в несколько раз (в частности, для двухмерных задач на 200-250 узло" вых точках в 8-10 раз), повышается точность решения, так как время на электромодели представлено непрерывно.

Устройство для решения краевых задач, содержащее RC-сетку и блок сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродей твия, в него введены блок интеграторов, блок стабилизаторов напряжения, источник опорного напряжения, блок ограничения, коммутатор и генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом коммутатора, выход которого подключен к первому входу блока стабилизаторов напряжения, выход которого соединен со входом блока интеграторов, первый выход которого подключен к. соответствующему узлу

RC-сетки, выход которой соединен с первым входом блока сравнения, выход которого подключен к второму входу коммутатора, выходы источника опорного напряжения соединены соответственно со вторыми входами блока стабилизаторов напряжения и блока сравнения, второй выход блока интеграторов сое" динен со входом блока ограничения, выход которого подключен к третьему входу блока стабилизаторов напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ю 465635, кл. G 06 G 7/56, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР и 408331, кл. G 06 G 7/56, 1972 (прототип).

881781

Составитель И. Дубинина

Техред И.Голинка Корректор И. Коста

Редактор Н. Ромжа

Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4

«»

Заказ 9976/75 Тираж 748 Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, N-35, Раушская наб., д. 4/5