Цифро-аналоговый статический интегратор

Союз Советских Социалистических РеспубликКомитет по делам изобретений и открыт ори Совете Мииистро СССРавторызоб ретения Т. Лукьянов и Б. П, Шахо явитель ФРО-АНАЛОГОВЫЙ СТАТИЧЕСКИЙ ИНТЕГРАТО или л л и+1 ли+1 и+1+1,г Ллуй)л ул л и - 1 л л г 5 дномепрово д Г д- 1 (Ц)дх д дыми и,н- а 1./ 5 ачальными условиями: (1; ) = ; У (х; О) = ; (х) (1 0Т,граничн У(0; 1) 0 х ет х разностях зап ц 1 - иа) - л 1( конечн которое В+1 /Л л л л -В вычислительнои технике известны цифроаналоговые статические интеграторы, содержащие блок памяти, аналоговое вычислительное устройство, цифро-аналоговые и аналогоцифровые преобразователи.Предложенный интегратор отличается от известных тем, что в нем аналоговое вычислителыное устройство содержит цифровые управляемые сопротивления и через цифроаналотовые и аналого-цифровые преобразователи подключено к блоку магнитной памяти. Это позволяет упростить интегратор, повысить его точность и расширить класс решаемых задач.Раббота интегратора основана на математическом моделировании разностной аппроксимации исходного дифференциального уравнения.Рассмотрим, например, нелинейное о рное уравнение типа уравнения тепло д- ности где г = Лх 2/Л 1.Блок-схема интегратора для решения урав нения приведена на чертеже.Интегратор содержит магнитную ленту 1 для записи тактовых импульсов, дорожки 2 и 3 записи значений функции в двоичном коде, головку считывания 4, головку записи б, электронный коммутатор б, устройство задания граничных условий 7, сдвигающие регистры 8 (схемы преобразования последовательного кода в параллельный), цифро-аналоговые,преобразователи 9, цифровые управляемые сопротивления 10, операционный усилитель 11 (схема сложения), аналого-цифровой преобразователь 12, генератор тактовых импульсов 13, преобразователь 14 параллельного кода в последовательный.Значения функции К соответствующие моменту времени К, записаны на магнитной ленте 1 (дорожка т). Для К= 0 эти значения являются начальными условиями, а для К)0 значения функции получаются из предыдущего шага решения. На дорожке 2 этой же ленты записаны тактовые импульсы. Напряжение со считывающих головок 4 поступает на электронный коммутатор б, который производит преобразование числа, записанного последовательным кодом, в число, записанное парал21 Тираж 530Комитета по делам изобретений и открытий при СоМосква, Центр, пр. Серова, д, 4 Заказ 2 ЦНИИП Подписное е Министров СССРпография, пр, Сапунова, 2 лельным кодом, и передачу его,на один из регистоов 8. На двух других регистрах остается значение функции для двух предыдущих (по пространсгвенной координате) точек сетки. Таким образом, на трех регистрах имеется запись значений функции С/ в точка а+1, п и и - 1. В начале и в конце цикла решения коммутатор, подключают к одному из регистров устройства 7 для задания граничных условий (применение запоминающих устройств, например, на перфоленте позволяет решать задачи с переменными граничными условиями). Регистры 8 управляют работой цифро-аналоговых преобразователей 9, с выхода которых снимаются напряжения, пропорциональные значениям функции, Кроме того, регистры 8 задают величину цифровых управляемых сопротивлений 1 О, включенных во входную цепь операционного усилителя 11. Напряжение на выходе операционного усилителя равноЕ = Ул - Уп+Я в Р в Р1 и+1 пл - 1где У ь КУ+ - ,напряжения на выходе преобразователей 9; Р,+, Р, Р,значения сопротивлений на выходе усилителя, а Р - сопротивление в цепи обратной связи.Настроив цифровые управляемые сопротивления таким образом, чтобы их проводимость была пропорциональной Х, для крайних ис г-- для средних сопротивлений, и1выбрав величину Я = - , получим на выходегусилителя напряжение, пропорциональное значению искомой величины У 4Цифровой эквивалент напряжения К,полученный на выходе аналого-цифрового преобразователя 12 подается на преобразователь 14 параллельного кода в последова 5 тельный. Значение и тактовые импульсы, снимаемые с генератора И, записываются на магнитную пленку с помощью голодовок 5.Для перехода к двухмерным задачам вместо магнитной пленки можно использовать 10 магнитный барабан с блоком считывающих,записывающих и стирающих головок. Решающий элемент в этом случае составляется из пяти или более сопротивлений, На одной половине барабана записываются исходные дан ные, а на другой - решение для последующего интервала времени. После использования данных из,блока памяти для нахождения очередного распределения они стираются, и ча их месте записывается вновь, получаемый 20 результат и т. д. Параллельно с записью решения на магнитном барабане происходит печать решения на бумажную ленту,ЕПредмет изобретенияЦифро-аналоговый, статический интегратордля решения линейных и нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных, содержащий блок памяти, аналоговое вычислительное устройство, цифро-аналогоЗ 0 вые и аналого-цифровые преобразователи, отличающийся тем, что, с целью упрощения, повышения точности и расширения класса решаемых задач, в нем аналоговое вычислительное устройство содержит цифровые управляемые сопротивления и через цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи подключено к блоку магнитной памяти,