Устройство для решения дифференциальныхуравнений

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 282416 Сова Саветскиз Ооцивлистическиз РеспубликЗависимое от авт. свидетельства М Кл, 42 гп, 100 Заявлено 19.И,1969 ( 1338437/18-24)с присоединением заявки МПриоритетОпубликовано 19.Х.1970. Бюллетень М 35 ЧПК 6 061 1/00УДК 681.333 (088.8) Юоаатет оо двлаа изобретений н открытий ори Совете 1 т 1 инистров СССРДата опубликования описания 15.1.1971 Авторыизобретения В. И, Панчишин и Б. Б. Нестеренко Институт математики АН Украинской ССРЗаявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВН ЕН И ЙИзвестны специализированные вычислительные устройства для решения методом моделирования дифференциальных уравнений в частных производных, например УСМ, использующие в качестве моделирующей среды сетку резисторов,Недостатком этих устройств является то, что в процессе решения уравнений невозможно с достаточной скоростью управлять структурой среды, т. е. изменять по необходимому закону величины сопротивлений резисторов, составляющих сетку, что значительно ограничивает класс решаемых уравнений и снижает возможности этих устройств, Недостатком известных устройств является также необходимость подключения в узловые точки сетки запоминающих конденсаторов для моделирования правой части дифференциальных уравнений, Кроме того, в этих устройствах скорость задания граничных условий и решения уравнений ограничена возможностями ручного управления нли сервопривода.Предложенное устройство отличается тем, что с целью расширения класса решаемых уравнений и увеличения скорости вычислений оно содержит оптроны, соединенные в сетку, образующую моделирующую среду переменной структуры - модель-сетку, и подключенные к ней последовательно соединенные блок задания структуры сетки и блок управления структурой сетки. Сопротивление фоторезисторов оптронов управляется блоком задания структуры сетки путем изменения яркости источника света, а блок управления структурой 5 сетки подключен к выходу программного устройства, два других выхода которого соединены с блоком управления машины ц с входным электронным коммутатором моделц-сеткц через цифро-аналоговыи преобразователь ц 10 блок задания граничных условий. Кроме того,выходы блока управления устройства подключены к программному устройству, к соединенному с нцм устройству ввода программы, к блоку задания структуры сетки, к выходному и 15 входному коммутаторам модели-сетки, к запоминающему устройству ц к блоку сравнения.Выходной коммутатор через аналого-цифровой преобразователь соединен с запоминающим устройством, выход которого, так же как ц вы ход регистра промежуточной памяти, подключен к блоку сравнения, соединенному с ццфропечатающим блоком, и к коордцнатному блоку, а устройство визуального контроля подключено к запоминающему устройству и к вы ходному электронному коммутатору моделисетки.Результаты моделирования могут быть получены либо в двоичном коде ца цпфропечатающем устройстве, либо в графическом виде с 30 помощью координатного устройства, 2874165 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 б 5 11 а чертеже приведена б;Ок-схема предлагаемого устройства.Устройство состоит из пульта управления 1, устройства управлсшя 2, устройства вводя 3 программы, программного устройства 4, блока задания граничных услов 1 п 5 с преобразователем типа код в анал, коммутатора граи 1 лпьх условий б, блока управления структурои сетки 7, блока задания структурь 1 сски 8 с преобразователем тиия код - аналог, моделирующей сетки переменной структуры 9, выходного коммутатора 10, выходного преобразователя код - аналог 11, запоминаяиего устройства 12, регистра промежуточной памяти 13, устройства сравнения 14, координатного устройстьа 15 визуального контроля, блока ручного задашгя граничных условий 1 б, блока ручного управления структурой сетки 17 и блока питашя 18.Для упрощения сетка представлена одним узлом. В действительности сетка может набираться по любой нужной схеме (ир 5 хОугольной, ромбической, звездной, объехной и т, д.) с необходимым количеством узлов. Каждый узел сетки состоит из фоторезисторов с индивидуальным источником управляющего света - оптронов.Программа решения дифференциального уравнения в закодированном виде поступает через устройство ввода 3 в программное устройство 4, которое выдает соответствующие команды на блок задания грашчных условий 5 и на блок управления структурой сетки 7. Блок задания граничных условий 5 преобразует поступающий из программного устройства 4 код и с помощью функциональных блоков вырабатывает соответствующие необходимым граничным условиям напряжения, которые через коммутатор граничных условий б поступают в определенные узловые точки сетки.Устройство управле 1 шя структурой сетки 7 в соответствии с программой вырабатывает команды, поступающие на соответствующие устройства блока задания структуры сетки 8. Блок задания структуры сетки 8 с помощью г 1 реобразователя код - аналог формирует необходимые величины напряжений питания для управления световым лучом источника света какдого фоторезистора сетки, В зависимости от яркости светового луча устанавливаются необходимые сопротивления фоторсз исто ров, составляющих сетку. Лвтоматическим управленцех яркости луча источника света можно в процессе решения уравнения автоматически управлять сопротивлением каждого оптрона и всей сетки в целом но заданной программе.Через промежутки времени, определяемые программой, узловые точки сетки в определенной последовательности с помощью выходного коммутатора 10 подключаются к выходному преобразователю аналог в к 1, н результаты моделирования в двоичном коде поступают в запом 1 шающее устройство 12. При необходимости результаты сразу хогут Оыть 31- фиксированы с помощью цифропсчятяющсго устройства. Если нсобходихо зафиксировать узлы с равными значениями но 1 снциялов в ш 1 х, т. е, снять эквипотенциалы, то соотвстству 1 ощш этой величше иотешшала код переписывается из заномн 1 яющего устройства 12 в регистр нромекутошой памяти 13 и последовательно сравнивается устройством сравненияс кодахи потенциалов всех Т 01 ек сетки д,я одного и того же момента времени. Устройство сравнения 14 одноврех 1 енно производгг подсчет числа шагов сравнения и в случае равенства кодов выдает номер шага сравнения, т. е. номер узла сетки с необходимым потенциалом.1-1 омер узла сетки выдается на координягиое мстр 011 ство 15 и може Оыт. зафиксирован цифропсчатающи м устройством.Для контроля граничных условии, вели ин соиротивлешш фоторезисторов и для выборочного просмотра потенциалов в узлах сетки предназначено устройство 15 визуального контроля. Контроль граничных условий и величины сопротивлений фоторезисторов осуществ" л 51 ется с помощьО ВыходногО кох 1 хутторя 10.Кроме автоматического режима в устройстве предусмотрен ручной режим работы, В этом случае управление структурой сетки осуществляется с помощью блока ручного управления структурой сетки 17, а задание граничных условий - с помощью блока ручного задания граничшях условий 1 б.Управление работой устройства осуществляется с пульта управления 1 через устройство управления 2, которое согласует работу блоков машины,Контроль граничных условий и величины сопротивлений фоторезисторов осуществляется с помощью выходного коммутатора. Предмет изоб ретенияУстройство для решения дифференциальных уравнений в частных производны.;, содержащее модель-сетку, блок управления, блоки задания начальных 1 граничных условий, аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи, устройство визуального контроля, программное устройство, блок сравнения, запоминающее устройство, цифропечатающее устройство и координатный блок, оглча,оцееся том, что, с целью расширения класса решаемых уравнешш и увеличения скорости вычислешш, оио содержит оптроны, соединенные в сетку, образуюшую моделирующую среду переменной структуры - модель-сетку, и подключенные к ней последовательно соединенные блок задания структуры сетки и блок управления структурой сетки, причем сопротивление фоторезисторов оитронов управляется блоком задания структуры сетки путем изменения яркости источи.я свет, я Олок управления счруктурой сетки нодклкгчеи к выходу прораммного устройства, двя других выхода которого соединена с Олокох 1 и 1)явления мяш:1- иы и с вховы 1 элс 1, рОии 1 л коыхмтятороъ моде.и 1-сетки срез цифро-аалоговый преоб287416 Составитель Е. В. ТимохинаРедактор Е. В. Семанова Техред А. А. Камыщникова Корректор В. И, Жолудева Заказ 3697 5 Тираж 480 1,НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете,талине ровСр .Чоеква, Ж.ЗЗ, Раушекаи наб., д. Е 5 Т нография, пр. Саинова, 2 разователь и блок задания граничных условий, кроме того, выходы блока управления устройства подключены к программному устроиству, к соединенному с ьим устройству ввода программы, к блоку задания структуры сетки, к выходному и входному ком.мутаторам моделисстки, к запоминающему устройству и к блоку сравнения, причем выходной коммутатор через аналого-цифровой преобразователь соединен с запоминающим устройством, выход которого, так хке как и выход регистра промежуто гной памяти, подключен к блоку сравнения, соединенному с цифропечатающим блоком, и к 5 координатному блоку, а устройство визуального контроля подключено к запоминающему устройств и к выходном; злектронном коммутатору модели-сетки.