Устройство для моделирования обыкновенных дифференциальных уравнений

3074 О 4 Стива Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства чс Заявлено 24.Х.1969 (ЛЪ 1370270(18-24) 06 15 32 Ч 11 К присоединением заявки .чв риоритет омитет пс дел изобретений и открытипри Совете МинистровСССР Ъ 1.1971. Вюллетещ М 20ния описания 13 Х 111.1971 ДК 681.3.51(088.8/пуоликовапо2 ата опублико Авторы1 зобретения Н. Малиновс В, П. Бою нститут кибернетики АН Укра витель УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОБЫКНОВЕННЬ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙи модели- еренциальа оборудоИзобретение относится к области вычислительной техники.Известны устройства для моделирования обыкновенных дифференциальных уравнений, содержащие цифровой блок, аналоговые запоминающие устройства, последовательно включенные два суммирующих усилителя с цифровыми управляемыми сонро ивлениями во входных цепях и интеграторы.Известные устройства требуют прровании систем обыкновенных диффных уравнений большого количестввания и времени.Устройство отличается от известных тем, что оно содержит в цепях между входами и выходами интеграторов и входами суммирующих усилителей и выходами цифровых управляемых сопротивлений управляемые от цифрового блока ключи. Выход второго суммирующего усилителя соединен через ключи с аналоговыми запоминающими устройствами, выходы которых подключены ко вторым входам интеграторов.На чертеже приведена блок-схема устройства для моделирования, например, системы обыкновенных дифференциальных уравнений, полный порядок которой равен четырем,Устройство содержит цифровой блок 1, аналого-цифровые преобразователи 2, аналоговые интеграторы 3 - 6, цифровые управляемые сопротивления 7 - 10, суммирующие усилители 11 и 12, аналоговые запоминающие устройства 13 - 16, ключи 17 - 31 и цифровое управляемое сопротивление 32.Для моделирования одного дифференциального уравнения четвертого порядка включаются ключи 21 - 23 между интеграторами 3 - 6.С помощью ключа 17 подключается аналоговое запоминающее устройство 13 и выходу О суммирующего усилителя 12. На цифровыеуправляемые сопротивления 7 - 10 из цифрового блока 1 выдаются соответствующие коды коэффициентов, а на цифровое управляемое сопротивление 32, аналоговый вход 33 которо гд подключен к источнику эталонного напряжения, выдается код, соответствующий правой части дифференциального уравнения. В зависимости от знака коэффициентов уравнения и учитывая инвертирование полярности интегра- О тором, включается одна из пары ключей 24или 25, 26, или 27, 28, или 29, 30, или 31, соединяя соответствующие цифровые управляемые сопротивления 7 - 10 со входом первого 11 или второго 12 суммирующего усилителя.25 Цифровые управляемые сопротивления 7 -10 выполняют функции умножения аналоговых значений производных на коды коэффициентов, выдаваемые на них из цифрового блока 1. Тогда на выходе суммирующего усили О тл 12 получается знач:нпе суммы произве 30740425 зо 35 40 дений значений производных и решения на коды коэффициентов уравнения, которая через ключ 17 и аналоговое запоминающее устройство 13 поступает на вход интегратора 3 и представляет собой напряжение обратной связи для моделирования данного дифференциального уравнения.Закон изменения переменных коэффициентов и нелинейные преобразования отрабаты ваются в цифровом блоке 1.При моделировании системы четырех дифференциальных уравнений первого порядка ключи 21 - 23 между интеграторами разомкнуты. На цифровые управляемые сопротивления 7 - 10 и 32 поступают коды коэффициентов и правая часть первой строки системы дифференциальных уравнений, В зависимости от знака этих коэффициентов включаются ключи 24 или 25, 2 б, или 27, 28, или 29, 30, или 31. Выход суммирующего усилителя 12, на котором получается значение суммы произведений аналоговых величин с выходов интеграторов 7 - 10 на коды, задаваемые с цифрового блока 1, с помощью ключа 17 подключается к аналоговому запоминающему устройству 13. Значение напряжения, запомненное на этом устройстве, является суммарным напряжением обратных связей и правой части для интегратора 3,Затем на цифровые управляемые сопротивления 7 - 10 поступают коды коэффициентов и правая часть второй строки системы дифференциальных уравнений, размыкается ключ 17 и замыкается ключ 18. Аналоговое запоминающее устройство 14 запоминает суммарное напряжение обратных связей и правой части второй строки системы дифференциальных уравнений на входе интегратора 4.Аналогично осуществляется обработка третьей и четвертой строк системы дифференциальных уравнений, после чего цикл многократно повторяется.Интеграторы 3 - б осуществляют непрерывное интегрирование ступенчатых значений напряжений обратных связей и правых частей,поступающих на их входы с аналоговых запоминающих устройств 13 - 1 б.При моделировании системы дифференциальных уравнений различных порядков с помощью ключей 21 - 23 образуется столько цепочек последовательно соединенных интеграторов 3 - 6, сколько уравнений (строк) имеет система. Каждая цепочка содержит такое количество интеграторов 3 - б, каков порядок соответствующего ей дифференциального уравнения. Связи между отдельными цепочками интеграторов разомкнуты.На цифровые управляемые сопротивления 7 - 10 поочередно выдаются коды коэффициентов каждой строки системы уравнений, тогда на выходе суммирующего усилителя 12 поочередно получаются значения напряжений обратных связей и правых частей каждого дифференциального уравнения, которые через ключи 17 - 20 и аналоговые запоминающие устройства 13 - 1 б подаются поочередно на первый интегратор соответствующей цепочки последовательно соединенных интеграторов. Предмет изобретения Устройство для моделирования обыкновенных дифференциальных уравнений, содержащее цифровой блок, аналоговые запоминающие устройства, последовательно включенные два суммирующих усилителя с цифровыми управляемыми сопротивлениями во входных цепях и интеграторы, отличающееся тем, что, с целью упрощения моделирования систем дифференциальных уравнений, оно содержит в цепях между входами и выходами интеграторов и ходаи суммирующих усилителей и выходами цифровых управляемых сопротивлений управляемые от цифрового блока ключи, причем выход второго суммирующего усилителя соединен через ключи с аналоговыми запоминающими устройствами, выходы которых подключены ко вторым входам интеграторов.,5 аказ 2193,8 Издм 928 Тираж 478 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, 7 К, Раугпская наб., д. 4 ЬТипография, пр. Сапунова, 2