Сеточный интегратор для решения нелинейных задач

и 11 48 Ю 43 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 01.03.73 (21) 1890900118-2 л. С 06 д 714 51) с присоединением заявки Ъе(23) ПриоритетОпубликовано 15,08.75. В 1 оллстснь30Дата опубликования описаш 1 я 22.01.76 ственныи комите Совета Министров СССпо делам изобретениии открытий(72) Авто окофь В изооретени ьковский ордена Ленина политехнический институ им. В. И. Ленина(54) СЕТОЧНЫЙ ИНТЕГРАТОР ДЛЯ РЕШЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ЗАДАЧИзобретение относится к области аналоговой и гибридной вычислительной техники и предназначено для моделирования нелинейного уравнения нестационарной теплопроводности с учетом зависимости теплофизических характеристик л, С,у от температуры Т,Известно устройство, позволяющее решать иа РС-сетках нелинейные задачи. Для этого в ием параллельно каждому узловому смкостнотму элементу ЯС-сетки Включается нелинеиный преобразователь, представляющий собой усилитель постоянного тока, во входной цепи которого включено нелинейное сопротивление. К недостатку указанного устройства следует отнести сложность схемы и невысокую точность, что объясняется отсутствием непосредственной связи между узловой емкостью и нулем схемы, а также необходимостью иметь в наличии большое количество (по числу узловых точек) идентичных нелинейных сопротивлений с легко перестраиваемыми в широких пределах вольт-амперными характеристиками.Цель изобретения - упрощение устройства и повышение точности его работы,Для этого предлагаемый сеточный интегратор содержит последовательно соединенные триггер Шмитта и кл 1 очевой элемент, первый и второй выходы которого непосредственно и через емкостный элемент параллельно подключены к емкостному элементу 1 тС-сетки,диодиый ключ, выход которого соединен со входом емкостного элемента и вторым выходом ключевого элемента, и эмиттерный повторитель, подключенный входом к первому вы ходу ключевого элемента, а выход эмиттсрного повторителя соединен с первым входом триггера Шмитта и входом диодного кл 1 оча, причем второй вход триггера Шм 11 гта подключен к Выходу гс;1 сратора напряжения.10 На чертеже приведена функциональная схема одного узлового элеме 1 гга предлагаемого сеточного интегратора.В приведенной схеме резистивные элементы1 вместе с емкостиым элементом 2 представ ляют собой известные элементы КС-сетки, являющиеся электри 1 сскими аналогами соотВетствснно теплопроводности л и теплосмкости Сматериала.Для учета зависимост:1 тсплофизических 20 свойств л, С,у, входящих в уравнение теплопроводности, от температуры емкости 1 тС-сетки должны в процессе решения изменяться по требуемым зависимостям в функции потенциалов узловых тонок 1,1 о. В да 11 ном интеграторе 25 это достигается за счет периодического подключения параллельно емкостному элементу 2 дополнительного смкостного элемента 3. Для этого в схеме пр 11 мснси ключевой элемент 4, В качестВе которого мо;кст бьть использован 30 тра;1 зисторныи интегральный прерыватель, 4 г)1)43,10.ГВИН; 3 Б О Г Г, г .,:. . ; ГНТ Д -НГЦг :1 Р 3 З ) - )сР:Б.5 Оц И" 3" 0;( Кг:ОЧГБО "0 ЭЛ) ,:Г "."" 31 ХО Л ГрГГСрс 1.,1 М)ттд ), БЫ) и цКг; :, 3 СХЕМГ ;эо)1 ь 3 и 1)0 но-импмгь(ИО)О мод"лято)я. Ои ;1)ОНЗ)О 13 СЭ ЯБ:с НИГ: Ио Г ГНИ:1 ЛГд Т,)ЛОВОЦ1 к ц Я С- с с Г(и (. и с о ц 0 д:1 Г Г к н )г) л и эжи и- ГМ СПГцаЛЬИОЦ ФОРМЫ Ь , - ,), )ЬЭс,о;ГЬБ)Г ) )Э Г(Н(.РсТС)03.иЭГН:) ), гс,к( Эгс:Я ГТЭОЕП; Т:1 К:1.,1 001,Л 30"1) с;)1.КОДЛ ТЭИГГГ. рлняСг если 1Гг гггр Е("Нр Зс Гст иллцн 5 Б Гхсмс ЛГ)сс.).) 3 3ЭКБ)Ба.1 СНП:2 СЭ 1 КОГТЬ, Г:ЛО 1(.,НЛ)1 33)1013 МС ТОЧК) ЕГ -ГСТКИ, ВЯВНЛС.с. С, +; (г) Сгде С, н С - соответствсн)0 емкости элеТ,миггов 2 и 3, =- - - - относггсл ця,литсль.Тность )рямо) гоьньх импульсов; Т- - псрцолслсдОВания 1 эпульсОВ;- Б)с.15 в тсченисКОТОРОГО ЕлОЧС)30) ЭгГ)гГИ . ЗЯМК)МТ П 1 Э 1Э 1 ОМ Ь )= 1 ВгХ)ПаРЯМСтРЗавцеитг С ОДНОЙ СтОРО:Ы, От уООБНЯ ПОТСИЦ:сГ 12 . С, д Г:ртто 0 г форм 1 ИЯН;)5 Ж(.НЦ (;,г (Т) . (.О: Г С гБУ 1 СИ,Н, БГо(- 1)ОЭ ОЭМ 11 Эс О )1 дгРу(с)ц)гг )30 г)0 150(НРО - ЦЗБСГТ:1 ГО;)ОИ БЦ; ЗсВСН)гОСТ 1 С==,Г,) Н, СЛ Г О) с 1 ТОЛЬ:10, С.10 ДС,НРО В сЬ ТРС Ос Г г М 10:С- линейность г рснаемом уравнении. ,л фор 331 РОВЯИИ 5 НЯПРг)КС 1:Я уг ,Т) ИСПОЛЬЗУСГС единыц,ля Бссй модели; с.срлтор )апкс- НИЯ 6. ОН гОЖ(ЭГ ОЬ 1.0)ТЭОСН ГИос Цс;НС- к 1 стнО)г, лнс)0 л ЯндгО. (Бг 1.Рнннинс 1) ПОГ,ГДНГ)с СгсС Б КдгГГТБГ НсО ЭОХГ )ЬГ .3 . П 0 Г) Ь 3 0;с 113 0С Р Я И О И Ц Ь 1: У Г Н )1 Ц Т Г Л Ь. Б О Б Х 0 Я- НОЙ НГГ и КОТОЭО 0 ИЛИ Б ООРЛ ГН 01: СБ 5)ЗН БКЛЮЧсио ИЕЛИНСЦНОС;Л;1; ЦРЛБЛс,ОГ; ОИРО),г);Г нце Г Гэеоусэой вольтэнГрной х рактериСТИ КОЙ, ПП;1 сСЭ 1 На ВХО( Э" О" 0 МИгИГЛ 51 ОЛЖ ПОДЯ 32 ТЬС 51 ЭЛЗБСРТ)Зс 110) НЦ)006 Р 23310 Г 3 япр 5 ксие Г перно:ом Т.Г 5 )-й 310)МС 3 Т 1 ЭсдЗМЫК 23 И 5 К,10 СВОГО ЭЛС- мснтя 4 ня сэКостнох элсмсн 1 е 3 )СГлГГс 51 напряжение К; равное в этот э,оэГгг )янр)- кеии 0 03 -- Ь,ня смкостом эгсмГпгс 2. 1 э ТСсСНИС ИНТС 1)вала ВРС)С И, КОГДс. КЛО 1 ЕВОЙ элемент1)азомкпУт, 132;1 Р 51 жснис (Ес, = - Г)г) изменяется, поэтому Б Ггедуо.й,) -й )гОЪ 1 ЕНТ 32 ыссяиЯ КЛОЧЛ ГНЛЧ 2:гя .р(;130 гСт скясОк няп 1 эяжсни 51, ВызВяцнь 1 Й Б 11 эдВипвянием напркен)Й иа Оокля.кях сэ)костных элс- ментоВ 2 и 3, я Затем у)ке гаг 1 стс цх сов- местныЙ 321 эяд (1) азряд) . Дг 51 иск,10 чени)1 скачка в интеграторе 1 спольз) югся эмиттсрНц г 1 и).,; ,. Ь,).) г) 1 Б ;,.,.)ЭИ-ГГ)Ц Ь 3 й Г)ОЗТО" (, . Бь, (И;0),1 г Г;Э БХС) (ОМ НС 0 .., ) 1г ) 1 Б : Ч.)Лг . ,гГ1 ) " : Ц Г )Ц г3р)глной гГ ) Г.)( Й:3 ЛГМС) ГБ 3 Н Э,Гэ:".Срл 11;ипгтя 3 :д элэоту 1:нтс-раторя.Оско)ЬХ Г коэ(аг)1 ППГПТ :С;л и н), э)гц ГСр:О ") Повг 003 Ге: г .1".3 ь)( с .,3:3,31 Ь 1,НР ЗсЭЦ 1:Л: гг, )Ггг)с г)э)", )Г;Г. )Л Л:30:3)ЬН.К)1О2 .)М :". Г. 1: 3 с) 3: 1 р ".Т : 51,:1. Л (; ОО р О ,1 ,. ;:, Б ",), О; " , , ,Ц;г)Л, г Ь) г :гОьсЗГ Г , )1;)гг Б. Э 1( Э)сц 1 ГОЭ=-С)С. При рязмыкяиии кл:очевого элемента 4 Сг =С, ОД аКО Прн ЭТОМ СМКОСПЬй:):3 элсмснт 3 поодолжяст Зяр 5)кятьс, ПО уке ненепосредственно от у зловой точки, а черездиОдиый к,110 6 Быхо.ны) няпэ)1 жсннем э:1: Г ерного позОр)1 тсл) 7, Б рсзульГатс этОГО иаПЭ)КГН 15 Нс 1 ООКЛЛДКЯХ Е)гсгег)1)Х ЭГЕМЕНТОБ2),) 2 и 3 Вссгл равны :езависнмо от ого, в кяКО) СОСТОННН К;ЮгСВОИ Э,с МСНТ 4 НсХОдит 051: Зс)КНУЮЭ И 1 И 1 Э 23031 КНУ"О ПЭ 1 ЭТОМ ИГКГЮ 12(.ТСЯ СКЛЧОК Нс,ПЭЯЖГИИ) :) 31031 ЕНТ ЗяЫКЯ ПНЯ КНоСВО 0 Э,1 СЭ 1 С 11 сг сг, .)С СДСТБс 1,56 О точност: рсне 13 я задаи:10 ВынясГ 51.БОЗМОЖНОСТЬ В ЯННОМ ИНТЕ;ЭЛТОг)С ИРОСТО 10 НЗЭ 1 ГНСНП Бцлс 1 ЗсБ)1 СИ МОСТИ Сс г) ПОЗБОЛ 5 С ЦСНО;11 ЗОВЯТЬ СГО ДЛ 51 )ЭсиСц) Ис ТОЬКгН 1)51 ЦХ, НО ООРЯТНЫХ Н ИнвсгЭГЫХ Зс) Т 2 Ч 1 С.13 ЛОцрОБОЛПО ти, Г 1 рн ЭОМ дг 5 3 Гг Б.ГХлиней)остей, Вход)н 3 х) рлвнс 3;с цеста;иоНс)ОЙ (Н,ОН)ОБО;).Ос".1, ОНО ДОЛЖНО (гьтьсоотвсгст)у:он)э Оо эязом прсоорязовано сПОЗОН 110 НцГГ "РЛ. Ь 1;ОГО гЭГОРсЗОГс)511 ХЭ;Гофд1;, ", М Г г:) О рСи 5С Г;)ЧНЬй Ц Г .ГР)3 ГОЭ,)151 Р( Н.г,5 с Лц:СИ.пых зяллч, со,ерилИй Е 7 С-Г(ткм, смкосЫй Э)1 ГЭЕН Г;: ".Г)ссцгр) 3)с)рКо 13:51, 0 1 Л 3 1 Л )ОИ: Ц С 51 Г), г ГО, С;Сг);ОПРО)НСНИ 5 , Гт)оиСГБа Ц ПОЗ;ЧЦ те:ОСт:1 С О Р)ООТЫ, Ог ГО,(3 С 1 ЭЛ)1 .ОГ 1.гБ)1 ГГцо Со(.И)Г).БС Гр)1,1:Э11 М.3 ) Кг)г).кой -.лсмс 1, 3;сивыйвторой 110 ь) коОро "0:сп)Г). Бсц 0 и че 1)сз с 1- кост:ыц элсэснт пл;:япьсльно подклочены к ГКОСПОЗ э)ГМ".),С-с. тк 1. Иодцыи к,10:1, ВЫХОД КСО)ОГО Го ;:3:Сц СО БХЭ;ОМ С)КОСНО- о элемент: и )иго)1 м вьхо Ом ключевого эл 31 снтд, и эм)1:"(.рн 1.и повт 01 э).тсг:,:Одкл 10 чсиН)1 Й 3 ХОДОЭ К НЕЭВОЭ ВЫХОДУ КГНОЧСЗОГО ЭСМСЯ, с Вг ХОД ЭМИТ 1 С;):10 О НОВОРИТС)151 СОСО,ИНГИ С ПСЭВЬМ:3 СДОЭ 1 ГЭ 13 ГСРс) 1111.ТГЯ 1Бхо.031 дноэнйг) к)1 ю 12, нэнчс.,1 Бто)эой Бхо. рг г Ер111г "2 г ",к Юч(, .;0.у ГЕнгс481043 Составитель В. ПрокофьевРедактор Б. Панкина Техред Т. Миронова корректор А, Галахо Тираж 679Совсга Мииил ров ССС 1открытийюб., д. 45 аказ 3205/7ЦНИИ одиисное ииограгпии, п 1 ь Сиитиоиа. Изд.1804И Государственного комитс и по делам, изобретений: Москва, Ж, Раушская