Устройство для моделирования распределенных объектов управления

1 САНИЕ р 491960 ОП ИИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Ресвублик) М. Кл. б 06 д 7/4 Государственный комите Советд Министров ССС(71) Заявитель Г. Н, Азаров и В, Е. Прокофьев арьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯРАСПРЕДЕЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ УПРАВЛЕН вследд, кавляется и мости меняется одимость ичиной я у провод апряжен ть посто амплит процессе решения изизменяется и пров зистора, Второй пр лияние на величин ого транзистора н е оно не может бь относительно нуля го импульса У, изменна, а потенци сительно нулевого времени, но и от уз точками в ствие чего нала трап сильное в д, открыт В ИС-сетк поскольку крывающе затвор, не чек атно только во я /зи янным да от подаваемого на алы узловых тоизменяются не ла к узлу. ена принципиальная ели-сетки вместе со сетки 1 состоит из по- стоки которых соедиразуя узловую точку Изобретение относится к области аналоговой и гибридной вычислительной техники и предназначено для решения задач теории поля с произвольными граничными условиями, а также задач управления объектами с распределенными параметрами.Известно устройство для моделирования распределительных объектов управления, содержащее ЯС-сетку, полевые транзисторы, последовательно соединенные усилитель постоянного тока и широтно-импульсный модулятор, в цепи обратной связи которых включен дополнительный полевой транзистор, и сток которого через первый резистор соединен со входом усилителя, к которому подключен второй резистор, конденсатор и через управляемый нелинейный элемент узловая точка ЯСсетки.Недостаток его - невысокая точность из-за зависимости величин узловых проводимостей от величины и полярности напряжения между соседними узловыми точками РС-сетки, а также уровня потенциала каждой точки относительно нулевого. Первая причина обусловлена тем, что полевые транзисторы имеют нелинейную и несимметричную характеристику тока стока 1, от напряжения сток - исток У, при постоянном напряжении затвор - исток У,. В то же время в модели величина и полярность напряжения между узловыми Целью предлагаемого изобретения является повышение точности моделирования.5 Согласно изобретению, указанная цель достигается тем, что между стоком и истоком каждого из используемых полевых транзисторов включены два последовательно соединенных резистора, к общей точке которых под ключен через диод в прямом направлении затвор полевого транзистора, который через встречно включенный диод соединен с выходом широтно-импульсного модулятора. 25 На чертеже изобра схема одного узла м схемой управления, Каждый узел модели левых транзисторов 2,30 иены между собой, о1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 модели, Между узловой точкой и нулевым потенциалом включен конденсатор 3.Управление параметрами модели осуществляется по затвору схемой управления 4, которая представляет собой последовательно соединенные усилитель 5 постоянного тока и широтно-импульсный модулятор 6, замкнутые отрицательной обратной связью, в цепь которой включен дополнительный полевой транзистор 7.Элементы схемы 5, 6, 7 вместе со входным резистором 8 и усредняющим конденсатором 9, представляют собой компенсационную схему преобразования входного напряжения У,. подаваемого на входной зажим 10, в проводимость д перехода сток - исток полевого транзистора 7. Поэтому относительная длиФ тельность у прямоугольных импульсов У, действующих на выходе широтно-импульсного модулятора 6, пропорциональна проводимости д. Эти импульсы, амплитуда которых изменяется от - Удо +У(максимально допустимых напряжений затвор - исток для используемого типа транзисторов), управляют работой полевых транзисторов 2 и 7.Следует отметить, что для управления параметрами модели вместо рассмотренной может быть использована и другая схема преобразования напряжения в проводимость, построенная, например, на основе балансного мостового вычислительного устройства.Высокоомные, последовательно соединенные резисторы 11 одинаковой величины обеспечивают подачу половины напряжения сток - исток У, через диод 12 на затвор транзистора. За счет этого, как известно, достигается линеаризация стоковой характеристики 1 с=(Оси) полевого транзистора и симметричная работа его относительно полярности напряжения С. Включение диодов 12 позволяет исключить влияние управляющего сигнала на потенциалы узловых точек в момент подачи на затворы полевых транзисторов запирающих импульсов +У.Устройство работает так, что наличие положительного управляющего широтно-импульсного сигнала +У обеспечивает разомкнутое состояние полевого транзистора независимо от величины потенциала узловой точки. При этом только должно выполняться условиец) цс.+ ц.,где Ус- максимально возможное напряжение узловой точки модели-сетки; У, - напряжение отсечки, при которомполевой транзистор полностью закрыт.При появлении на выходе широтно-импульсного модулятора 6 отрицательного импульса с амплитудой - О 4 - Ус,пдиод 13 закрывается, При этом величина внешнего управляющего сигнала, подаваемого на затворы всех полевых транзисторов, равна нулю, Поэтому проводимость канала полевого транзистора максимальна и не зависит от полярности напряжения сток - исток при изменении его величины в пределах -1-1 В, Этого вполне достаточно для эффективного использования полевого транзистора с управляющим р - и-переходом в качестве управляемой проводимости Я С-сетки.Для расширения диапазона изменения напряжения, при котором сохраняется линейность узловой проводимости, а также выравнивания величин проводимостей открытых транзисторов в схеме используются резисторы 14.При решении нелинейных задач параметры сетки должны в процессе решения изменяться по заданным законам в функции получаемого решения. В модели это достигается за счет включения между узловой точкой РС- сетки и входом усилителя 5 управляемого нелинейного элемента 15 с требуемой вольт-амперной характеристикой,Формула изобретенияУстройство для моделирования распределенных объектов управления, содержащее ЯС- сетку, полевые транзисторы, последовательно соединенные усилитель постоянного тока и широтно-импульсный модулятор, в цепи обратной связи которых включен дополнительный полевой транзистор, исток которого через первый резистор соединен со входом усилителя, к которому подключены второй резистор, конденсатор и через управляемый нелинейный элемент узловая точка ЯС-сетки, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, оно содержит дополнительные резисторы и диоды, причем между стоком и истоком каждого из полевых транзисторов включены два последовательно соединенных резистора, к общей точке которых подключен через диод в прямом направлении затвор полевого транзистора, который через встречно включенный диод соединен с выходом широтно-импульсного модулятора,