Аналого-цифровая система для решения задач теории поля

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,1) 543002 Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл.з 6 06,1 3/О с присоединением заявки Государственныи комитет Совета Министров СССРата опубликования описания 07.02.7(72) Авторы изобретени Машк Мацевитый,ачев Институт проблем машиностроения АН Украинской ССР1) Заявител 54) АНАЛОГО-ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА ДЛЯ РЕШТЕОРИИ ПОЛЯ Я ЗА ЛУ= Е с однородньврихлесе=0 на г аевым условием Дисти) ( авлено в ви( ранице обла 1)приближенно может быть предст де 5У: в (х у) 5 геье (х, у), (2)Егде функции в и ф, могут быть представлены в том или ином виде, причем, функция оз отлична от нуля внутри рассматриваемой области и равна нулю на ее границе, а функция т 1 равна единице в е,/-м узле некоторой сетки, покрывающей область, и равны нулю во всех остальных точках (узлах) . Функции 15 о(х,у) и тр,; могут быть представлены в видеформул, построенных с помощью Я-операций.шоу и других или с Тогда величина формуле25 У (х;,у)ы (хе,у)ние искомой функции во иней точке (х;, у);ние функции оз в той же где (/(х;,наче нутре паче очке,го уравнения второизводных типа и (х;, у 1 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения координатных функций при решении задач теории поля структурными методами для тел сложной геометрической формы.Известна аналого-цифровая система, содержащая набор аналоговых блоков выполнения операций, соединяемых между собой по заданной программе с помощью устройства коммутации, которое управляется цифровой вычислительной машиной 111. Для этого в памяти ЦВМ хранится список, в который занесены все аналоговые блоки. Известна также аналого-цифровая система, выполняющая операции по моделированию процессов, содержащая аналоговые блоки, процессор, запоминающее устройство и многоканальное устройство сопряжения аналоговой и цифровой части системы 2, Эта система позволяет для решения задач теории поля использовать сеточные методы и получать решение лишь в отдельных точках исследуемой области, что в ряде случаев является недостаточным. Из известных систем наиболее близкой к изобретению по технической сущности является система, содержащая аналоговую и цифровую вычислительные машины, блок коммутации, аналогоцифровой преобразователь и блоки выполнения Я-операций 3,Решение дифференциальнорого порядка в частных п х - хпомощью их композ 1 щий.гможет быть определена п3Подставляя найденные значения гв выражение (2) получаем аналитическое выражение для приближенного решения задачи Е/о(х,у). Тогда координатная последовательность для того или иного вариационного метода (Ритца, Галеркина, наименьших квадратов и т. д,) может быть представлена в виде 10 15 20 25 где ;, ф,(, =О, 1) - некоторые полные последовательности полиномов (Чебышева, Фурье и т. п.).Таким образом, вопрос о построении координатных последовательностей в свою очередь сводится к получению упомянутых выше величин.Система, описанная в 12, позволяет получать величины, используя аналоговую модель исследуемой области из электропроводной бумаги, механический координатник и блоки выполнения Р-операций, построенные на операционных усилителях. Однако эта система характеризуется малым быстродействием (снятие поля модели производится вручную), а также ограниченными возможностями в части реализации Р-операций. С усложнением конфигурации исследуемого объекта и граничных условий сложность координатных функций возрастает и их формирование на аналоговом принципе может превратиться в трудно реализуемую проблему.Целью изобретения является повышение коэффициента использования оборудования и увеличение быстродействия. В описываемой системе это достигается тем, что в нее для решения задач теории поля введены блок сопряжения и индикатор координат, выходы которого подключены к соответствующим входам блоков выполнения Р-операций, вход соединен с выходом блока коммутации, выход аналогоцифровой вычислительной машины через последовательно соединенные блок коммутации, аналого-цифровой преобразователь и блок сопряжения соединен со входом цифровой вычислительной машины, выход которой через блок сопряжения соединен со входом блока коммутации, выходы блоков выполнения Я-операций подключены к соответствующим входам аналого-цифрового преобразователя.На чертеже представлена блок-схема описываемой аналого-цпфровой системы для решения задач теории поля,Она состоит из аналоговой вычислительной машины 1, цифровой вычислительной машины 2, блока коммутации 3, аналого-цифрового преобразователя 4, блока сопряжения 5, индикатора координат б, связанного с блоками выполнения Р-операций 7 ь 7 7 ьКонструктивно система может быть выполнена на базе простейших аналоговых машин,Зо о(х у)," С,р,(х) (у),35 40 45 50 дд 60 например на базе интеграторов, с соответствующим коммутационным полем. В качестве аналого-цифрового преобразователя могут быть использованы серийно выпускаемые блоки, блоки выполнения Р-операций могут быть собраны на базе усилителей серийных аналоговых машин типа МНили на базе усилителей, выполненных на интегральных схемах.Напряжение, снятое в узле модели, образованной на машине 1, при помощи блока коммутации 3 поступает через аналого-цифровой преобразователь 4 и блок сопряжения 5 в цифровую вычислительную машину 2, Одновременно с этим индикатором соординат б фиксируются координаты вышеуказанного узла, информация о которых передается на блоки выполнения Р-операций 7. ЦВМ через блок сопряжения запрашивает выходную информацию с соответствующих блоков выполнения Р-операций, которая через аналого-цифровой преобразователь 4 и блок сопряжения 5, поступает в ЦВМ, где формируются величины г;1, участвующие в построении Уо(х,у), к чему, в конечном счете, сводится построение координатных последовательностей,Дальнейшее решение задачи производится такке цифровой вычислительной машиной.Формула изобретенияАналого-цифровая система для решения задач теории поля, содержащая аналоговую и цифровую вычислительные машины, блок коммутации, аналого-цифровой преобразователь и блоки выполнения Р-операций, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения коэффициента использования оборудования и увеличения быстродействия, она содержит блок сопряжения и индикатор координат, выходы которого подключены к соответствующим входам блоков выполнения Л-операций, вход соединен с выходом блока коммутации, выход аналого-цифровой вычислительной машины через последовательно сосдппенные блок коммутации, аналого-цифровой преобразователь и блок сопряжения соединен со входом цифровой вычислительной машины, выход которой через блок сопряжения соединен со входом блока коммутации, выходы блоков выполнения Р-операций подключены к соответствующим входам аналого-цифрового преобразователя.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент США3795798, кл. 235 - 150.5, опубликован 1974.2. Патент США349331, кл. 235 в 1.5, опубликован 1970.3. Авторское свидетельство СССР43039 РМ. Кл, 6 Обб 7/48, 1973.Заказ 10311 Изд.101 ИПИ Государственного комитета по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушс