Устройство для решения дифференциальных уравнений

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУи 1 552612 Софе Ооветоки Социвлиетическик Республик(23) Приорите Опубликовано Дата опублик Государственный квмитет Совета Министров СССР(72) Авторы изобретен Козло Н. Малиновский, В. П. Боюн и 71) Заявите ена Ленина институт кибернетики АН Украинской СС) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙИзобретение относится к области вычислительной техники и может быть использованопри построении цифровых интегрирующих машин и однородных структур.Известно устройство для решения дифференциальных уравнений высоких порядков11, содержащее интеграторы, соединенныепоследовательно, блоки умножения, входы которых подключены к выходам соответствующих интеграторов, а выходы - к входам первого интегратора,Недостатком этого устройства являетсябольшой объем аппаратурных затрат для решения дифференциальных уравнений высокихпорядков. 15Известно также наиболее близкое к изобретению устройство для решения дифференциальных уравнений, содержащее интеграторы,соединенные последовательно, блоки умножения и сумматор 21, 20Известное устройство также имеет большойобъем аппаратурных затрат.Цель изобретения - упрощение устройства.Это достигается тем, что в устройство введены регистр и узел выделения приращения. 25Выход сумматора соединен с первым входомузла выделения приращения, первый выходэтого узла через регистр -первым входомсумматора, остальные входы которого связаны с выходами блоков умножения, Первый и 30 второй входы каждого блока умножения подключены к выходам соответствующего последующего интеграторов, а третин и четвертый входы являются входами соответствующих групп входов устройства. Второй вход узла выделения прир ащения соединен с входом устройства, а второй выход - с входом первого интегратора, выход последнего интегратора - с выходом устройства. Блок умножения содержит два регистра, два узла преобразования кодов и сумматор, выход которого соединен с выходом блока, а входы сумматора через узлы преобразования кодов - с выходами регистров, входы которых связаны с первым и вторым входами блока, входы узлов преобразования кодов - с третьим и четвертым входами блока.Блок-схема устройства представлена на фиг. 1; функциональная схема блока умножения - на фиг. 2,Устройство содержит интеграторы 1, блоки 2 умножения, сумматор 3, узел 4 выделения приращения, регистр 5. Каждый блок умножения включает в себя регистры 6, 1, узлы 8 и 9 преобразования кодов, сумматор 10.Работает устройство следующим образом.В регистры 6,первых блоков 2 заносятся коды коэффициентов, в регистры 6, 7 (+1)-го блока 2 - коды других коэфф 1 циентов.3На (+1)-й блок 2 подается приращение функции, а на другие блоки 2 поступают приращения переменной и ее производных,В первом такте осуществляется выдача младшего разряда коэффициентов с регистров б, 7 на сумматоры 10, в которых вычисляются произведения приращений переменной и функции на соответствующие коэффициенты, на первый вход сумматора 3, на который в этом же такте выдается младший разряд ос"атка предыдущей итерации из регистра 5, в освободившийся разряд которого заносится с выхода сумматора 3 через блок 4 младший разряд значения правой части уравнения.В результате работы устройства на последующих тактах вычисляются остальные разряды правой части уравнения и запоминаются в регистре 5. Затем на блок 4 подается управляющий сигнал, по которому на выход блока 4 выдаются разряды переполнения, которые поступают на первый интегратор 1, В интеграторах 1, соединенных последовательно друг с другом, осуществляется операция интегрирования и вырабатываются новые значения переполнения.11 оследующие итерации осуществляются аналогично изложенному, причем значение правой части уравнения, вычисленное на предыдущей итерации и зафиксированное в регистре 5, используется в последующей итерации, поступая последовательным кодом младшими разрядами вперед на сумматор 3.Устройство имеет меньшее количество оборудования по сравнению с прототипом, так как из устройства исключены часть блоков 2 умножения, количество входов сумматора 3 уменьшено в два раза, а дополнительно введенные узел 4 выделения приращения и регистр 5 требуют меньших затрат аппаратурных средств, чем один блок 2 умножения.Формула изобретенияУстройство для решения дифференциальных уравнений, содержащее интеграторы, соединенные последовательно, блоки умножения и сумматор, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит регистр и узел выделения приращения, при чем выход сумматора соединен с первым входом узла выделения приращения, первый выход которого через регистр соединен с первым входом сумматора, остальные входы которого соединены с выходами блоков умножения, 10 первый и второй входы каждого из которыхсоединены с выходами соответствующего и последующего интеграторов, третий и четвертый входы каждого блока умножения являются входами соответствующих групп входов 15 устройства, второй вход узла выделения приращения соединен с входом устройства, а второй выход - с входом первого интегратора, выход последнего интегратора соединен с выходом устройства.20 2. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что блок умножения содержит два регистра, два узла преобразования кодов и сумматор, выход которого соединен с выходом блока, а входы сумматора через узлы преоб разования кодов соединены с выходами регистров, входы которых соединены с первым и вторым входами блока, входы узлов преобразования кодов соединены с третьим и четвертыми входами блока.30Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Баранов В. Л. и др. О расширении алгоритмической возможности ЦДА последова- ЗЗ тельного действия, Цифровые модели и интегрирующие структуры. Труды межвузовской научной конференции по теории и принципам построения цифровых моделей и цифровых интегрирующих машин. Таганрог, 1970.40 2. Воронов А. А. и др. Цифровые аналогидля систем автоматического управления, М изд. АН УССР, 1960.бб 2612Руг. 1Фиг. 2Составитель Л, Козлов Редактор И. Грузова Техред А, Камышникова Корректор А. Галахова Заказ 676/16 Изд. Мо 318 Тираж 899 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2