Гибридное вычислительное устройство для решения нелинейных задач теплопроводности

.Ж лф 1 . р 1 аяьсйтбнтно-т -ъ О 1.л Союз Соеетекн СоцналнстнческРеспублик ОПИСАЙ- ИЗОБРЕТЕН 809 К АВТОРСКОМУ СВИДВТВД(61) нительное к авт, саид ву 2Кл,6 м Заявлено 26.07.76 (21) 2387исоединеиием заявкиосудврственнмй кометеСовета Мнннстров СССно делам нзооретвннйн открытнй(45 опубликования описания 2) Автор изобретени С. Ыакаиян ститут проблем машиностроения АН Украинской СС 7 ) аявит(54) ГИБРИДНОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙС ДЛЯ РЕШЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ЗАДАЧ ТЕПЛОП ВОДНОСТИ Изобретение относится к аналого-цифровой вычислительной технике и предназначено для решения нелинейных задач теплопроводностиИзвестны устройства для моделирования нелинейных температурных полей 1). Однако универсальная ЦВМ не приспособлена для организации экономичного вычислительного процесса работы такого комплекса в целом из-за использования памяти ЦВМ, которая приводит к значительному увеличению времени загрузки ЦВМ. Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для решения задач теории поли, содержащее аналоговый процессор, состоящий из резистивной сетки, кодоуправляемого резистора и кодо- управляемого источника напряжения, причем входы аналогового пронессора связаны с первым и вторым выходами буферного блока памяти, соединенного с блоком ввода информации, выход и первый вход которого соответственно связаны с первыми входом и выходом арифметического блока, второй выход которого соединен с первым входом блока вывода результатов, коммутатор узловых точек. первый вход которого подключен к выходу аналогового процессора, а выход соединен с первым входол 1 аналого-цифрового преобразователя, выход которого связан с вторым входом блока ввода информации, а второй вход аналогоцифрового преобразователя объединен с вторым входом колсмутатора узловых точек и подключен к первому выходу блока управления, второй выход и первый вход которого связаны соответственно с вторым входом н третьим выходом арифл 1 етического блока, а третий .выход и второй вход блока управления соединены соответственно с вторым входом и вы.ходом блока вывода результатов 2). Это из.вестное устройство имеет сравнительно низкое быстродействие из-за частого дублирования вы числений для точек с одним и тем же потсн.циалом.Цель изобретения - повышение бьгстродействия. В описываемом устройстве это достигается тем, что в него дополнительно явеле" ны блок сравнения и блок памяти, первые вход и выход которого связаны соответственно с четвертым выходом и третьим входом блока управления, второй вход блока памяти 2 п объединен с первым входом блока сравненияи подключен к выходу аналого. цифрового пре.образователя, второи вход блока сравнении соединен с третьим выходом буферного блока памяти, а выходблока сравнения подключен к четвертому входу блока управлении, второй вы ход блока памяти соединен соответственна с598095 третьим входом блока ввода информации, третий вход блока памяти - к одноименному входу арифметического блока,На чертеже представлена функциональнаясхема описываемого устройства. Оно содержит аналоговый процессор 1, коммутатор 2 узловых точек, аналого-цифровой преобразователь 3, дополнительный блок 4 памяти, блок 5 вывода результатов, блок 6 ввода информации, блок 7 управления, арифметический блок 8, резистивную сетку 9, кодоуправляемый резистор 10, кодоуправляемый источник 11 напряжения, блок 12 сравнения и буферный блок 13 памяти. В узел аналогового процессора 1, помимо постоянных резисторов. входят кодоуправляемый резистор 1 О и кодо- управляемый источник 11 напряжения. После ввода исходных данных в . блок 6 и набора границ моделируемой области из него информация поступает в арифметический блок 8, где происходит вычисление варьируемых параметров для всей шкалы аналого-цифрового преобразователя с шагом, равным величине его младшего разряда, и результаты этих вычислений заносятся в дополнительный блок 4 памяти. После заполнения всех ячеек блока 4 блок 7 дает команду ввода и информация подается по кодовым шинам через буферный блок памяти к кодоуправляемым резистору 1 О и источнику 11 напряжения. Происходит формирование решения на аналоговом процессоре 1, которое через коммутатор 2 и аналого-цифровой преобразователь 3 поступает в дополнительный блок 4 и параллельно - в блоки 12 и 6. По команде из блока 7 информация выдается из блока 4 в блок 6, а блок 12 сравнивает величины потенциалов соответствующих узловых точек аналогового процессора 1, которые поступают в цифровой форме на входы блока 12 из аналого-цифрового преобразователя 3 (величина потенциала узловой точки на текугцем приближении) и буферного блока 13 (величина потенциала этой же узловой точки на предыдущем приближении). После обхода всех узловых точек в блок 6 ввода информации подается команда из блока 7 управления к занесению информации из аналогового процессора 1 через буферный блок 13 памяти; так процесс продолжается до пол ченпя приемлемого совпадения двух следуюппьх друг за другом приближений, Вслучассовпадения приближений из блока 12 в блок 7 управления посту пает сигнал о прекращении итерацион.,ого процесса на данном временном шаге и переходе к следующему. После этого делается шаг во времени и процесс решения продолжается. Ре 10 15 2 Е 25 30 35 40 45 50 гистрация результатов решения происходит с помоцью блока 5 вывода результатов на временном шаге, заданном программой.Таким образом, в описываемом устройстве сокращается время загрузки цифровой его части. Формула изобретенияГибридное вычислительное устройство для решения нелинейных задач теплопроводности, содержащее аналоговый процессор, состоящий из резистивной сетки, кодоуправляемого резистора и кодоуправляемого источника напряжения, причем входы аналогового процессора связаны с первым и вторым выходами буферного блока памяти, соединенного с блоком ввода информации, выход и первый вход которого соответственно связаны с первыми входом и выходом арифметического блока, второй выход которого соединен с первым входом блокл вывода результатов, коммутатор узловых точек. первый вход которого подключен к выходу аналогового процессора, а выход соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого связан с вторым входом блока ввода информации, а второй вход аналого-цифрового преобразователя объединен с вторым входом коммутатора уаловых точек и подключен к первому выходу блока управления, второй выход и первый вход которого связаны соответственно с вторым входом и третьим выходом арифметического блока, а третий выход и второй вход блока управления соединены соответственно с вторым входом и выходом блока вывода результатов, отличаюшееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены блок сравнения и блок памяти, первые вход и выход которого связаны соответственно с четвертым выходом и третьим входом блока управления, второй вход блока памяти объединен с первым входом блока сравнения и подключен к выходу а палого-цифрового преобразователя, второй вход блока сравнения соединен с третьим выходом буферного блока памяти, а выход блока сравнения подключен к четвертому входу блока управления, второй выход блока памяти соединен соответственно с третьим входом блока ввода информации, третий вход блока памяти подключен к одноименному входу арифметического блока,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Средства аналоговой и аналого-цифровой вычислительной техники. Сб. М., Машиностроение, 1968, с, 71 - 79.2. Авторское свидетельство СССР хо 497603, кл. 6 06 6 7/56, 1975.598095 Совета Министров Соткрытийская наб. д. 4,5од, ул. Проектная. 4 113035)илиал Г Редактор Л. ТюриЗак аз 1239/41 ЦНИИПИ Г Составитель И. ЛебедТехред О. Луговая Тираж 826 арственного комитета делам изобретенийМосква, Ж, РаушП Гатент, г. Ужго орректор С. Шекмародписное