Цифровое устройство для решения дифференциальных уравнений

(51) М. Кл.0 06 Г 15/32 Гооудвротввнны ноынтвт СИР но данаи нзобратвний н открытий(53) УДК 681,14 (088.8) Дате опубликования описания 05,03,79 В. Л. Волковыскнй и О. А. Титов Рязанский радиотехнический институт(54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЩЕНИЯ ДИффЕРЕНЦИАЛЬНЫХУРАВНЕНИЙИзобретение относится к области вычисли- тельной техники и может быть использовано при построении ЦВМ, а также в качестве самостоятельного устройства при решении задач навига. цни.Известно устройство 111, в котором для решения задач используется метод Рунге - Кутта того илн иного порядка,Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для решения дифференциальных уравнений (21, содержащее решающие блоки, коммутаторы, блок управления, блок ввода-вывода, в котором входы ре. шающих блоков соединены через соответствующие коммутаторы со входом устройства.Недостатком известного устройства является низкое быстродействие,Цель изобретения - повышение быстро. действия.Поставленная цель достигается тем, что в цифровое устройство, содержащее первый ариф. мешческий блок, два множнтельно- суммирующих блока. и блок управления, причем выход первогомножительно-суммирующего блока 2соединен с информационным входом первогоарифметического блока, управляющий вход ко.торого соединен с выходом блока управления, авыход поцключен ко входу второго множи.тельно-суммирующего блока, выход которого3 соединен с выходом устройства и первым входомпервого множительно-суммирующего блока, второй вход которого соединен с входом устройства,введены блок экстраполяции и три дополнитель.ных арифметических блока, информационные1 О входы которых соединены с соответствующимивыходами первого множителыю- суммирующегоблока, управляющие входы - с выходом блокауправления, а выходы - с входами второгомножительно.суммирующего блока. Выходы перт. вого и второго арифметических блоков соединены с входами блока зкстраполяции, выход кото.рого соединен с третьим входом первого множи.тельно. суммирующего блока,Структурная схема устройства представленана чертеже.Устройство содержит множительно-суммирующие блоки 1, 2, арифметические блоки 3 - 6,блок 7 управления и блок 8 зкстраполяции.651347 поступают на вход блока 1, Блок 1 вычисляет значения аргументов одновременно для блоков 3 - 6, которые работают теаерь независимо и од. новременно, Блок 2 вычисляет значения ф )к+11 Чк+чЧ, которые поступают на вход блока 1 как исходные для сле. дующего шага интегрирования. Использование устройства в системах автома. тического управления позволит повысить нх 16 быстродействие в 4 раза, Цифровое устройство для решения дифферен.циальных уравнений, содержащее первый арифме.тический блок, два множительно.суммирующихблока и блок управления, причеМ выход первогомножнтельно-суммирующего блока соединен синформационным входом первого арифме.тического блока, управляющий вход которогосоединен с выходом блока управления, а выходподключен ко входу второго множительно.суммирующего блока, выход которого соединенс выходом устройства и с первым входом цер.вого множительно-суммирующего блока, второйвход которого соединен с входом устройства,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ловы.щения быстродействия, в устройство введеныблок экстраполяции и три дополнительных арифметических блока, информационные входы кото.рых соединены с соответствующими выходамипервого множительно-суммирующего блока, управляющие уходы - с выходом блока управления, а выходы - с входами второго множительно.суммирующего блока, выходы первого и второгоарифметических блоков соединены с входамиблока экстраполяции, выход которого соединен стретьим входом первого множительно-сумми.рующего блока.Источникиинформации, принятые вовнимание лри экспертизе.1. Малая цифровая вычислительная машина"Наири в ," Техническое описание ПЫ - 700.000ТО, часть 4, 1970,2, Авторское свидетельство СССР Иф 565299,кл, б 06 Р 15/32, 1975,гдеИХ фХ +Кь хЧ(Х)Чк; Ч (х )-Ч,к0; 1, 2, ., и. Ь=ХСх ,Ч,)114 к =(к, Ч ) Гь) АХ" -Ь"гк к егк к кйХ Х + - Ч фЧ+Ч +ьхьх Ф дк фьк к 2ак к к(4)юфУстройство работает следующим образом,После установки исходных значений ЗфХо,(о.,Ч происходит вычисление на блоках2 - 6 значений правой части интегрируемого урав.нения и значений результата При эвам на и-рвыхшагах до йолучейия необходимого для экстраполяции числа значений Йк Ъг пары блоков 4"3, 4 и 5, 6 работают последовательно. Так лриэкстраполяции по двум точкам потребуется 2таких шага, по трем точкам - 3 шага и т.д. Послеполучения требуемого числа значений Ь, и Ь,блок экстраполяции 8 начинает формировать "ээкстраполированные значениями, и Ьз, которые Устройство решает дифференциальные урав., пения по методу Рунге - Кутта четвертого порядка для интегрирования уравнений второго порядка вида: Ч %(х,з) )при начальных условиях У 1 Х ) =.Чи шагеинтегрирования Ьх используются формулы651347 Составитель Н. Палеев Техред О,Андрейко Л. Утехяиа Мельниченк ре Заказ 807 46 Тираж 779 Подписи ЦНИИПИ Государственного комятета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., и. 4/5