Устройство для решения обратных задач теории поля

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1741286ъс.(22) Заявлено 180178 (21) 2570005/18-24с присоединением заявки Мо(51)М, Кл. С 06 С 7/46 Государственный комитет СССР по.делам изобретений и открытий(71) Заявитель Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехническийинститут(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ОБРАТНЫХ ЗАДАЧТЕОРИИ ПОЛЯ 10 15 30 Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано для решения обратных краевых задач в линейной постановке.Известно устройство для решения обратных задач теории поля, содержащее делитель напряжения, вход которого подключен к источнику эталонного напряжения, управляемые стабилизаторы тока, выход первого из которых через сеточную модель соединен с первым входом блока сравнения, интегратор, блок памяти, коммутатор 1. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для решения обратных задач . теории поля, содержащее В-сетку, выходы которой подключены к одним входам сумматоров, другие входы которых соединены с выходами блока эталонных напряжений 2 .Недостатком известных устройств 25 является то, что в них при решении не учитывается погрешность исходной информацииЦель изобретения - повышение точности решения. Цель достигается тем, что устройство для решения обратных задач теории поля, содержащее В-сетку, выходыкоторой подключены к одним входамсумматоров, другие входы которых соединены с выходами блока эталонных напряжений, содержит дополнительнуюВ-сетку, ключевые элементы, интеграторы, управляемые стабилизаторы токаи блок сравнения, выход которого подключен к управляющим входам ключевыхэлементов, выходы которых соединенысо входами интеграторов, выходы которых подключены ко входам Н-сетки через первую группу управляемых стабилизаторов тока и к одним входам блокасравнения, другие входы которого соединены с выходами сумматоров и входами управляемых стабилизаторов токавторой группы, выходы которых черездополнительную В-сетку соединены синформационными входами ключевых элементов,На чертеже представлена блок-схемапредлагаемого устройства.Устройство для решения обратныхзадач теории поля содержит В-сетку 1,дополнительную й-сетку 2, сумматоры 3, блок эталонных напряжений 4,741286 блок сравнения 9 формирует сигналокончания процесса интегрирования,ключевые элементы 5 и интеграторы 6переводятся в режим хранения . Приэтом на выходе стабилизаторов тока 7и 8 .фиксируются величины токовч Щ,) .Величины токов ц(Б д) представляют собой в определенном масштабе исковые тепловые потоки (граничные условия 11 рода), Измерив напряжениев граничных точках Б Р-сетки 1 мож О но определить требуемые значения,граничных условий 1 рода. Наконец,коэффициент теплообмена Д.(граничные условия 111 рода) можно найтииз выражения М(,с(,(й ):,с 50 здесь Ь - матрица коэффициентов влияния от точек Ю к точкам М;, реализуемая В-сеткой 1, Ь означает операцию транспортирования к Ь. При этом незави симо от взаимного расположения55 точек иБ и М всегда обеспечивается сходимость переходного процесса.Иэ приведенного рассмотрения динамики работы устройства нетрудно видеть, что процесс подбора Р Ут ебуемого значения величины тока Ч(Н,1) в схе О ме будет продолжаться до тех пор, псе 1 от ка поле, образуемое в В-сетке действия этих источников не совпадет с требуемым полем Ф(М) с заданной заранее степенью точности. 65.мчевые элементы 5, интеграторы 6,первую группу управляемых стабилизаторов тока 7, 8, блок сравнения 9,вторую группу управляемых стабилизаторов тока 10, 11В исходном состоянии В-сетка 1реализует заданные условия постановки краевой задачи. На дополнительнойВ-сетке 2 известные граничные условия полагаются нулевыми. Входными ве"личинами для устройства служат напряжения Ф (М ) - электрические аналогитемператур Т(М ) в некоторых точкахМ тела, которйе задаются блоком эталонных напряжений 4 на соответствующие входы сумматоров 3. Выходнымивеличинами являются подлежащие определению токи, напряжения, сопротивления - аналоги тепловых потоков икоэффициентов, входящих в граничныеусловия, для некоторого другого набора точек тела И.Ключевые элементы 5 разомкнутыи связь между В-сеткой 2 и интеграторами 6 отсутствует,Работа устройства начинается сзамыкания ключевых элементов 5. Навыходе каждого интегратора 6 образуются некоторые напряжения П(Н.,1), которые,преобразуясь в управляемом стабилизаторе тока 6 в соответствующиевеличины тока п(М,), поступают в точки И Н-сетки 1.3Образуемое этими токами полеУ(М;) сравнивается сумматорами 3 стребуемым распределением напряженийФ(М;) . Величина рассогласования,такназываемая фневязка г(М,),точки Б дополнительной К-сетки 2поступает на вход интеграторов 6.Можно показать, что электрическиепроцессы в модели описываются следующей системой обыкновенных дифференциальных уравнений йс(, (н" И)=1 Ф(М ) Ч (И О) =С (ИНазначение блока сравнения 9 впереходном процессе - согласоватьточность образуемого приближенногорешения на выходе интеграторов 6 спогрешностью задания исходных данных.Для этого, в частности, в блоке сравнения 9 сравнивается величина3У (И,) 1) + ( с величиной невязки) г (М;,)Ц, здесь 3 - коэффициент,учитывающий погрешность аппроксимаюции исследуемого объекта его В-сетки 1, - коэффициент, устанавливающий уровень погрешности исходныхданных, погрешность задания температуры Т(М ), значок-0 обозначаетодну из общепринятых норм вектора. (5 При малых значениях параметра г, неличина невязки является преобладающей,т.е. Нг( Ьф(1 ЯО(,М 0+Ь,20что означает, что решение У(И;) не достигло требуемого уровня. По мере сходимости переходного процесса величина невязки уменьшается, и в момент 25, когда выполнится неравенствоЬ (в, )и МФ)(ф( здесь Б - напряжение, моделирующееСтемпературу среды ТсА . - коэффициент масштабирования.Таким образом, вне зависимости от ,того какой вид граничных условий вос)станавливается, устройство работает единообразно согласно рассмотренному выше.Время переходного процесса можно менять в широких пределах в зависимости от постоянных времени интеграторов 6.Предлагаемое устройство можно применять также и для решения линейных обратных краевых задач в нестационарной постановке.741286 Формула изобретения Составитель И. ДубининаРедактор Н. Каменская Техред М.Петко Корректор Е. Папп Заказ 3205/48 Тираж 751 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная, .4 Устройство для решения обратных задач теории поля, содержащее В-сет" ку, выходы которой подключены к одним входам сумматоров, другие входы которых соединены с выходами блока эталонных напряжений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, устройство содержит дополнительную В-сетку ключевые элеР 10 менты, интеграторы, управляемые стабилизаторы тока и блок сравнения, выход которого подключен к управляющим входам ключевйх элементов, выходы которых соединены с входами интеграто 15 оов, выходы которых подключены ковходам В-сетки через первую группу,управляемых стабилизаторов тока и кодним входам блока сравнения, другиевходы которого соединены с выходамисумматоров и входами управляемых стабилизаторов тока второй группы, выходы которых через дополнительнуюВ-сетку соединены с информационнымивходами ключевых элементов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 459782, кл. С 06 С 7/46, 1975.2. Инженерно-Физический фурнал,1973, т. 4, 9 3, с. 520-525.