Устройство для задания граничных условий на -сетке

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нц 744643(23) Приоритет Опубликовано 300680, Бюллетень М 24 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийДата опубликования описания 300680(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭАДАНИЯ ГРАНИЧНЫМИ УСЛОВИЙ НА НС-СЕТКЕИзобретение относится к элект-ронномуустройству пля моделирования граничных условий и может бытьприменено при исследовании физических полей методами электроаналогии,например, с помощью ВС-сеток.Известно устройство для заданияграничных условий, содержащее источник задающего напряжения и ключи почислу граничных узлов ВС-сетки, однивыводы которых объединены, а другиечерез граничные резисторы подключенык соответствующим узлам НС-сетки 1),Однако зто устройство имеет невысокую точность,15Наиболее близким техническим ре- .шением к изобретению является устройство для задания граничных условийна ВС-сетке, содержащее усилительпостоянного тока, вход которого соединен с контрольным резистором ичерез задающий резистор подключен кисточнику задающего напряжения, авыход подсоединен к базовому резистору и через последовательно включен,ные развязывающий и измерительныйрезисторы - к шине нулевого потенциала свободные выводы базового иконтрольного резисторов подключены к30 общему выводу ключей и к фильтрующему конденсатору, выводы ключей через граничные резисторы подключены к соответствующим узлам ВС-сетки, одна. обкладка сглаживающего конденсатора соединена с шиной нулевого потенциала (2).Недостатком устройства является недостаточная точность.Цель изобретения - повышение точностиУказанная цель достигается тем, что устройство для задания граничных условий на НС-сетке, содержащее усилитель постоянного тока, вход которого соединен с контрольным резистором и через задающий резистор подключен к источнику задающего напряжения, а выход подсоединен к базовому резистору и через последовательно включенные развязывающий и измерительный резисторы- к шине нулевого потенциала, свободные выводы базового и контрольного резисторов подключены к общему выводу ключей и к фильтрующему конденсатору, выводы ключей через граничные резисторы подключены к соответствующим узлам ВС-сетки, одна обкладка сглаживающего конденсаторасоединена с шиной нулевого потенциала,содержит первый и второй решающийусилители, шунтирующий и компенсирующая конденсаторы, одна обкладкакоторого через первый решающий усилитель подключена к выходу источниказадающего напряжения, первый вход которого соединен с другой обкладкойсглаживающего конденсатора и выходомвторого решающего усилителя, параллельно которому включен шунтирующийконденсатор , вход второго решающегоусилителя соединен с выводами развязывающего и измерительного резисторов, выход источника .задающего напряжения соединен с его вторым вхо-,дом.1На чертеже приведена блок-схемапРедложенного устройства.Устройство содержит граничныерезисторы 1, ключи 2, источник 3задающего напряжения, усилитель 4 2постоянного тока, базовый резистор5, контрольный резистор б, задающий резистор 7, развязынающий резистор 8, измерительный резистор 9,сглаживающий конденсатор 10, фильтрующий конценсатор 11, первый решающий усилитель 12, компенсирующийконденсатор 13, второй решающий усилйтель 14, шунтирующий конденсатор15, ВС-сетка 1 б,Устройство работает следующимобразом.При любом граничном токе на выходеусилителя 4 в силу большой величины коэффициента усиления устанавливается такое напряжение н и такойток через базовый резистор 5, чтонапряжение на выходе ключа 2 к,будетпрактически равнымВ 6кл = В Пистф 40где Ост-напряжение на выходе источника 3, которое должно задаватьсятаким, чтобы Б= КГ здесь Ксрк 4Масштабный коэффициент, а 1 -температура среды 45Ток через фильтрующий конденсатор11 равен ражении для граничного тока производной от выходного напряжения второго решающего усилителя 14 Онныкя.В этом случае усредненное значение граничного тока51,= -- 6-(+)ПЙь 1 1Р В 7 В В ист-- ( + - + ) ПВ 8 1 1 1гВн ВВ В 9 В 2где Вн- нходное сопротивление второго решакщего усилителя,Таким образом усредненный граничный ток выражается линейной комбинацией сигналов на выходах источниказадающего напряжения и второго решающего усилителя.5 учет 1,р при решении задачи можетбыть осуществлен последовательнымиприближениями или автоматически. Дляэтого сигнал с выхода второго решающего усилителя 14 подается на одинО из входов источника 3 задающегонапряжения, схема которого зависитот конкретной задачи,На другие входы его подаются необходимые сигналы также в соответ 5 ствии с условиями задачи (напримернапряжение, моделирующее начальноезначение температуры среды) и сигналс выхода самого источника 3 задающего напряжения,Для устойчивости работы схемынеобходимо, чтобы К 2 был несколькоменьше 1, что вносит в результатрешения бшибку порядка (1-К 2), но,поскольку (1-К 2 )0,01, эта ошибкаменьше 1, Вариантом реализации схемы, оптимальной с точки зрения времени, частотных характеристик импульсных блоков и параметров ВС-сетки, Является утсройство, рассчитанное навремя решения порядка несколькихсекунд, В этом случае достаточначастота срабатынания электронныхключей 2 в диапазоне 100-1000 Гц.В этом случае Вь= В 7= ВЕ= В 9 Внхг1 МОМ Вб - 10 + 100 КОМС СО= С 1= С 5 10 мкф, К-2, Пист- 11 д,. Коэффициент передачи второго решающего усилителя выбираетсяиз условия 0,99 ( К 2 с 0,995, чтообеспечивает устойчйную работу схемы,Использование данного изобретенияпозволяет упростить обработку сигнала, необходимую для получения усредненного значения граничного тока,и повысить ее точность, так как впредлагаемом устройстве усредненное55 значение граничного тока равно линейной комбинации сигналов на выходахисточника задающего напряжения и второго решающего усилителя, а его опре, деление не связано с дифференцироващо нием, которое н аналоговой техникепроизводится со значительной погрешностью,сп "клТок через компенсирующий конденсатор 13 1 с,З= СЭ (цк - К 1Пист =(1+ К )В 6Для исключения производной П из формулы для определения граничного тока достаточно, чтобы 1, ="Хсс 1 З СН Из этого условия вытекает, что коэффициент передачи первого решающего усилителя должен быть равенВСэЕсли коэффициент передачи второго решающего усилителя К - 1, то заряд шунтирующего конденсатора 15 не меняется, что недет к отсутстнию в ныФормула изобретения Устройство для задания граничныхусловий на НС-сетке, содержащее744643 10 15 20 Составитель И.Дубининадактор Л.Ъеселовская Техред М. Петко рректор М, Демчи Подписн 5 Тираж 751 ЦНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и о 130 35, Москва, Ж, РаушскаяЗаказ 3818/1 тета СССР крытийнаб., д. 4 Проектная,лиал ППП Патент, г. Ужгоро усилитель постоянного тока, вход которого соединен с контрольным резистором и через задающий резисторподключен к источнику задающегонапряжения, а выход подсоединен кбазовому резистору и через последовательно включенные развязывающий иизмерительный резисторы - к шиненулевого потенциала, свободные выводы базового и контрольного резисторов подключены к общему выводуключей и к фильтрующему конденсатору, выводы ключей через граничныерезисторы подключены к соответствующим узлам ВС-сетки, одна обкладкасглаживающего конденсатора соединена с шиной нулевого потенциала,отличающееся тем, что,с целью повышения точности, устройство содержит первый и второй решающие усилители, шунтирующий и компенсирующий конденсаторы, одна обклалнакоторогочерез первый решающий усилитель подключена к выходу источниказадающего напряжения, первый входкоторого соединен с другой обкладкойсглаживающего конденсатора и выходомвторого решающего усилителя, параллельно которому включен шунтирующийконденсатор, вход второго решающегоусилителя соединен с выводами развязывающего и измерительного резистора,выход источника задающего напряжениясоединен с его вторым входом. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 425188, кл. С 06 6 7/46, 1972,2, Авторское свидетельство СССРпо заявке 92151983/18-24,кл. С 06 С 7/46, 1977,