Устройство для задания граничных условий

наяпатентно-те6 онеге а 1 БА Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 24 ф 179 (21) 2716243/18-24 51)М, Кл,3 С 06 С 7/48 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет -Госуаарствениый комитет СССР но делам изобретений и открытий(71) Заявитель Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ1Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и предназначено для задания граничных условий на электрических моделях примоделировании физических полей с не линейными характеристиками среды.Известно устройство для задания граничных условий, содержащее В 0-сетку, блок задания температуры внешней среды, блок задания коэффициента теп О лообмена, преобразователь частоты в проводимость, преобразователь напряжения в частоту и формирователь управляющих импульсов Щ .Наиболее близким техническим реше нием к изобретению является устройство для задания граничных условий, содержащее сумматор, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, выход блока запоминания нанря жений. и граничные узлы сеточной модели соединены соответственно с первым и вторым входами блока коммутации, выход блока задания эталонных напряжений подключен к третьему входу бло 2 ка коммутации, блок задания переменных коэффициентов и .блок инвертирования 21 . Недостатком известных устройств является низкое быстродействие, . 30 Цель изобретения - увеличение быстродействия. Указанная цель достигается тем, что в устройство для задания граничных условий, содержащее сумматор, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, выход блока запоминания напряжений и граничные узлы сеточной модели соединены соответст- . венно с первым и вторым входами блока коммутации, выход блока задания эталонных напряжений подключен к третьему входу блока коммутации, введены блок граничных резисторов и Функциональный преобразователь, выход которого подключен к первому входу сумматора, первый и второй выходы блока коммутации соединены соответственно с вторым входом блока сравнения и с входом Функционального преобразователя, третий выход блока коммутации подключен к второму входу сумматора, выход блока сравнения подключен к четвертому входу блока коммутации, четвертый выход которого соединен с входом блока запоминания напряжений; выход которого подключен к входу блока граничных резисторов, выход которого соединен с вторым входом блока коммутации.783809 Формула изобретения На чертеже приведена блок-схема1устройства для задания граничных условий.Устройство содержит блок 1 задания-эталонных напряжений, блок 2 коммутации, блок 3 запоминания напряжений,сеточную модель 4 с граничными узлами, блок 5 граничных резисторов, функциональный преобразователь б, сумматор 7 и блок 8 сравнения.Рассмотрим работу устройства напримере решения нелинейной тепловой озадачи с граничными условиями третьего рода, когда коэффициент теплопроводности зависит от температуры. Припомощи интегральной подстановки ф(Т)1Г с (Т)дТ нелинейное уравнение теплопроводности переводится в линейноедифференциальное уравнение относительно теплового потенциала ф , а граничные условия третьего рода- Э (т) - :ос т,-тД (1)ЭТ 4 Вгде Тг - температура граничной поверхности телаТ - температура средч,становятся нелинейными25 4телях с памятью, количество которых соответствует числу граничных узлов модели.Блок 8 сравнения реализуется, например, как дифференциальный усилитель с генератором, изменяющим коды цифроаналоговых преобразователей бло- . ка 3 запоминания напряжений в зависимости от знака рассогласования входных напряжений дифференциального усилителя. Блок сравнения изменяет выходнйе напряжения блока запоминания напряжений до достижения их равенства напряжению выхода сумматора при последовательном обходе блоком 2 коммута" ции всех граничных узлов модели 4. Обход граничных узлов модели 4 соверша" ется до соответствия напряжений в граничных узлах 4 модели формуле (3) с заданной точностью. Поэтому токи, поступающие в граничные узлы модели 4 через резисторы блока 5, пропорциональны правой части уравнения (2) .Введение новых блоков и связей между блокамй значительно увеличивает быстродействие устройства.-- -ктгЩ- Фс 63 Рконечно-раэностная аппроксимация уравнения (2) моделируется на данном ЗО устройстве. Электрический ток-аналог левой части уравнения (2), протекающий через граничные резисторы блока 5, должен соответствовать правой части . Уравнения (2). Это достигается за счет 5 поддержания на выходах блока 3 запоминания напряжений потенциаловц г " +,40 где М, Т - масштабныемножители.Напряжения-аналоги тепловых потен- циалов Ф./ф,поступают с граничных узловсеточной модели 4 через блок 2 комму", тации на вход Функционального преобра-,ц зователя б, настроенного на зависимость 4/ф -Ч/)м. Напряжение фг/Фм-Ге/Тм с выхода функционального преобразова теля б поступает иа один из входов сумматора 7. С блока 1 задания эталон ных напряжений на другой вход сумматора 7 через блок 2 коммутации подается напряжение Рб/Рм,соответствующее температуре окружающей среды. Свыхода сумматора 7 напряжение;-соответствующее правой части формулы (3), поступает на первый вход блока 8 сравнения. На второй вход блока сравнения через блок 2 коммутации подается напряжение с выхода блока 3, построенного, например, на цифроаналоговых преобразова Устройство для задания граничныхусловий, содержащее сумматор, выходкоторого подключен к первому входублока сравнения, выход блока запоминания напряжений и граничные узлы сеточной модели соединены соответствен.но с первым и вторым входами блокакоммутации, выход блока задания эталбнных напряжений подключен к третьему входу блока коммутации, о т л и -ч а ю щ е е с ятем, что, с цельюувеличения быстродействия, в него введены блок граничных резисторов и Функциональный преобразователь, выход которого подключен к первому входу сум-.матора, первый и второй выходы блокакоммутации соединены соответственно свторым вхбдом блока сравнения и с входом Функционального преобразователя,третий выход блока коммутации подключен к второму входу сумматора, выходблока сравнения подключен к четвертому входу блока коммуТации, четвертыйвыход которого соединен с входом блока запоминания напряжений, выход которого подключен к входу блока граничных резисторов, выход которого соединен с вторым входом блока коммутации.Источники информации,принятые во вйимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 482765, кл, С 06 С 7/48, 1974,2Авторское свидетельство СССРР 581475, кл. С 06 С 7/48, 1974 (прототип) .783809 ор ИМуск ост ехр аэ 8551/5"Патент", г. Ужгород, ул. П ктная, 4 илиал ПП актор Т. Рыбало ВНИИП по 113035, Мира Госела екв итель И. ДубининаС.Мигунова Корре 751 Подпис арственного комитета СС иэобретений и открытийЖ, Раушская наб., д