Устройство для решения задач теплопроводности

Союз Советскик Социалщтическик РвслублнкОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ТВЛЬСТВ(22) Заявлено 090779 (2)2792707/18-24с присоединением заявки Й 9(23) Прмормтет(1)855682 1)М Кз 6 7/56 Государетвеииый комите яо дедам изобретений и открытий50881, Ью етень Йо 1 5,0 8,8 1 ликоваио 53) УДКб 81, З(088, Дата опубликования описан осов = -Ю.М.Мацеви.А.Маляренко .Богатыренко 2) Авторы изобретен Ф Институт проблем машиностроения АН Украинской СС(54 УСТРОЙСТВО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ выход - со входом второй вход оптически ом источника света, коподключен выход усни, вход которого соедиинтегратора, ко входу чен выход блока сраввход которого соединен ли поля 2,ния температур модели поля, а связан с выход входу которого лнтеля мощност нен с выходом которого подклю нения, второй с выходом моде Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для решения обратной задачи теплопроводности, т.е. для определения интенсивности теплообмена. между поверхностью тела и средой по известным температурам некоторых точек внутри тела.Известно устройство для моделирования задач теплопроводности, содержащее функциональные преобразователи, блок минимизации сигнала рассогласования, сигабилизатор тока, пассивную модель, блок перемножения 1 .Однако по своей структуре оно яв" 1 е ляется замкнутой системой управления и характеризуется наличием динамической ошибки, которая существенно снижает точность решения обратных задач.Наиболее близким техническим ре-20 шением к изобретению является устройство для моделирования обратной задачи теплопроводности, содержащее блок задания температур, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, модель поля, интегратор, усилитель мощности, источник света и блок формирования внешнего термического сопротивления, первый вход которого соединен с выходом блока зада Однако возможности этого устройства ограничены лишь решением стационарных задач, когда в качестве модели поля используется к-сетка или сплошная проводящая среда, например, элект. ропроводная бумага, В случае же решения нестационарных задач в качестве модели поля обычно используется кС-сетка. Ввиду того, что период решения задачи на кС-сетке составляет всего несколько десятков мсек, интерционность исполнительных элементов оптической следящей системы, используемой в известном устройстве, ие позволяет оперативно управлять блоком формирования внешних термических сопротивлений со скоростью решения задачи. Это обстоятельство не позволяет решать обратные задачи нестационарной теплопроводности с помощью рассмотрен 855682ного устройства и тем самым существенно сужает область его применения.Цель изобретения - повышение точности устройства.Указанная цель достигается тем, чтов устройство для решения задач теплопроводности, содержащее и каналов,каждый из которых содержит интегратор, выход которого через соответствующий усилитель мощности подключенк входу соответствующего источникатока, выход которого оптически связан с первым входом соответствующегоблока формирования внешнего термического сопротивления, выход первогоблока задания температур соединен совторыми входами блоков формирования 15внешнего термического сопротивлениявсех каналов, выход КС-сетки подключен к первому входу блока сравнения,введены группы ключей, второй блокзадания температур и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с управляющими входами ключей первой и второй групп, выход блока формирования внешнего термического сопротивления каждого канала через соответ ствующий ключ первой группы подключен к входу КС-сетки выход второгоблока задания температур соединен совторым входом блока сравнения, выходкоторого подключен к информационнымвходам ключей второй группы, выходыкоторых соединены со входами соответствующих интеграторов.На чертеже представлена блоксхема устройства.Устройство для решения задач теплопроводности состоит из первого ивторого блоков 1 и 2 задания температур, ВС-сетки (модели поля) 3, блока4 сравнения, интеграторов 5, усилителей мощности б, источников 7 света, 40блоков 8 формирования внешних термических сопротивлений, первой и второйгрупп ключей 9 и 10, генератора 11тактовых импульсов.Устройство работает следующим 45образом,Полное время решения задачи й разбивается на циклы О-сс-й ,й - где 1 - число участков аппроксимации функциональной зависимос ти Т = 1, формируемой блоком задаВнния температур 2 в виде пропорционального ей напряжения Он (с).В момент времени О-с сигнал О (с)иэ узловой точки КС-сетки 3, пропорциональный температуре Тв этойточке тела, поступает на вход блока4 сравнения, на второй вход которогоподается напряжение 0 н (с) с выходаблока 2, Сигнал ошибки ООьн (й) - О", (с) через замкнутый ррнв период О-с, соответствующий ключиэ группы ключей 10, поступает навход интегратора 5, затем усиливает-,ся усилителем б мощности и изменяетяркость свечения лампы накаливания источника 7 света, который управляет блоком 8 формирования внешнего термического сопротивления, в качестве которого можно испольэовать фотоэлементы, например, фоторезистор. Последний связан с одной стороны с блоком 1 задания температур, который формирует напряжение О (с), пропорциональное температуре среды Тса с другой через соответствующий ключ из группы ключей 9 - с граничной точкой КС-сетки 3. Сопротивление фотореэистора в этом случае являетсяаналогом внешнего термического сопротивления на данном участке поверхности. С изменением освещенности изменяется сопротивление фоторезистора, а, следовательно, и величина тока 3 (с) поступающего в сетку 3 и определяющего величину напряжений ее узловых точек, что приводит соответственно к изменению величины сигнала ошибки О(с) и напряжения на выходе соответствующего усилителя б, которое является по сути дела сигналом управления для источника 7.В момент времени- с замкнутысоответствующие ключи групп. Процессаналогичный описанному, протекает для второго участка аппроксимации функции 01 (с) и т.д.За счет периодизации процесс решения повторяется до тех пор, пока не будет достигнуто равенство О ,(с)=Обн (с) или О (с) = О в каждый иэ вышеуказанных моментов времени. При этом на входах интеграторов 5 будут действовать сигналы, близкие к нулю,а на выходах - напряжения, соответствующие предыдущим значениям О(С) при которых сопротивление блоков 8 достигло величин, определяющих такое значение тока Дпри котором Обн (й) = Он (С). Это означает, что сопротивления блоков 8 достигли величины, соответствующей внешнему термическому сопротивлению на этом участке поверхности в определенные моменты времениВеличина коэффициента теплообмена при этом определяется по формулей Хи1где й - сопротивление между граничным узлом ЙС-сетки и узломближайшем к нему;Ъ - коэффициент теплопроводности;Ь - шаг сетки;В (с) - величина сопротивления усилителя б.Применение интерационного режима работы устройства, который достигается схемным путем, а,именно, введением генератора тактовых импульсов и ключей, позволяет расширить функциональные воэможности специализированных средств855682 Формула изобретения Составитель ИДубининаяк Техред А. Савка Корректор В. Синицкая актор М. Пого О Тираж 745ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретени,1 и открытий 113035, Москва, З, Раушская наб Заказ 6916/ ПодпнсноССР д. 4/5 Филиал ППП "Патентф, гужгород, ул. Проектная,аналоговой вычислительной. техники иповысить точность решения. Устройство для решения задач тепло проводности, содержащее и каналов, кажцый иэ которых содержит интегра-.тор, выход которого через соответствующий усилитель мощности подключен к входу соответствующего источника тока, выход которого оптически связанс первым входом соответствующего блока формирования внешнего термического сопротивления, выход первого блока задания температур соединен со вторыми входами блоков формирования внешнего термического сопротивления всех каналов, выход ВС-сетки подключен к первому входу блока сравнения, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него вве- Щ дены группы ключей, второй блок задания температур и генератор тактовыхимпульсов, выход которого соединен суправляющими входами ключей первой ивторой групп, выход блока формирования внешнего термического сопротивления каждого канала через соответствующий ключ первой группы подключенк входу ВС-сетки, выход второго блоказадания температур соединен со вторымвходом блока сравнения, выход которого подключен к информационным входамключей второй группы, выходы которыхсоединены со входами соответствующихинтеграторов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРУ 358706, кл. 0 06 6 7/56, 1971.2. Авторское свидетельство СССРР 536496, кл. С 06 6 7/48, 1975