Устройство для решения нелинейных задач теории поля

(22) Заявлено 17.03. 80 (21) 2895263/18-2 51)М, Кд присоединением заявки М 6 Об С 7/Й сударстеенные каиите СССР3) Прнорнт ео делам изебретеки и открыткйОпубликовано 15. 02 82. БитлДата опубликования описа етень6 3 Уд 1. 33 88,8 я 15. 02..И,Заг 71) Заявител 51) УСТРОЙСТВЗАДАЧ ДЛЯ РЕШЕНИЯ НЕЛИНЕЙОРИИ ПОЛЯ хническойляетсялинейныхащее ВС-сер однии вы скои реасииальнаясти ограора, что Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и можетбыть использовано для решения нелинейных задач теплопроводности,Известно устройство для решения5уравнений в частных производных,содержащее ЙС-сетку, потенциометр,блок повторения узлового напряженияи блок управления, причем блок повто.рения .узлового напряжения соединенс узловой точкой ВС-сетки параллельно конденсатору ВС-сетки, выход блрка повторения узлового напряжениясоединен с потенциометром 1.11.Недостатком устройства являетсято, что у него сравнительно малыйдиапазон изменения эквивалентнойемкости, подключаемой к узловой точке ВС-сетки.Наиболее близким по тесущности к изобретению явустройство для решения незадач теории поля, содерж тку, причем каждый резисто водом соединен с узловой точкой, адругим через соответствующий ключкоммутации с обкладкой конаенсатооата через широтно-импульсный иодуляторс блоком управляющих напряжений,выход широтно-импульсного модулятораподключен к входу ключа коимутации,ключи подзаряда, резисторы подзаряда и инверторы 121В этом устройстве незначительный.диапазон изменения эквивалентнойемкости, подклюцаемой к узловой точке сеточной моделиСзко =С,-(С 1+3 Са,где С и С - емкости конденсаторов;3 - коэффициент заполненияимпульсов на выходеширотно-импульсного иодулятора, изменяющийсяот Одо 1.Кроме того, при практицелизации таких устройств маквеличина эквивалентной емконичена габаритами конденсатзатрудняет рещение нелинейных дифференциальныхх уравнений в частныхпроизводных в реальном масштабевремени.Целью изобретения является упрощение устройства и увеличение диапазона изменения эквивалентной емкости,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для решениянелинейных задач теории поля, содер Ожащее сеточную модель, каждая узловая точка которой соединена с информационным входом первого кляча коммутации, выход которого подключен кпервой обкладке накопительного конденсатора, вторая обкладка которогосоединена с шиной нулевого потенциала, повторитель напряжения, выходисточника напряжения через широтноимпульсный модулятор подключен к рруправляющему входу первого ключакоммутации, выход широтно-импульсного модулятора через инвертор соединен с управляющим входом второгоключа коммутации, выход первого 25ключа коммутации соединен с входомповторителя напряжения, выход которого подключен к информационномувходу второго ключа коммутации, выход которого соединен с соответствующей узловой точкой сеточной модели,выход повторителя напряжения является выходом устройства,На чертеже представлена структурная схема устройства для решениянелинейных задач теории поля,Устройство содержит резисторы 1и накопительные конденсаторы 2, составляющие вместе ВС-сетку (сеточнуюмодель), первый 3 и второй 4 ключи40коммутации, повторитель напряжения5 инвертор 6, широтно-импульсныймодулятор 7 (ШИИ) и источник напряжения 8.Устройство для решения нелинейных задач теории поля работает следующим образом,На вход модулятора 7 поступаетуправляющее напряжение, закон изменения которого определяет величинуэквивалентной емкости узловой точки.С:ф(0, ) ( )Широтно-импульсный модуляторвырабатывает импульсы, длительность 55 которых , является функцией напряжения управления, при этом вид функциональной зависимости (О) задает ся, исходя из вида решаемого нелинейного дифференциального уравнения в частных производных, Импульсыс выхода ИИМ 7 подаются на управляющий вход первого ключа 3 непосредственно и через инвертор 6 - науправляющий вход ключа 4. При наличии импульсов ключ коммутации 3замкнут, ключ коммутации 4 - разомкнут, и наоборот. При отсутствииимпульсов напряжение с конденсатора 2, подключенного к узловой точке через повторитель напряжения 5,обладающий большим входным сопротивлением, подается в узловую точкусеточной модели. Так как повторитель напряжения 5 представляет собойисточник напряжения постоянного токас нулевым выходным сопротивлением,напряжение в узловой точке при отсутствии импульсов остается неизменным и не зависит от процессов, про-исходящих в соседних узловых точках.Напряжение в )-ой узловой точке приодинаковых резисторахи нулевыхначальных условиях описывается сле"дующим образом 2СО р ).где диапазон изменения скважности Э,(Од,р )=ОУвеличение диапазона изменения эквивалентной емкости в узловой точ 0 (пТ) = ф (пТ)+О+(и Т) ( где- номер узловой точки;81 и С 2- сопротивление и емкостьрезистора и конденсаторасеточной модели;О (пТ), О, (пТ)О+ (пТ) - напряжеьние в 1-ой, - ) (+ )узловых точках;ь(0 вр )Э" (О ) = ю т коэффициент заполнения импульсов.я=1,2,- число периодов;Т - период следования;постоянный коэффициент,характеризующий, соотношение резисторов К, подклю- .ченных к -ой узловой точке,Эквивалентная емкость в -ой узловой точкеФормула изобретения 1 о Составитель И. ДубининРедактор П.Повхан Техред Л.Пекарь ектор А, ференц каз 367/65 Тираж 731 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и откр 113035, Москва, Ж, Раушска ещ и е еПодписноеа СССРийнаб., д.М 5 Филиал ППП ".Патент", г.ужгород, ул.Проектна 5 9058 ке сеточной модели позволяет применить один конденсатор взамен набора конденсаторов, число которых зависит от максимальной величины номинального значения конденсатора ус 1 5 тановленного в схеме устройства, и от типа решаемой задачи,Устройство для решения нелинейных задач теории поля, содержащее сеточную модель, каждая узловая точка которой соединена с информацион ным входом первого ключа коммутации, выход которого подключен к первой обкладке накопительного конденсатора, вторая обкладка которого соединена с шиной нулевого потенциалаф зо повторитель напряжения, выход источника напряжения через широтно-импульсный модулятор подключен к управ 29 6ляющему входу первого ключа коммутации, выход широтно-импульсного медулятора через инвертор соединен с управляющим входом второго ключакоммутации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в нем выход первого ключа коммутации соединен с входом повторителя напряжения, выход которого подключен к информационному входу второго ключа коммутации, выход которого соединен с соответствующей узловой точкой сеточной модели, выход повто" рителя напряжения является выходом у строй ст ва. Источники информации принятые во внимание при экспертизе Авторское свидетельство СССР М 358701, кл. 6 06 6 7716, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР И 56 б 25 Й, кл. 6 Об 6 7/Ьб, 1975 (прототип).