Устройство для решения линейных интегральных уравнений вольтерры

ссг 03 008 етснихССЮЬИРПНЕПЕПРЕСПУБЛИН ае аг 1 зв С 06 Р 15 КОМИТЕТ СССР И ОФРМТИЙ ЕТЕНИЯ а ГОСУДАРСТВЕНт Лаан абГЮЭНИ САНИЕ ИЗОРСНОМУ СВИДИОЫ(71) Институт проблем моделированияв энергетике АН УССР(56) 1. Майоров В,ф, Электронные цифровые интегрирующие,мавины. М., "Энергия", 1962.2. Авторское свидетельство СССР У 188161, кл. С 06 Р 15/32, 1966 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ ВОЛЬ- ТЕРРЫ, содержащее входной и выходной регистры, блок синхронизации, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции устройства, оио содержит два регистра коэффициентов, регистр приращения, регистр промежуточной переменной, регистр экспоненты, четыре умножителя и два сумматора, причем выход первого регистра коэффициента соединенс первым информационным входом первого умножителя, второй информационный вход которого подключен к выходу первого сумматора, а выход - к информационному входу выходного регистр первый вход первого сумматора соединен с выходом второго умножителя, а второй вход объединен с первым информационным входом третьего умнозителя и подключен к выходу входного регистра, первый информационный вход, второго умножителя соединен с выходом второго регистра коэффициента, второй информационный вход третьего .умножителя подключен к выходу регистра приращения, первый информационныйвход четвертого умножителя соединен с выходом регистра экспоненты, первый и второй входы второго сумматора соединены с выходами соответст-венно третьего и четвертого умножителей, а выход - с информационным входом регистра промежуточной переменной, выход которого подключен к вторым информационным входам второго р и четвертого умножителей, первый выход блока синхронизации соединен с управляющими входами .входного и выходного регистров, второй выход - с управляющими входами третьего и четвертого умнозителей, третий выход- с управляющим входом регистра промежуточной переменной, четвертыйвыход - с управляющим вхоцом второго умнозителя, пятый выход - с управляющнм входом первого умножителя.11243 Изобретение относится к автомати" ке и вычислительной технике и может быть использовано какспециализированное вычислительное устройство в измерительно-управляющих системах для решения интегральных уравнений Вольтерры где х(С) - исходный сигнал;у(й). - регистрируемый сигнал;1 с(1, 3) - ядро, представляющеесобой весовую функциюпреобразователя;время;ОСЫ 1 - некоторое реальноечисло.Для линейных стационарных преобразователей ядро является разностным, т.е. 1(1,б)ф 1(1-б).и на практике часто экспоненциального видаЮ.51 ер- з)( (25Известно циФровое устройство для решения интегральных уравнений, состоящее из интеграторов и следящих интеграторов, в котором реализован метод последовательных итераций 111 .30Недостатками этого устройства являются низкие. быстродействие и точность вычислений, так как для образовайия каждого приращения функции необходимо большое количество тактов, поскольку обход области интегри-З 5 рования происходит последовательно по переменной й, а затем по переменной з, при этом имеют место большие аппаратурные затраты, в частности на цифровые и следящие интеграторы.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для решения интегральных уравнений Вольтерры, содержащее обратимый сумматор, инвертор, нелинейный 45 функциональный преобразователь, активное динамическое звено и источник воспроизведения функции у(й) отклика объекта. Выход нелинейного функционального преобразователя подключен к входу активного динамического звена, выход активного динамического звена подключен к первому полюсу обратимого сумматора, к второму его. полюсу подключен источник .воспроиз ведения функции отклика у(С), к третьему - вход нелинейного функционального преобразователя и выход интегра 22 2тора, а вход интегратора подключенк четвертому полюсу обратимого сумматора, решение интегрального уравнения (восстановленный сигнал) х(й)генерируется на третьем полюсе обратимого сумматора 21,Недостатком известного устройстваявляются значительные аппаратурные затраты, в частности, на реализацию нелинейного функциональногопреобразователя и активного динамического звена.Цель изобретения. - упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее входнойи выходной регистры, блок синхронизации, введены также два регистракоэффициентов, регистр приращения,регистр промежуточной переменной, регистр экспоненты, четыре умножителяи два сумматора, причем выход первого регистра коэффициента соединен спервым информационным входом первогоумножителя, второй информационныйвход которого подключен к выходу первого сумматора, а выход - к информационному входу выходного регистра,первый вход первого сумматора соединен с выходом второго умножителя, авторой вход объединен с первым информационным входом третьего умножителя и подключен к выходу входногорегистра, первый информационный входвторого умножителя соединен с выходом второго регистра коэффициента,второй информационный вход третьегоумножителя подключен к выходу регистра приращения, первый информационныйвход четвертого умножителя соединенс выходом регистра экспоненты, первыйи второй входы второго сумматорасоединены с выходами соответственнотретьего и четвертого умножителей,а выход - с информационным входом регистра промежуточной переменной, выход которого подключен к вторым информационным входам второго и четвертого умножителей, первый выход блокасинхронизации соединен с управляющимивходами входного и выходного регистров, второй выход - с управляющимивходами третьего и четвертого умножителей, третий выход - с управляющим входом регистра промежуточнойпеременной, четвертый выход - с управляющим входом второго умножителя,Пятый выход с управляющим входом первого умножителя.з 1124322 4Работа устройства основывается на Устройство начинает функцнонироследующим математических соотношени- вать с момента подачи команды запусях.Применим к выражению (1) преоб- ка на вход тактового генератора 14. разование Лапласа Последовательность импульсов, вырабатываемая этим генератором, посту 4есУЬ) -- , ЧИ =Ж )пает на вход счетчика 15 импульсов,который работает в режиме суммирования по модулю пять. Кодовая комбинация с выхода счетчика 15 анализиру 1 О ется дешифратором 16, который цнклиоткуда чески выделяет каждый тактовый импульс на один из своих пяти выходов. Частота и скважно"т; импульсов тактового генератора определяется длительностью вычислительных процессов,Тогда обратное преобразование Лапласа дает 15 происходящих за один такт.Рассмотрим 1 -й цикл работы устройства.Ф 1=1)ф - , 89 1 ф1 Мд 6(2) В первом такте во входном регист О ре 4 и выходном регистре 3 осуществляется операция приема кода. СигналПри дискретизации переменной й с управления поступает с выхода 17шагом й уравнение (2) можно запи- дешифратора 16. По окончании первого сать в виде рекуррентных соотноше- такта на выходе входного регистра25 4 устанавливается величина у(1;), а 1;цф;)+ - 1 1 Ц,на выходе выходного регистра 3 - ве-д (3) личина х(1,). Во втором такте посигналу управления с выхода 18 дешифДанное соотн ератора срабатывают третий 9 и четверанное соотношение описывает алгоритм функционирования устройстваЗО тый 13 умножители, на их выходах устанавливаютсявеличины соответстНа чертеже представлена структур- венно у( )и р ( 1 ,) ехр (-(1+ ная схема предлагаемого устройства. 1/Ы. (Й/с) . В третьем такте по сиг-Устройство содержит первый регистр налу управления с выхода 9 дешиф коэффициента, первый умножитель 2,ратора осуществляется, операция приевыходной регистр 3, входной регйстр З 5ма кода в четвертом регистре 11, на 4, первый сумматор 5, второй регистрего выходе, учитывая второй сумма коэффициента, второй умножитель 7,тор 10, устанавливается величина регистр 8 приращения, третий умножитель 9, второй сумматор 10, регистр К=,1 "1 +1 - .,1. 11 промежуточной переменной, регистр 4 О 12 экспоненты, четвертый умножитель В четвертом такте по сигналу управ и входящие в блок синхронизации ления с выхода 20 дешифратора срабатактовый генератор 14, счетчик 15 им- тывает второй умножитель 7, на его пульсов, дешифратор 16. Выходы 17-21 выходе устанавливается величина дешифратора соединены с управляющими 45 (1/а 7)И;). В пятом такте но сигвходами соответствующих узлов уст- налу управления с выхода 21 срабатыройства, при этом сумматоры 5 и 10 - вает первый умножитель 2, на его выкомбинационные, остальные узлы - ти- ходе, учитывая первый сумматор 5, повые. устанавливается величинаУстройство работает следующим об разом."Ч=й ф," 1,Перед началом работы в регистр 1 . что соответствует вычислению выражезаносится величина (1,Ы,), в регистр ния (3).л 6 - величина (1/мс), в регистр 8 Таким образом, наличие новых узвеличина Й ,в регистр 12 - величи лов и конструктивных связей позволина ехр(-( 1+1/к) (Й /с, величины лс существенно упростить конструкцию х( 1 а), уо) и Е (1 ) заносятся соот- устройства для решения линейных инветственно в регистры 3, 4 и 11. тегральных уравнений Вольтерры..Максимишинец рек аз 8 илиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектн 39 Тираж б 9 НИИПИ Государственног по делам изобретений 13035, Москва, Ж,Подписно екомитета СССРи открытийаушская наб., д. 4/5