Устройство для решения краевых задач

8 Союз СоветсникСоциапнстнчесникРеспубпии ОП ИСАН ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ТЕЛ 1) Дополнительное к авт, свил-ву 22)Заявлено 26.0779 (21) 281352 ГааударстюкыН камктат к аткрыткя06 С 7/56 присоелиненнемзаявки РЙ 3) Приоритет . Опубликовано 15.11.81. Бюлл Дата опубликования описания.) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ КРАЕВЫХ ЗАДАЧ Изобретение от юсится к аналоговойвычислительной технике и может бытьиспользовано для электрического моделирования краевых задач с процессамискрытой теплотыИзвестно устройство для моделирова-ния тепловых процессов с фазовымипереходами, содержащее РС-сетку, источники напряжения, диоды, постоянныеи переменные резисторы, делители напряч Г1 Ожения и операционныи усилитель 1,Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее РС-сетку, управляемый стабилизатор тока., интегратор, источник опорного напряже 5ния, схему сравнения, подключенную кинтегратору и управляемому стабилизатору тока, пороговый блок, вход которого подключен к интегратору, а выходсоединен с управляемым:стабилизатором20тока, измерительное устройство напряжений узловых точек.РС-сетки, входкоторого присоединен к выходу РС-сетки2 . 3 кофьев,В. И;"Ростовцев ариков-Основным недостатком этих устроист являются невозможность получения ре" шения краевых задач с процессами скры той теплоты на электромоделях РС-сеток с периодизацией решения и недоста точные быстродейств я и точность.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства,Указанная цель достигается тем, что в устройство для решения краевых задач, содержащее РС-сетку и блок сравнения, введены блок интеграторов, блок стабилизаторов напряжения, источник опорного напряжения, блок ог" раничения, коммутатор и генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом коммутатора, выход ко" торого подключен к первому входу блока стабилизаторов напряжения, выход которого соединен со входом блока интеграторов, первый выход которого подключен к соответствующему узлу РС-сетки, выход которой соедИнен с первым входом блока сравнения, выходкоторого подключен к второму входукоммутатора, выходы источника опорного напряжения соединены соответственно со вторыми входами блока стабилизаторов напряжения и блока срав"нения, второй выход блока интеграторов соединен со входом блока ограничения, выход которого подключен к третьему входу блока стабилизаторов напряжения.На Фиг. 1 приведена блок-схемаустройства для решения краевых задач;на фиг, 2 а - график зависимости токаоткрытой теплоты от времени", наФиг. 2 б - среднеинтегральное значениетока скрытой теплоты за период.Устройство содержит ВС-сетку 1,истоцник опорного напряжения 2 бЛоксравнения 3, генератор импульсов 4коммутатор 5, блок стабилизаторовнапряжения 6, блок интеграторов 7,блок ограничения 8,Блок интеграторов 7 представляетсобой набор приборов магнитоэлектрической системы со световым указателем(световая стрелка). При поступлениина вход прибора периодически повторяющихся сигналов тока световой указатель показывает среднеинтегральноезначение тока за период,Блок ограничения 8 представляетсобой светоприемное устройствоустанавливаемое на шкале приборов магнитоэлектрицеской системы со световымуказателем, выполняющим роль интеграторов. Светоприемное устройство выполнено на базе Фотоэлементов (фотодиод,Фоторезистор и т.п.), При отклонениисветового указателя прибора до установленного предела световой луч падает на светоприемное устройство,которое выдает сигнал. Светоприемникблока ограничения может устанавливаться в любом месте шкалы прибора сосветовым указателем,Коммутатор 5 представляет собойсхему, распределяющую последовательность импульсов на входы блока стабили"заторов напряжения 6, а также осущЕствляющую распределение выклю 4 ающихимпульсов на тот стабилизатор напряжения, который входит в режим установленного ограничения.Стабилизатор напряжения может работать в режиме "включено-выключено".При подаче на включающий вход импульса выход стабилизатора напряженияподключается ко входу интегратора.При подаче на выключающий вход импуль 1781са управления ст вбили затор напряженияпереходит в режим "выключено" те.его выход отключается от входа интегратора. Этот процесс повторяется периодически с частотой периодизации решения.Электромодели кС-сетки с периодизациеи решений принадлежат к моделямс малой постоянной времени. Для обес 10 печения нормальной работы электромодели в условиях автоматического повторения решений рабочий цикл делитсяна два периода: период Т - время ре"шения и период Т - время подготовки,1 Время С делится на 101 импульс,длительность каждого из которых равна 1 от времени 7Скрытая теплота учитывается устройством следующим образом,После расчета масштабных коэффициентов моделирования, исходя из электротепловой аналогии и выбора параметров модели ВС-сетки 1 рассчитываютдля каждого узла, который будет пре 25 терпевать фазовое превращение, величину количества электричества ц З,соответствующего скрытой теплоте О.На фиг, 2 а показан примерный гра-фик зависимости тока скрытой теплоты30 3 в узле от времени начала фазовогоперехода Т до времени его окончания7 , Заштрихованная площадь при изме"нении времени от .до 7 равна ои связана с током скрытой теплоты Дсоотношением (фиг. 2 б)гкцэ =3 1( )ДчБлок интеграторов 7 показывает40 среднеинтегральное значение тока скрытой теплоты 35 за полный периодрешения Тз на модели Тз "л + "2Г нВеличины цз, Зс,5 и Тз связанысоотношением ц з = Зср 5 ТзСледовательно, для любого узлаграницы фазового перехода до исследования задачи на модели, зная величи- Ю ны ц З и ТЗопределяют 3 0,5который в определенном масштабе соответствует скрытой теплоте фазового перехода,Устройство работает следующим об разом.В момент наступления в узловойточке кС-сетки 1 напряжения кристал,лизации О , соответствующего темпе88178 формула изобретения ратуре протекания фазового перехода, " напряжения на входах блока срав ения 3 становятся равными и на его выходе вырабатывается сигнал, поступающий на вход коммутатора 5, 5С генератора импул ьсов 4 и мпул ьсы поступают на входы коммутатора 5, на выходе его вырабатывается тот порядковый номер импульса, который строби" руется сигналом с выхода блока сравне О ния 3, этот импульс соответствует времени начала фазового перехода, Он поступает на включающий вход блока 6, иа потенциальный вход которого посту-пает с источника опорного напряжения 2 напряжения О, которое через блок интеграторов 7 с этого момента посту" пает в ВС-сетку 1, Как только блок интеграторов 7 покажет среднеинтегральное значение тока 1 ср 5 , с его выхода поступает оптический (световой) сигнал на вход блока ограничения 8, На выходе блока ограничения 8 вырабатывается электрический сигнал, который поступает на выключающий вход блока 6С момента включения и до момента выключения на потенциальный вход блока 6 поступает напряжение О от источника рпорного напряжения 2 с таким расчетом, что на потенциальном выходе блока 6 вырабатывается напряжение Ор,Таким образом, напряжение О удер" живается в узловой точке ВС-сетки 1 до тех пор, пока световая стрелка блока интеграторов 7 не покажет значения з 5 тока за период решения Тэ, равного Зср,5, что соответствует скрытой теплоте Я узловой точки.В предлагаемом устройстве по сравнению со схемой Либмана время решения 40 (при прочих равных условиях) уменьша 6ется в несколько раз (в частности,для двухмерных задач на 200-250 узло"вых точках в 8-10 раэ), повышаетсяточность решения, так как время наэлектромодели представлено непрерыв"но. Устройство для решения краевых задач, содержащее ВС-сетку и блок срав"нения, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности ибыстродействия, в него введены блокинтеграторов, блок стабилизаторов напряжения, источник опорного напряжения, блок ограничения, коммутатор игенератор импульсов, выход которогосоединен с первым входом коммутатора,выход которого подключен к первомувходу блока стабилизаторов напряжения,выход которого соединен со входом блока интеграторов, первый выход которогоподключен к. соответствующему узлуКС-сетки, выход которой соединен спервым входом блока сравнения, выходкоторого подключен к второму входукоммутатора, выходы источника опорного напряжения соединены соответственно со вторыми входами блока стабилизаторов напряжения и блока сравнения,второй выход блока интеграторов сое"динен со входом блока ограничения,выход которого подключен к третьемувходу блока стабилизаторов напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИ 465635, кл. 6 06 С 7/56, 1974.2. Авторское свидетельство СССРй 408331, кл. 6 06 6 7/56, 1972881781 дактор Н. Ромжа ост Заказ ПодписноеССР лиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная Л 5, ВНИИПИ Гос по делам 113035, МоскСоставитель И, ДубининаТехред И.Голинка Корректо Тираж 748 ударственного ком изобретений и отк а, ф, Раушска тета ытий наб.