Устройство для решения нелинейных задач теории поля

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 08,07. 81 (21) 3314629/18-24с присоединением заявки Мо 51) М. Ки.з 6 Об С 7/46(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 23. 12.82(72) Авторы изобретения Одесский ордена Трудового Красного,.Знамени политехнический институт; ,ф4 В.Е.Прокофьев и Т.А.Денисенко(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХЗАДАЧ ТЕОРИИ ПОЛЯ Изобретение относится к аналоговой и гибридной вычислительной техни,ке и предназначено для решения нелинейных уравнений в.частныж производных.Известно устройство для моделирования обаектов с распределенными параметрами, которое содержит сеточную модель, к каждому узлу которой подключены импульсно-управляемые резисторы и конденсатор, схему управления параметрами сеточной модели, состоящую из генератора функционального напряжения, блока сравнения и блока управления мостового типа 111. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для моделирования нелинейных процессов, содержащее источник эталонного напряжения, выход которого через входной резистор и переход сток-исток МОП-транзистора подключен соответственно к первому и второму входам дифференциального усилителя, выход которого соединен с затвором МОП-транзистора и через управляемые стабилизаторы тока - с входами двух сеточных моделей, схемы сравнения, два управляежх резистора и генератор напряжения специальнойформы 121.Недостатком известных устройствявляется невысокая тОчностьмоделирования.Цельизобретения - повышение точности решения.Указанная цель достигается тем,что устройство для решения нелинейных задач теории поля, содержащееВС-сетку, узловая точка которой соединена с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключенк выходу генератора напряжения, содержит элемент ИЛИ, ВБ-триггер, счетчик и Т-триггер, выход которого под"ключен к входу генератора напряжения и к Я-входу ВЯ-триггера, выход ко"торого соединен с входом ВС-Сетки,выход блока сравнения подключен к,первому входу элемента ИЛИ, второйвход которого соединен с первым входом устройства, второй вход устройства подключен к счетному входу счетчика, информационный вход которогосоединен с выходом элемента ИЛИ, третий вход устройства подключен ксчетному входу Т-триггера, выходсчетчика соединен с й-входом ЙЯ-триг" 30 гера.На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы.Устройство для решения нелинейных задач теории поля содержит ВС-сетку 1, каждый узел .которой сос тоит из импульсно-управляемых резисТоров 2 и узловых конденсаторов 3. Схема 4 управления параметрами КС- сетки состоит из генератора 5 напря жения, блока б сравнения, элемента 10 ИЛИ, 7, счетчика 8, КБ-тригера 9; Т-.триггера 10.Время решения задачи на устройст ве состоит из щ периодов длитель ностью Т, каждый из которых заполня ется п-числом импульсов частотой Г, Из укаэанных в периодов нечетные, соответствуют непосредственному реше нию задачи,а четные " останову решения для корректировки параметров модели и измерения результатов решения.Работа устройства в режиме разделения времени сводится к следующему,Началу решения задачи предшествует подготовительный период когда в элемент памяти каждой узловой точки записывается начальное значение узловой проводимости, Для этого в под" готовительный период на первый вход устройства подается импульс, смещенный относительно начала отсчета на время ТО , пропорциональное начальоному значению узловых проводимостей анфис. 2) . Этот импульс через элемент ИЛИ поступает на информационный вход счетчика емкостью п-чисел 35 и сбрасывает его в ноль, тем самымф записывая и запоминая в нем начальное значение. Узловой проводимости. На счетный вход счетчика 8 с второго входа устройства подаются тактовые 40 импульсы с частотой Г. Таким образом, счетчик 8 выполняет в устройстве функцию элемента памяти с фазоимпульсным способом представления информации. 45Решение задачи на устройстве начинается с момента подачи на третий вход устройства тактовых импульсов частотой Йз =.ф в " . Каждый нечетЬ а Тный импульс переводит Т-триггер . 50 в состояние "1 ф, а.каждый четныйв,состояние "Оф, что необходимо для организации работы сетки в режимах фРешение" и "Останов.".В период непосредственного реше ния задачи среднее значение величины проводимости резисторов 2 определяется относительной длительностьюТ;17 Т , прямоугольных импульсов Пф, подаваемых на их управляющие входй, 60 Для формирования этих управляющих . сигналов в устройстве используется ВБ-триггер 9. ПеревОд триггера 9 в состояние "1" в нечетные периоды осуществляется путем подачи на его 65 8-вход импульса с выхода Т-триггера, Сброс ВБ-триггера с состояние "О" осуществляется подачей на его В-вход с вйхода счетчика 8 импульса, смещенного относительно начала отсчета на время Т).Вслед за периодом решения задачи. начинается период останова. При этом ключи резисторов 2 разомкнуты и потенциал узловой точки Оо остается постоянным, запоминаясь на конденсаторе 3. В этот период каждый четный ) генератор 5 формирует раэвервающее напряжение П. Это напряжеие сравнивается с потенциалом Уов локе б сравнения так, .что на выходе его формируестя прямоугольный импульс, относительная, длительность которого несет информацию о потенциале узло" вой точки По в 1-1 период решения задачи, Задний фронт этого импульса через элемент ИЛИ осуществляет сброс счетчика 8 в состояние "О", тем самым записывая и запоминая в нем новое значение узловой проводимости, при котором решаетсф задача в следующий 1+1) - период 1В данном устройстве корректировка параметров модели осуществляется не непосредственно в процессе решения задачи, а в период останова. При этом новое значение узловой проводимости запоминается на счетчике 8 на один период. Таким образом, устройство позволяет реализовать новый метод решения нелинейных задач на ВС-сетках, при котором периоды непосредственного решения задачи и корректировка параметров модели разделены во времени, что значительно повышает точность решения. В период останова целесообразно осуществлять измерение полученных результатов, что также повышает точность решения задачи, поскольку напряжение в моменты измерения не изменяется во времени.Формула изобретенийУстройство для решения нелинейных задач теории поля, содержащее ВС- сетку, узловая точка которой соеди" иена с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу генератора напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, устройство содержит элемент ИЛИ, ВБ-триггер, счетчик и Т-триггер, выход которого подключен к входу генератора напряжения и к 8-входу ВБ-триггера, выход которого соединен с входом ВС-сетки, выход блока сравнения подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым входом устройства, второй входустройства подключен к счетному входу счетчика, информационный входкоторого соединен с выходом элемен-,та ИЛИ, третий вход устройства подключен к счетному входу Т-триггера,Выход счетчика соединен с В-входомВВ-триггера. 983722Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 466518, кл. 0 06 6 7/487 1973.2. Авторское свидетельствоСССР479126, кл, 6 06 С 7/46, 1973.983722 Сосатвитель И. Дубининаактор А. Шишкина . Техред Л.Пекарь Корректор О. Билаилиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Иа 1 гото 8 ивтюаюоя"арамР Заказ 9927/59 1 ир ВНИИПИ Гос по делам 113035, Москва, 731 Подписноеарственного комитета СССРизобретений и открытий