Устройство для моделированиястатического магнитного поля

Союз Советскнк Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт, сви Заявлено 25.0479 21) 2757 06 6 7/48 с присоединением заявки йо(23) Приоритет осударствеииый к СССР по дедам изобрет и открытийарьковский ордена Ленина полите институт им. В. И. Лени 1) Заявител 54) УСТРОИСТВ ДЖ МОДЕЛИРОВАНИЯ СТАТИЧЕСКО МАГНИТНОГО ПОЛЯстьа ко оордина и част ная проницаем не только от потенциала Я х.2.(ю. а ум ах фьч ерромагиитной овной кривой зависимостью сти от напряжгде р - магни торая зависит х и у, но и о ных производи ные свойства выражаются ос вания В(Н) ил ной проницаемо елиней" среды амагничи- магнитния магИзобретение относится к аналоговой и гибридной вычислительной теХ- нике и предназначено для использования на дискретно-аналоговом сеточном процессоре (электрическая сетка на широтно-импульсных управляемых проводимостях) при моделировании магнитного поля в ферромагнитной среде.Электрическое моделирование физических полей представляет сОбой дискретную замену моделируемой области электрической цепью с сосредоточенными параметрами, модель получается в виде электрической сетки.Моделирование статического магнитного поля на электрической сетке сводится к моделированию нелинейного уравнения второго порядка в частных производных(р ).а,нитного поля И (Н), которая принимается заданной. для электрической сетки с равномерным шагом Ьх е,а у по зависимости (Н) может быть полученазависимость д(О) для отдельной дис"кретнойейки электрической сетки,где О - дО"+ ьООднако непосредственное использование нелинейных проводимостей с 1 О зависимостью д(О) не представляетсявозможным, так как в существующихсеточных моделях можно обеспечить зависимости видад - (ЬНх ), д - ф(д 0). 5 Это несоответствие можно исключить,если в качестве базового элементадискретно-аналоговой сеточной модели применить широтно-импульснуюуправляемую проводимость с зависи мостями вида(), ,Ф )де г,.аь"х,Х %пАЪ С 05 А ЬВ случае кусочно-линейной аппроксимации характеристики д(ц) с достаточной точностью ее можно представить участками прямыхдк дн + они"или для элементов сеточной моделицк а 0 у ЗО Х Н а 1 П а ЙС 05д д+Ьйб40 Известно устройство для моделирования нелинейных процессов, содержащее сеточную модель, две схемысравнения, генератор напряжения спе"циальной формы Г 13Однако оно решаетограниченныйкласс задач и не применимо при моделировании статического магнитного ,поля.Наиболее близким к изобретениюявляется устройствЬ для моделнрования линейных и нелинейных объектовс распределенными параметрами, содержащее сеточную модель, каждая дискратная ячейка которой содержит первую и вторую пару управляемых проводимостейгенератор напряжения спе 15циальной формы, первое сравнивающееустройство ,2 .Недостатками .устройства являютсянизкая точность и невозможность егоиспользования при моделировании статического магнитного поля.Щель изобретения - повышение точности, а также расширение класса ре шаемых задач.Поставленная цель достигается тем, 25 что а устройство для моделированиястатического магнитного поля, содержащее сеточную модель, к каждому узлу которой подключены управляемые резисторы и конденсатор, генератор напряжения н первый блок сравнения, введены второй блок сравнения, два вычитаюцих блока, элементы ИЛИ, два блока перемножения, блок коррекции сигнала и блок формирования временных интервалов, выход которого нодклочен к первым входам первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых соединены с управляющими входами соответствующих управляемых резисторов сеточной модели, выводы соответствующих управляемых резисторов сеточной модели подключены ко входам первого и второго вычитающих блоков, выходы которых соединены.со входами блока коррекции сигнала и с первыми 45 входами первого и второго блоков сравнения, выходы которых подключены к вторым входам первого и второго элементов ИЛИ соответственно, выход генератора напряжения подключен к первым входам первого и второго блоков перемножения, выходы которых соединены с вторыми входами первого и второго блоков сравнения соответственно, выходы блока коррекции сигнала подключены к вторым входам первого и второго блоков перемножения соответственно, а также тем, что блок коррекции сигнала содержит генератор пилообразного напряжения, блок задания нелинейности, первый и второй 4 Щ диФференциальные усилители, первый и второй блоки сравнения, первый и второй широтно-импульсные модуляторы, масштабный резистор, шесть управляемых резисторов, первые выводы первого, второго, третьего и четвертого управляемых резисторов подключены к шине нулевого потенциала, управляющие входы первого и второго управляемых резисторов соединены с выходом первого блока сравнения, выход второго блока сравнения подключен к управляющим входам третьегои четвертого управляемых резисторов, вторые выводы второго и третьего уп-. равляемых резисторов соединены с первыми входами дифференциальных усилителей н с одним выводом масштабного резистора, другой вывод которого подключен к шине источникапостоянного напряжения и к первымвыводам пятого и шестого управляемых резисторов, вторые выводы которых соответственно соединены с вторыми входами первого и второго дифференциальных усилителей и вторымивыводами первого и четвертого управляемых резисторов, выходы первогои второго дифФеренциальных Усилителей являются соответственно первыми вторым входами блока коррекциисигнала и подключены соответственно к первым входам первого и второгоширотно-импульсных модуляторов, выходы которых соединены с управляющими входами пятого и шестого управляемых резисторов соответственно,выход генератора пилообразного напряжения через блок задания нелинейности подключен ко втсрым входамширотно-импульсных модуляторов н кпервым входам блоков сравнения, вторые входы которых являются первыми вторым входами блока коррекциисигнала соответственно.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схемаблока коррекции сигнала,устройство для моделирования статического магнитного поля содержит сеточную модель 1, к каждому узлу которой подключены первая и вторая пара управляемых резисторов 2 и 3 и конденсатор 4. Схема 5 управления параметрами сеточной модели 1 состоит из первого 6 и второго 7 вычитающих блоков , блока 8 коррекцин сигнала, двух элементов ИЛИ 9 и 10, первого 11 и второго 12 блоков сравнения (компараторы), двух блоков 13 и 14 перемножения. Кроме того, она содержит генератор 15 напряжения и блок 16 формирования временных интервалов.Блок 8 коррекции сигнала содержит масштабный резистор 17, первый 18 и второй 19 управляемые резисторы (время-импульсного типа), шину 20 источника постоянного напряжения, шину 21 нулевого потенциала, третий 22 и четвертый 23 управляемые резисторы, пятый 24 и шестой 25 управляемые резисторы, дифференциальные усилители 26 и 27, широтно-импульсныеПолученные управляющие прямоугольные импульсы подаются на соответствующие управляющие входы управляемых резисторов 2 и 3 сеточной модели 1, величины которых соответственно равныаЬ ях 1190 "Ендо втви Яни бпА Усреднякнций конденсатор 4 служит для подавления высшихгармоник тока и напряжения.Получение управляющих сигналов время-импульсного типа позволяет производить непрерывное изменение в процессе решения задачи величин узловой проводимости дискретных ячеек сеточной модели, в Функции ее напряжений и нелинейных свойств моделируемой среды, что позволяет автоматизировать процесс набора параметров модели и автоматически изменять их в 20 процессе решения по заданной зависимости, что расширяет класс решаемых задач, а также повышает точность.Формула изобретения1. устройство для моделирования статического магнитного поли, содержащее сеточную модель, к каждому узлу которой подключены управляемые резисторы и конденсатор, генератор напряжения и первый блок сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цею повышения точности, в устройство введены второй блок сравнения, два вычитавщих блока, элементы ИЛИ, два блока перемиожеиия, блок коррекции сигнала и блок Формированиявременных интервалов, выход которого подключен к нервыч входам перво го и второго элементовИЛИ, выходы которых соединены с управляющими входами соответствующих управляемых резисторов сеточной модели, выводы соответствующих управляемых резисто" ров сеточной модели подключены ко входам первого и второго вычитающих блоков, выходы которых соединены со входами блока коррекции сигнала и с первыми входами первого и второгоблокбв сравнения, выходы которых подключены к вторым входам первого и второго элементов ИЛИ соответственно, выход генератора напряжения подключен к первьвю входам первого и второго блоков перемножения, выходы ко- ф торых соединены с вторыми входами: первого и второго блоков сравнения соответственно, выходы блока коррекции сигнала подключены к вторым входам первого и второго блоков перемножения соответственно. 2. устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок коррекциисигнала содержит генератор пилообразного напряжения, блок задания нелинейности, первый и второй дифференциальные усилители, первый и второйблоки сравнения, первый н второй широтно-импульсные модуляторы, масштабный резистор и шесть управляемых резисторов, первые выводы первого, второго, третьего н четвертого управляемых резисторов, подключены к шиненулевого потенциала, управляющиевходы первого и второго управляемых резисторов соединены с выходомпервого блока сравнения, выход второго блока сравнения подключен куправляющим входам третьего и четвертого управляемых резисторов, вторыевыводы второго н третьего управляемых резисторов соединены с первымивходами дифференциальных усилителейи с одним выводом масштабного резистора, другой вывод которого подключен к шине источника постоянного напряжения и к первым выводам пятогои шестого управляемых резисторов,вторые выводы которых соответственно соединены с вторыми входами первого и второго диФференциальных усилителей и вторыми выводами первогои четвертого управляемых резисторов,выходы первого и второго дифференциальных. усилителей являются соответственно первым и вторым входамиблока коррекции сигнала н подключенысоответственно к первым входам первого и второго широтно-импульсныхмодуляторов, выходы которых соединены с управляющими входами пятогои шестого управляемых резисторовсоответственно, выход генераторапилообразного напряжения через блокзадания нелинейности подключен ковторым входам широтно-импульсныхмодуляторов и к первым входам блоковсравнения, вторые входы которых являются первым и вторым входами блокакоррекции сигнала соответственно.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 479126, кл. С Об С 7/46, 1973,2, Авторское свидетельство СССРф 466518, кл. С Об С 7/48 ф 1973