Устройство для решения дифференциальных уравнений

ОП ИСАКИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕЛИ ЛЬСТВУ(51)М. Кл. с присоединением заявки ЭЙ 6 06 6 7/38 9 еудерстеаиай конетет СССР ао делан изобретений и открытийОпубликовано 07. 03,82. Бюллетень Рй 9 Дата опубликования описания 09. 03. 82) заявители 5) УСТРОЙСТ РЕШЕНИЯ ДИФФЕРЕРАВНЕНИИ АЛЬНЫХ н статком известного яется то, что врем Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для косвенного измерения входного сигнала, воздействующего на объект, и его параметров по информации выходного сигнала.Известно устройство, обеспечивающее определение двух параметров и входного сигнала по значениям выходного сигнала преобразователя при ус ловии, что в определенном промежутке времени, в течение которого производится обработка выходного сигнала, входной сигнал постоянен или изменяется по линейному закону, т.е. входной сигнал апроксимируется полиномом нулевого или первого порядка.Определение входного сигнала осуществляется параллельно с определением двух параметров объекта при помощи известной двухпараметрицеской самонастраивающейся следящей системы, в которой поиск параметров осуществляется по производной непрерыво формируемого первого параметра, со провождаемого подстройкой второго параметра, Подстройка второго параметра прекращается при равенстве производной первого параметра нулю. При этом выходные сигналы, указывающие на значения параметров, рказываются достоверными 13.Однако известное устройство в целом не обеспечивает определение двух параметров и, следовательно, входного сигнала при изменении последнего так, чтобы он апроксимировался поли- номом второго или более высокого порядка.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройствосодержащее ключ, блок управления ключом, блок вычисления производных, блок определения коэф" фициентов, блоки умножения и сумматор Ю.Однако недоустройства явл я на"3 911562 4стройки используемой двухпараметри- цирования соединены соответственно сческой самонастраивающейся системы первым и вторым входом третьего бло"и время, в течение которого измене- ка деления, выход которого являетсяние входного сигнала можно принять вторым выходом блока определения колинейным, могут оказаться одного 5 эффициентов и подключен ко второмупорядка, При таком условии определе- входу блока умножения, выход котороние коэффициентов не может быть осу- го подключен ко второму входу суммаществлено с точностью, обусловлен- тора.ной элементами обработки сигналов. На чертеже представлено предлагаКроме того, сам входной сигнал 10 емое устройство,может применяться так, что он может Устройство содержит ключ 1, генеапроксимироваться полиномом второго, ратор 2 тактовых сигналов, блок 3 вытретьего и т.д. порядка. числения производных, блокопреде"Цель изобретения - повывение точ-, ления коэффициентов уравнения, котоности и быстродействия при опреде рый содержит блоки 5-7 деления, блолении коэффициентов и входного сиг- ки 8 и 9 дифференцирования, блок 10нала. .умножения, сумматор 11, кроме того, .Поставленная цель достигается тем, устройство содержит блоки 12 и 13что в устройство, содержащее ключ, умножения и сумматор 14,первый вход которого является вхо в Устройство работает следующим обдом устройства, выход ключа соединен разом,с первым входом сумматора и со вхо- На вход устройства подается выходдом блока вычисления производных ной сигнал объекта О(й), Пусть сигпервый и второй выходы котоРого под- нал 0(й) изменяется в виде некоторойключены соответственно к первым вхо сложной функции времени и параметдам первого и второго блоков умноже- ров Т и Т .ния, выходы которых соединены соот- Представим, что 0(с) является реветственно со вторым и третьим вхо- еением некоторого неоднородного лидами сумматора, выход которого явля- нейного дифференциального уравненияется выходом устройства, третий, чет- зв с постоянными коэффициентами Т 1вертый и пятый выходы блока вычисле- Т ТН, являющимися параметрами.ния производной. подключены соответ- объекта или измерительного преобразо-ственно к первому, второму и треть- вателя.ему входам блока определения коэф- Пусть это уравнение второго порядфициентов, первый и второй выходы5которого соединены соответственно со ТО (с)+ Т 1 О 1(т) +О(с) =х(ф), (1)Ювторыми входами первого и второго где х(С) - входной сигнал объекта.блока умножения, введен генератор Выходной сигнал 0(1) задан, следотактовых сигналов, выход которого вательно, из поступающих значенийподключен ко второму входу ключа, а 4 в О(й) в течение промежутка времениблок определения коэФфициентов со- квантования, обеспечиваемого ключом 1,держит три блока деления, два блока управляемым генератором 2, имеем задифференцМрования, блок умножения и данными значения 0.сумматор, причем первые входы первого Наряду с основным уравнением раси второго блоков деления являются смотрим уравнениесоответственно первым и третьим входом блока определения коэффициентов ТОф ТОф 1 Оф(й) = х(й) = Овторым входом которого являются вто"рые входы первого и второго блоков Бсли считать, что выходной сигналделения, выходы которых соединены со в промежутке времени д 1 апрокответственно со входамипервого и вто- симируется полиномом второго или да 5 Орого блоков дифференцирования, выход же третьего порядка, то при определепервого блока деления подключен к нии параметров и входного сигнала бупервому входу сумматора, выход кото- дет произведена ошибка. Уравнение (2)рого является первым выходом блока не выполняется.определения коэффициентов, выход55Кроме того, двухпараметрическаявторого блока деления подключен к самонастраивающаяся следящая системапервому входу блока умножения, выхо- требует времени настройки подстраиды первого и второго блоков дифферен- ваемого параметра, а промежуток вре9115 апроксимируется временным полиномом третьего и более порядка. Здесь однако надо отметить, что все упирается в блок определения производных, порядок которого определяется й=п+Ф 1, где и - порядок диФФеренциальногоуравнения объекта;максимальный порядок полинома, который апроксимируетвходной сигнал. оУстройство применяется в автоматике при определении параметров объекта с целью возможности оптимально" го регулирования последнего Определение параметров объекта с высокой 1 точностью позволяет проводить задачу управления качеством продукции с высокой точностью и, следовательно, улучшить качество выпускаемой про" дукции, юФормула изобретенияУстройство для решения диФФерен- рциальных уравнений, содержащее ключ,первый вход которого является входом устройства, выход ключа соединен с первым входом сумматора и совходом блока вычисления производных,первый и второй выходы которого подключены соответственно к первым входам первого и второго блоков умножения, выходы которых соединены соответственно со вторым и третьим входами сумматора, выход которого является выходом устройства, третий,четвертый и пятый выходы блока вычисления производной подключены соот"ветственно к первому, второму и тре"тьему входам блока определения коэФФициентов, первый и второй выходы которого соединены соответственно совторыми входами первого и второго блока умножения, о т л и ч а ю ц е е "с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введен генератор тактовых сигналов, выход которого подключен ко второму .входу ключа, а блок определения коэФФициентов содержит три блока деления, два блока диФФеренцирования,блок умножения и сумматор, причемпервые входы первого и второго блоков деления являются соответственнопервым и третьим входом блока определения коэФФициентов, вторым входомкоторого являются вторые входы первого и второго блоков деления, выходыкоторых соединены соответственно совходами первого и второго блоковдиФФеренцирования, выход первого блока деления подключен к первому, входусумматора, выход которого являетсяпервым выходом блока определения коэФФициентов, выход второго блока деления подключен к первому входу блокаумножения, выходы первого и второгоблоков диФФеренцирования соединенысоответственно с первым и вторым входом третьего блока деления, выходкоторого является вторым выходом блока определения коэФФициентов и подключен ко второму входу блока умножения, выход которого подключен,ко второму входу сумматора. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское. свидетельство СССРй, 116975, кл. О 06 6 7/38, 1962.2, Авторское свидетельство СССРИ 498628, кл. О 06 6 7/38, 1972ил КорректорПодлисноеСССР нина т ее т И Госуд делам Москв а 5тна ПП " и Заказ 1131/Ь 2ВНИИ итель В. Рыби Л,Пекарь СоставТехоееТиражарствеизобреа И тент" нного комитета тений и открыт Рауаская иаб