Устройство для решения задач теплопроводности

(51) 4 С 06 С 7/46 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт проблем машиностроения АН УССР(56) Авторское свидетельство СССР У 1059584, кл. С 06 С 7/56, 1983.Авторское свидетельство СССР У 568953, кл. С 06 С 7/56, 1974.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧТЕПЛОПРОВОДНОСТИ(57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для определения траектории движения источника физическогополя в направлении скорейшего возрастания максимального значения полядо наперед заданной величины. Цельизобретения - повышение быстродействия и упрощение конструкции. Новымв предложенном устройстве являетсяналичие второго блока сравнения, матрицы схем И,схем ИЛИ,регистров,дешифратора, аналого-цифрового преобразователя, блока ввода информации.Применение устройства при проектировании технических систем с дискретными источниками физических полейпозволяет сократить временные и ма-.териальные затраты на проектирование,2 ил.510 35 40 45 Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для определения траекториидвижения источника Физического поляв направлении скорейшего возрастания максимального значения поля(применительно к задачам термостатирования, идентификации процессовтеплообмена и др),Целью изобретения является повышение быстродействия и упрощение конструкции.На фиг. 1 представлена блок-схемапредлагаемого устройства; на Фиг. 2 -блок-схема блока управления.УстройствЬ содержит К-сетку 1,Ьлок 2 заданная граничных условий,коммутатор 3, источник 4 тра, блок 5элементов И, регистры 6 и 7 сдвига,:регистры 8 - 10, блок .11, управления, 2дешифратор 12, блок 13 регистрации.входной элемент ИЛИ 14, блок 15выделения максимального сигнала,аналого-цифровой преобразователь16, блоки 17 и 18 сравнения, входной регистр 19. Коммутатор 3 содержит ключи 20, Блок 5 элементов Исодержит элементы И 21.Блок 11 содержит формирователь22 импульсов, генератор 23 тактовыхимпульсов, триггер 24, элемент И 25,элементы 26 и 27 задержки, сдвигающий регистр 28, регистры 29-31 памяти, элементы ИЛИ 32 - 40,Устройство работает следующим образом.В каждый иэ регистров 29-31 с регистра 19 ввода информации заносятся ко 4 ы, соответствующие исходнымданным. В регистры 29-30 заносятсякоды, характеризующие начальное местоположение источника физическогополя, В регистр 29, например, заносится код;в котором только -й разряд имеет "1", а в регистр 30, например, заносится код в котором только 3-й разряд имеет "1". В этом случае исходное состояние источникахарактеризуется точкой под номером 5. В регистр 31 заносится код,соответствующий допустимому значениюполя.С нажатием кнопки "Пуск" поступает сигнал на генератор 23 импульсови включает его. Этот же импульспоступает на вход регистра 31 и входы элементов ИЛИ 32 и 33, а затемна регистры 29 и 30. Это позволяет содержимое регис;тра 31 пересылать во входной регистр блока 18 сравне" ния, а содержимое регистров 29 и 30 - в регистры б и 7 соответственно,Сигналы "1" с соответствующих разрядов регистров 6 и 7 поступают на один и только им соответствующий элемент И 21 блока 5 элементов И.Это позволяет подавать сигнал с выхода этого элемента И 21 на соответствующий ему ключ 20 коммутатора 3 токовводов, что дает возможность подавать через ключ 20 от источника 4 тока ток, являющийся аналогом источника, в соответствующий этому клю-, чу узел К-сетки, т.е. в исходную точку.Источник поля совместно с блоком 2 задания грайичных условий формирует физическое, поле; С выхода К-сетки (с контролируемых. узлов К-сетки)потенциалы подаются на вход блока5, который выделяет максимальный потенциал, Этот потенциал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 16, который преобразует выделенный потенциал в соответствующийему код. Этот код поступает на входблока 17 сравнения, на другой входкоторого подается "0", поскольку врегистр 10 еще не поступил управляющий сигнал, разрешающий запись информации, и он находится в 0", т.е. в результате сравнения в блоке 17 на "больше" кода, соответствующего максимальному потенциалу, и "0", с выхода блока 17 сравнения на входы регистров 8 - 10 поступает сигнал, разрешающий запись (запоминание) информации, Регистр 10 хранит код, соответствующий максимальному потенциалу для анализируемого местоположения источника поля, Регистры 8 и 9 хранят коды, характеризующие местоположение источника. Эти же коды поступают на входы регистров 29 и 30, но их пересылка в регистры 6 и 7 производится позже специальным импульсом. Хранящийся в регистре 10 код поступает на. второй вход блока 18 сравнения на "меньше" на первый вход которой ранее подан код, соответствующий допустимому значению поля. Если допустимое значение поля больше полученного на модели, то с выхода блока 18 сравнения сигнала не будет (случай появления сигнала и остановки работы уст 1278900ройства будет рассмотрен ниже).Таким образом, проанализировано место положение источника, соответствующее точке 5. Заметим, что процесс поиска был начат с начального местоположения источника потому, что начальное местоположение удовлетворяет наперед заданному ограничению и тогда нет смысла вести поиск.Приход также сигнала формировате ля 22 на вход элемента ИЛИ 34, а затем на вход элемента 27 задержки и на вход регистра 28 позволяет занести "1" в первый разряд регистра 28. Этот же сигнал с выхода первого разряда Р регистра 28 поступает на управляющий вход регистра 6 и через элемент ИЛИ 38 на управляющий вход регистра 7. Это позволяет сдвинуть хранящуюся в регистре 6 "1" 20 на один разряд влево, а хранящуюся "1" в регистре 7 - на один разряд вверх, т.е. в точку с номером 1, которая является первой точкой анализа ближайших точек к исходному местоположению источника. Проводится аналогично описанному анализ этого местоположения источника. В случае, если соответствующее этому местоположению источника поле (максимальное значение среди значений в контролируемых точках) меньше, чем полученное на предыдущей итерации, то перезапись информации в регистрах 8 - 10 не происходит. В противном случае 35осуществляется перезапись информации аналогично описанному выше.С приходом от генератора 23 первого импульса (от элемента 26 задержки) на тактовый вход регистра 28 происходит сдвиг "1" с первого разряда во второй. Это позволяет через схемы ИЛИ 35 и 36 подавать на регистр сдвигающий импульс, который позволяет передвинуть в регистре 7 "1" вниз, 45 что соответствует узлу с номером 2, так как сдвиг в регистре 6 не произведен. Для нового местоположения источника проводится аналогичный описанному выше анализ поля.50С приходом от генератора 23 второго импульса. от элемента 26 задержки происходит очерецной сдвиг "1" в Разряд Р 3 регистра 28, что соответствует подаче источника в точку с 55 номером 3, Для нового местоположения источника проводится аналогичный описанному выше анализ физического поля. Приход на тактовый вход регистра28 очередного третьего импульса позволяет переслать "1 в разряд Р .Это дает возможность через элементИЛИ 39 подавать к регистру 6 импульсукоторый сдвигает "1", хранящуюся врегистре б вправо, что соответствуетподаче источника в точку 4. Для нового местоположения источника прово-,дится анализ физического поля.Приход на регистр 28 четвертогои пятого импульсов позволяет сдвинуть "1" в разряде Р, а затем в Р 6бучто соответствует подаче источникав точку 5, а затем в точку 6.Приход на регистр 28 шестого импульса позволяет подавать источникв точку 7, а приход седьмого и восьмого импульсов позволяет провестианализ поля при подаче источникав точку 8, а затем в точку 9,Таким образом, проведен анализфизического поля для всех ближайшихместоположений к начальному местоположению источника. При этом в регистре 10 хранится лучшее (наибольшее) значение поляа в регистрах 8и 9 (или что то же самое в регистрах 29 и 30) - коды, характеризующиесоответствующее местоположение источника.Приход очерецного импульса на регистр 28 сдвигает "1" в разряд Р,очто позволяет включить блок 13 регистрации, который зафиксирует наибольшее значение поля и номер соответствующего узла К-сетки, в который подавался источник, Номер узла подается с выхода дешифратора 12, на вход которого поданы коды с регистров 8 и 9, соответствующее лучшему местоположению источников (среди ближайших к начальному местоположению),Приход от разряда Р регистра 281 Оэтого же импульса на элемент И 25 совместно с тактовым импульсом от генератора 23 импульсов обеспечивает срабатывание элемент И 25 и через элементы ИЛИ 32 и 33 подается сигналу разрешающий пересылку кодов из регистров 30 и 29, хранящих коды, соответствующие лучшему местоположе- нию источника для;троанализированных ближайших местоположений, в регистры б и 7.Приход на тактовый вход регистра 28 очередного импульса пересылает "1" в разряд Р, регистра 28. Этодает возможность подать на вход элемента ИЛИ 34 сигнал, который через элемент 27 задержки позволяет занести в разряд Р регистра 28 "1"1что соответствует началу новой ите 5 рации поиска лучшего местоположения источника среди ближайших ему узлов К-сетки.Пошаговый процесс движения источника продолжается до техпор, пока 0 на очередном шаге максимальное значение поля для анализируемого местоположения источника не станет больше допустимого. В этом случае с выхода блока 18 сравнения подается сигнал 15 на элементе ИЛИ 14, что позволяет включить блок 13 регистрации, который зафиксирует значение поля и соответствующее местоположение источника (номер узла К-сетки). Одновре менно с выхода блока 18 сравнения сигнал поступает, на вход триггера 24 что позволяет прекратить подачу тактовых импульсов от генератора 23 импульсов. Это является окончанием 25 решения задачи и работы устройства.Формула изобретенияУстройство для решения задач теплопроводности, содержащее К-сетку,элемент ИЛИ, блок регистрации, первыйблок сравнения, входной регистр,блок задания граничных условий, выход которого соединен с граничнымузлом К-сетки, блок элементов И,группа выходов которого подключенак группе управляющих входов коммутатора, группа выходов которого соединена с группой центральных узлов 40К-сетки и с группой входов блокавыделения максимального сигнала,источник тока, выход которого подключен к информационному входу коммутатора и блок управления, с т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены блоки моделирования перемещенияисточника теплового поля, выполненные в виде соответственно первого 50и второго регистров сдвига, аналогоцифровой преобразователь, второйблок сравнения, дешифратор, три регистра, блок управления состоит изформирователя импульсов, генератора 55тактовых импульсов, элемента И, триггера, двух элементов задержки, девяти элементов ИЛИ, трех регистров памяти и сдвигающего регистра, первый выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ и к входу сдвига влево первого регистра сдвига, вход сдвига вправо которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, второй и третий выходы сдвигающего регистра подключены соответственно к первому и второму входам третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу сдвига влево второго регистра сдвига, вход сдвига вправо которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу пятого элемента ИЛИ, четвертый выход сдвигающего регистра соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, пятый и шестой выходы сдвигающего регистра подключены соответственно к первому и второму входам пятого элемента ИЛИ, седьмой выход сдвигающего регистра соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, восьмой и девятый выходы сдвигающего регистра подключены соответственно к первому и второму входам шестого элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом четвертого элемента ИЛИ, десятый выход сдвигающего регистра подключен к первому входу входного элемента ИЛИ и к первому входу элемента И, выход которого соединен с первыми входами седьмого и восьмого элементов ИЛИ, выходы которых соединены с входами записи соответственно первого и второго регист- ров памяти, выходы которых соединены с информационными входами соответственно первого и второго регистров сдвига первый, второй и третий выходы входного регистра подключены к информационным входам соответственно первого, второго и третьего регистров памяти, вход запуска устройства соединен с входом формирователя импульсов,:выход которого подключен к входу генератора тактовых импульсов, к входу записи третьего регистра памяти, к вторым входам восьмого и девятого элементов ИЛИ и к первому входу десятого элемента ИЛИ, выход которого через первый элемент задержки соединен с установочнымвходом сдвигающего регистра, одиннадцатый выход которого подключенк второму входу десятого элемента ИЛИ, выход генератора тактовыхимпульсов соединен со счетным входом триггера, выход которого подключен к второму входу элемента И и к входу второго. элемента задержки, выход которого соединен с входом сдвига сдвигающего регистра, выход третьего регистра памяти подключен к первому входу второго блока сравнения, 10 выход которого соединен с вторым входом входного элемента, элемента ИЛИ и к установочному входу триггера, выход блока выделения максимального сигнала соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к информационному входу пфувого ,регистра и к первоому входу перврго блока сравнения,выход которого соединен с входами запи- Ю си второго и.третьего регистров и с входом запиСи первого регистра,выход которого соединен с вторымиовходами первого и второго блоковсравнения, группа выходов первогорегистра сдвига подключена к первой группе входов блока элементовИ и к группе информационных входоввторого регистра, выход которогосоединен с первым входом дешифратора и с первым информационным входом первого регистра памяти, группа выходов второго регистра сдвигасоединена с второй группой входовблока элементов И и с группой информационных входов третьего регистра,выход которого подключен к второму входу дешифратора и К информационному входу второго регистра памяти,выход дешифратора соединен с информационным входом блока регистрации,управляющий вход которого подаключен к выходу входного элемента ИЛИ,1278900 От блока 8 Составитель В.Рыбинедактор Г.Волкова Техред Л.Серщокова Корректор М.Демчик аказ б 8425 д, 4/5 ская н Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. тна Тираж 671 ВНИИПИ ГосУдарственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж,РаПодписноеитета СССткрытий длоку 7 Фоку Ю