SU1038953A1 - Устройство дл решени обратных задач нестационарной теплопроводности - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ОБРАТНЫХ ЗАДАЧ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ , содержащее RС-сетку, -и внутренний узел которого соединен с первым входом блока сравнени / второй вход которого подключен к выходу первого функционального преобразовател , выход блока сравнени  соединен с информационным входом переключающего элемента, второй функциональный преобразователь, выход которого подключен к входу управл емого резистора , выход которого соединен с j -м граничным узлом RC -сетки, отличающее с  тем, что, с целью расширени  класса решаекых задач, в него введены дифференциальный у,склитель и инвертор, выход которого, подключен к первому выходу переключак аего элемента и управл ющему вхо- ду управл емого- резистора, выход второго функционального преобразовател  и j-и граничный узел RC -сетки соединены соотве±ственно с первым и вторым входами дифференциального уси-g лител , выход которого подключен к (Я управл ющему входу переключающего элемента, второй выход которого соединен с входом инвертора.

Description

:о эо :о сд

00 Изобретение относитс  к аналоговой вычислительной технике. Известно устройство дл  решени  обратной задачи нестационарной тепл проводности, содержащее RC-сетку, вход которой соединен с мдходом бло ка задани  начальных условий, первы вход которого подключен к первому выходу первого функционального преобразовател , а выход RC -сетки соед нен с первым входом блока сравнени  второй вход которого подключен к первому выходу втррйго функционального преобразовател , элементы И, элемент задержки, формирователь импульсов , блок управлени  и генерато тактовых импульсов, выход которого соединен с одним из входов первого элемента И, входы которого подключе,ны к выходам блока сравнени  и блока управлени , второй и тр тий входы которого соединены соотве ственно с вторыми входами первого и второго функциональных преобразователей , 1йыход первого элемента И соединен Со счетным входом счетчика, первый млход которого подключен к второму входу блока задани  начальных условий, второй нлход счетчика соединен с первым входом второго элемента и) выход которого подключен к выходу устройства 1 . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  решени  обратных задач теории пол , содержащее RC-сетк котора  через последовательно включенные резисторы подключена к выход первого функционального преобразова тел , и блок сравнени , входы которого подключены соответственно к вы ходу второго функционального преобр зовател  и RC-сетке, а выход соединен с управл ющим входом ключа, присоединенного параллельно одному из последовательно включенных резис торов Г . Недостатком известных устройств  Ел етс  то, что они не могут быть использованы дл  определени  коэффициента теплообмена между средой и телом в случае, если в процессе решени  мен етс  направление гранич ного теплового потока. Така  ситуаци  возникает, - когда действие внутренних источников тепла и/или изменение температуры окружающей среды в какой-то момент времени приводит к изменению знака разности между температурой поверхности тела и окружающей среды. В моделирующих устройствах этой ситуации соответствуе изменение направлени  протекани  то ка через граничное сопротивление в процессе решени . В известных устройствах поиск коэффициента теплообмена организуетс  автоматически путем изменени  граничного сопротивлени  пропорци онально сигналу рассогласовани  на выходе блока сравнени  эталонного функционального напр жени  с напр жением в контрольной узловой точке ({С-сетки. При этом направление изменени  величины граничного сопротивлени  выбираетс  только в зависимости от знака сигнала рассогласовани  . Взаимосв зь между знаком сигнаша рассогласовани  и направлением изменени  величины граничного сопротивлени  фиксируетс  в устройстве до начала ранени . Така  организаци  процедуры поиска нестационарного коэф(1ициента теплообмена позвол ет решать задачи только при посто нном и заранее известном направлении граничного теплового потока . В других случа х устройство не обеспечивает решени . Ограниченность возможностей известных устройств в решении широкого класса обратных задач нестационарной теплопроводности со сложным взаимодействием тела и окружающей среды, когда в процессе решени  мен етс  направление граничного теплового потока, св зано с тем, что изменение величины граничного сопротивлени  неоднозначно вли ет на сигнал рассогласовани  при различных направлени х протекани  граничного тока. Действительно, если при втекающем в RC -сетку токе эталонное функциональное напр жение больше напр жени  внутренней точки RC-сетки, то уменьшение величины граничного сопротивлени  приводит к более быстрому повышению напр жени  во внутренней контрольной точке RC -сетки, уменьша  тем самым сигнал рассогласовани  . Однако при изменении направлени  протекани  тока через граничное сопротивление и прежнем знаке сигнала рассогласовани  уменьшение величины граничного сопротивлени  будет способствовать более быстрому понижению, а не повышению напр жени  во внутренней точке. Сигнал рассогласовани  при этом начинает возрастать , а регулирующее воздействие приобретает характер положительной обратной св зи, чтр приводит к неустойчивости процесса решени . Цель изобретени  - расширение класса решаемых задач. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  ранени  обратных задач нестационарной теплопроводности , содержащее RC-сетку, )-й внутренний узел которой соединен с первым BXOfnoM блока сравнени , второй вход которого подключен к выходу первого функционального преобразовател  , выход блока1 сравнени  соединен с информационным входом переключающего элемента/ второй функциональный преобразователь, выход которого подключен к входу управл - емого резистора выход которого соёдинен с } -м граничным узлом КС -сетки , введены дифференциальный усилитель и инвертор, выход которого подключен к первому выходу переключающего элемента и управл ющему входу управл емого резистора, выход второго функционального преобразовател  и j-и граничный узел RC -сетки соединены соответственно с первым и вторым входами дифференциального усилител , выход которого подключен к управл кицему входу переключающего элемента, второй шлход которого соединен с входом инвертора.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства дл  решени  обратных задач нестационарной теплопроводности} на фиг. 2 - схема функционального преобразовател .

Устройство состоит из второго функционального преобразовател  1, управл емого резистора 2, RC -сетки 3, дифференциального усилител  4, инвертора 5, переключающего элемента 6, блока 7 сравнени  и первого функционсшьного преобразовател  8. Функциональные преобразователи 1 и включают генератор 9 импульсов, счетчик 10 импульсов, дешифратор 11, комутатор 12, входные резисторы 13 и суммирующий усилитель 14.

Нсшр жение с выхода преобразовател  1 - аналог температуры среды, через управл емый резистор 2 подаетс  на вход RC-сетки 3. На входы блока 7 сравнени  поступают напр жение внутренней точки RC -сетки 3 и напр жение с выхода преобразовател  8, которое пропорционально температуре в контрольной точке тела. Если ток аналог граничного теплового потока, втекает в RC-сетку 3, то сигнал сшибки с выхода блока 7 сравнени  через переключающий элемент 6 поступает на управл ющий вход управл емого резистора 2. При изменении направлени  протекани  тока через управл емый резистор 2 сигнал на выходе дифференциального усилител 

4 мен ет свой знак. В результате происходит переключение элемента б. Теперь, проход  через инвертор 5, сигнал ошибки (в случае, если напр жение на выходе преобразовател  8

0 больше напр жени  внутренней точки КС-сетки 3 вызовет увеличение величины управл емого резистора 2,, что приведет к более медленному понижению напр жени  во внутренней

5 точкеRC -сетки 3. Таким образом, НсШр жение во внутренней точке КС-сетки 3 будет стремитьс  совпасть с напр жением на выходе преобразовател  8 во всех режимах работы.

Q Функционалыолй преобразователь работает следующим образом.

Генератор 9 и счетчик 10. образуют периодизатор. Выходшле импульсы генератора 9 частотой fff

5 I/At пересчитываютс  счетчиком 10. На выходных шинах дешифратс а 11 образуютс  импульсы, кгикдый из которых сдвинут относительно предыдущего на врем  &t. Выходы дешифратора через коммутатор 12 и входные резисторы 13 подключаютс  к су фшрующему усилителю 14. Амплитуд л значений генерируемой функции устанавливаютс  путем изменени  соответствующего входных резисторов 13 суммирующего усилител  14. Выходное напр жение последнего подаетс  на вход блока 7 сравнени  или граничное сопротивление 2.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом организует автоматический поиск.неизвестного коэффициента теплообмена по алгоритму с более развитой логикой прин ти  решений, что обеспечивает работоспособность устройства во всех режимах работы.

9

10

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ОБРАТНЫХ ЗАДАЧ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ, содержащее RС-сетку, j—й внутренний узел которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого функционального преобразователя, выход блока сравнения соединен с информационным входом переключающего элемента, второй функциональный преобразователь, выход которого подключен к входу управляемого резистора, выход которого соединен с j -м граничным узлом RC -сетки, отличающее ся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в него введены дифференциальный усилитель и инвертор, выход которого, подключен к первому выходу переключающего элемента и управляющему входу управляемого· резистора, выход второго функционального преобразователя и j-й граничный узел RC -сетки соединены соответственно с первым и вторым входами дифференциального Уси-о лителя, выход которого подключен к -* управляющему входу переключающего элемента, второй выход которого соединен с входом инвертора.

   SU .... 1038953 >

   ί

   1638953