SU1206821A1 - Устройство дл решени обратных задач теплопроводности - Google Patents

Description

к обратному выходу Т-триггера, первый тактовый вход устройства, соединен с суммирующим входом третьего реверсивного счетчика и с вторым стробирующим входом второго элемента И-НЕ, группа информационных входов которого подключена к группам информационных входов элемента ИЛИ и первого элемента И-НЕ и к группе выходов первого реверсивного счетчика , выход первого элемента И-НЕ соединен со счетным входом счетчика и с входом преобразовател  частоты

Изобретение относитс  к вычислительной технике и предназначено дл , определени  коэффициента теплообмена , вход щего в граничные услови  третьего рода, при решении обрат ных задач нестационарной теплопроводности .

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечени  возможности решени  обрат ных задач, а также повышение точности его работы за счет более точного задани  граничных условий и цифрового способа формировани  управл ющего сигнала.

На фиг. представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временна  диаграмма, по сн юща  работу устройства .

Устройство содержит R-сетку 1, блок 2 формировани  коэффициента теплообмена, состо щий из токозадаю- щего резистора3 и ключа 4, источник 5 посто нного напр жени , D-триггер 6, элемент 2И 7, элементы ЗИ 8 и 9, элемент ИЛИ 10, реверсивный счетчик 11, счетчик 12, реверсивный счетчик 13, реверсивный счетчик 14, Т-триг- гер 15, блок моделировани  изменени  температуры среды, выполненный в виде преобразовател  16 частоты в напр жение , дифференциальный усилитель 17, инвертор 18, элемеЛ И-НЕ 19, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20, блок 21 пам ти и элемент ШМ-НЕ 22.

Работа устройства сводитс  к определению временной завис;имости коэфв напр жение, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к стробирующе- му входу третьего реверсивного счетчика , выход которого соединен с информационным входом элемента 2И, выход которого подключен к синхронизирующему входу D-триггера, центральный узел R-сетки подключен к второму входу дифференциального усилител , выход первого элемента ЗИ соединен с суммирующим входом второго реверсивного счетчика.

фициента теплообмена с (t) в граничных услови х Ш рода «(tlCTc Ct)-Tn(.

д Т| известному изменению зависимости температуры в некоторых точках исследуемого объекта, моделируемого R-сеткой 1. Коэффициент теплообмена oL (t) в устройстве моделируетс  блоком 2, а температура

среды T(t) - блоком 5. Таким образом , в процессе решени  задачи на предлагаемом устройстве определ етс  закон изменени  во времени величины проводимости резистора 2о(Х{-Ь)

(Ct) Чс7 котора  задаетс  относительной длительностью Tc(.(t)-y пр моугольных импульсов, подаваемых на управл ющий вход ключа 3 с выхода D-триггера 6, где Т,- период следовани  импульсов; Т - длительность импульсов .

Устройство работает следующим образом .

Врем  решени  задачи раздел етс 

на m периодов длительностью Т, Из указанных m периодов нечетные соответствуют непосредственному решению задачи, а четные - останову решени  дл  корректировки параметров модели

и измерени  результатов решени .

Работа устройства начинаетс  с момента подачи на вход запуска устройства тактовых импульсов частоты

fo - . Каждый нечетный импульс ml

переводит Т-триггер 15 в состо ние 1, а каждый четный - в состо ние

о, что необходимо дл  организации работы сетки в режимах Решение и Останов. На счетные входы q-раз- р дного счетчика 1I ) с первого и второго тактовых входов устройства поочередно подаетс  по 2 импульсов с тактовой частотой ft таким образом, что в первой половине периода они подаютс  на его обратный вход, а во второй на пр мой. В подготовительный период, предшествующий началу решени  задачи, считываютс  предварительно записанные в нем коды чисел, соответствующие начальному значению искомого коэффициента о( . Эти коды в блоке 20 сравниваютс  d последовательностью кодовых комбинаций , поступающих со счетчика 14, выполн ющего в устройстве функцию цифрового генератора функции треугольной формы, который и формирует на выходе то убывающие, то возрастающие коды чисел от 111, ..., 1 До 000, ..., О и наоборот. В момент сравнени  этих кодов на выходе блока 11 дважды в периоде по вл ютс  симметрично расположенные относительно его центра импульсы, подаваемые через элемент 7 на С-входы D-триггера 6, D-ВХОД которого соединен с первым тактовым входом устройства. D-триг- гер формирует пр моугольный импульс относительна  длительность - которого определ етс  кодом числа, записанного в блоке 21, пропорциональном начальному значению коэффициента теплообмена . Этот импульс поступает на управл ющий вход ключа 3 блока 2.

В результате решени  задачи с заданным начальным значением oCj на выходе модели по вл етс  напр жение, пропорциональное температуре во внутренних узловых точках объекта. Это напр жение в блоке 17 сравниваетс  с напр жением блока 16, моделирующего заданную по условию задачи зависимость изменени  температуры в соответствующей точке исследуемого объекта. В зависимости от знака разности положительный сигнал по вл етс  на выходе только одного из элементов ЗИ 8 или 9. В первую половину периода останова решени , когда осуществл етс  сравнение указанных напр жений, на остальные входы элементов 8 и 9 поступают импульсы с

06821

инвертирующего выхода Т-триггера 15 и тактова  частота f с первого тактового входа устройства. Выходной сигнал одного из элементов 8 5 или 9 в виде некоторого числа тактовых импульсов, пропорционального сигналу ошибки, поступает на пр мой или обратный счетный вход блока 13, увеличива  или уменьша  значение

to записанного в нем параллельным путем из блока 2 в конце периода решени  кода. В конце первой половины периода останова с выхода блока 13 скорректированное значение кода пере 5 писываетс  в блок 21. Дл  этого на его стробирующий вход записи в конце первой половины периода останова с блока 10 подаетс  логический О.

Таким образом, закончилась перва  итераци  подбора коэффициента d в первом периоде решени  задачи. Дл  перехода на следующий период решени  к информационным выходам триггеров счетчика 14 подключен элемент ИПП- НЕ на q-входов, на выходе которого импульс по вл етс  через каждый 4.2 тактовых импульсов, когда все триггеры счетчика 14 наход тс  в состо нии О в период останова. Импульсы с выхода элемента 22 с частотой

-о

fr дТт поступают на счет

М- - - 2т ный вход Р-разр дного счетчика 12, емкость которого определ етс  числом периодов решени  задачи. Информационные выходы триггеров счетчика 12 соединены с адресными входами блока 21. Таким образом, с по влением каждого импульса на выходе блока 22 мен етс  адрес блока 21, из которого происходит считывание и перезапись информации и начинаетс  подбор коэф- фициента at в следующем периоде решени  задачи аналогичным образом. 1Тте- рационный процесс подбора - происходит до тех пор, пока сигнал рассогласовани  на выходе блока 17 дл  каждого интервала времени не станет рав - ным нулю. Эto происходит благодар  периодизации процесса решени  задачи, на RC-сеточных модел х.

По окончании решени  задачи в каждой  чейке блока 21 записан кодо- вьш эквивалент искомого коэффициента ot ( дл  соответствующего момента времени .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ОБРАТНЫХ ЗАДАЧ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ, содержащее блок формирования коэффициента теплообмена, состоящий из токозадающего резистора и ключа, R-сетку, источник постоянного напряжения, выход которого подключен к первому выводу токозадающего резистора, второй вывод которого соединен с информационным входом ключа, выход которого подключен к граничному узлу R-сетки, блок памяти, первый реверсивный счетчик, элемент 2И, счетчик, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, D-триггер, выход которого подключен к управляющему входу ключа, первый тактовый вход устройства соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика, группа выходов которого подключена к первой группе входов элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторая группа входов которого соединена с группой выходов блока памяти, группа адресных входов которого подключена к группе выходов счетчика, второй тактовый вход устройства соединен с вычитающим входом первого реверсивного счетчика и с информационным входом D-триггера, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены два элемента И-НЕ, второй и третий реверсивные счетчики, два элемента ЗИ, инвертор, Т-триггер, элемент ИЛИ, дифференциальный усилитель и блок моделирования изменения температуры среды, выполненный в виде преобразователя частоты в напряжение, выход которого подключен к первому входу дифференциального усилителя, выход которого подключен непосредственно к первому _с входу первого элемента ЗИ и через © инвертор - к первому входу второго элемента ЗИ, выход которого соединен с вычитающим входом второго реверсивного счетчика, группа выходов которого соединена с группой информационных входов блока памяти, вход записи которого подключен к выходу элемента ИЛИ, вход запуска устройства соединен со счетным входом Т-триггера, прямой выход которого подключен к стробирующему входу первого элемента И-НЕ, элемента 2И, элемента ИЛИ и к первому стробирующему входу второго элемента И-НЕ, выход которого соединен со стробирующим входом второго реверсивного счетчика, группа входов предварительной установки которого подключена к группе выходов блока памяти, второй тактовый вход устройства соединен с вычитающим входом третьего реверсивного счетчика и с вторыми входами первого и второго элементов ЗИ, третьи входы которых подключены

   SU „1206821 к обратному выходу Т-триггера, первый тактовый вход устройства соединен с. суммирующим входом третьего реверсивного счетчика и с вторым стробирующим входом второго элемента И-НЕ, группа информационных входов которого подключена к группам информационных входов элемента ИЛИ и первого элемента И-НЕ и к группе выходов первого реверсивного счетчика, выход первого элемента И-НЕ соединен со счетным входом счетчика и с входом преобразователя частоты

   20682.1 в напряжение, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к стробирующему входу третьего реверсивного счет чика, выход которого соединен с информационным входом элемента 2И, выход которого подключен к синхронизирующему входу D-триггера, центральный узел R-сетки подключен к второму входу дифференциального усилителя, выход первого элемента ЗИ соединен с суммирующим входом второго реверсивного счетчика.