SU830432A1 - Устройство дл решени обратнойзАдАчи ТЕплОпРОВОдНОСТи - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к аналоговой вычислительной технике и предназначено дл  определени  коэффициентов теплообмена между средой и поверхностью тела по известным температурам некоторых точек внутри тела в случае решени  обратной задачи нестационарной теплопроводности.

Известно устройство дл  решени  обратных задач нестационарной теплопроводности , содержашее функциональные преобразователи , усилители посто нного тока, управл емый стабилизатор тока, РС-сетки, блоки перемножени  1.

Однако это устройство  вл етс  по своей структуре замкнутой системой управлени  и характеризуетс  наличием систематической динамической ошибки, что обусловливает значительную погрешность при решении обратных задач.

Наиболее близким по технической суш,ности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  устройство дл  решени  задач теплопроводности, содержашее пассивную модель, блок питани , след шие системы , выполненные в виде сервопривода, усилители , сумматоры, блок сумматоров-вычислителей , регулируемые резисторы, делитель напр жени  2.

Однако возможности этого устройства ограничены лишь решением стационарных задач , когда в качестве пассивной модели используетс  R-сетка или сплошна  провод ша  среда, например электропроводна  бумага. В случае же решени  нестационарных задач в качестве пассивной модели обычно используетс  RC-сетка. ввиду того, что период решени  задачи на RC-сетке составл ет всего несколько дес тков микросекунд , инерционность исполнительных элементов электромеханической след шей системы , используемой в известном устройстве, не позвол ет оперативно измен ть величину регулируемых резисторов со скоростью решени  задачи. Это обсто тельство не позвол ет решать обратные задачи нестационарной теплопроводности с помощью известного устройства.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет возможности решени  нестационарных задач и повышение точности.

Claims (2)

1. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержашее RC-сетку, узловые точки которой подключены к первым входам сумматоров-вычислителей, вторые входы которых соединены с выходами первого функционального формировател , выхЬды цумматоров-вычитателей подключены к входам сумматора, выход которого соединен с входом усилител , след щие системы, кажда  из которых выполнена в виде сервопривода , ротор которого механически св зан с подвижным контактом соответствующего регулируемого резистора, первые выводы которых соединены с выходом второго функционального формировател , введены генератор тактовых импульсов и две группы ключей, причем информационные входы ключей первой и второй групп соединены,с вторыми выводами регулируемых резисторов и выходом усилител  соответственно, выход генератора тактовых импульсов подключен к управл ющим входам ключей групп, выходы которых соединены соответственно с граничным узлом RC-сетки и входами сервоприводов. На чертеже представлена блок-схема устройства дл  решени  обратной задачи теплопроводности. Устройство состоит из функциональных формирователей 1 и 2, RC-сетки 3, сумматоров-вычитателей 4, сумматора 5, усилител  6, двух групп ключей 7 и 8, сервоприводов 9, регулируемых резисторов 10, генератора 11 тактовых импульсов. Устройство работает следующим образом Сигналы U(t) из узловых точек модели 3 в момент времени to-t i поступают на вход сумматоров-вычитателей 4, на вторые входы которых подаютс  сигналы с выходов функционального формировател  2. Этот формирователь формирует напр жени  U(t) пропорциональные температурам Т(1) в некоторых точках тела и измен ющиес  во времени по известному закону. Формирователь 1 вырабатывает сигнал, пропорциональный температуре среды. В это врем  одноименные ключи групп 7 и 8 замкнуты, а остальные разомкнуты. С выхода сумматоров-вычитателей 4 сигналы рассогласовани  Up(t) U(t) -U(t) поступают на сумматор 5, а затем суммарный сигнал рассогласовани  U(t) подаетс  на вход усилител  6 и через соответствующий замкнутый ключ группы 8 на управл ющую обмотку соответствующего сервопривода 9, ротлр которого, враща сь, измен ет положение движка одного из регулируемых резисторов RI, а, следовательно, и величи-ну его сопротивлени . Это, в свою очередь, приводит к изменению величины тока, втекающего в RC-сетку, а, значит, и величины потенциалов узловых точек. В момент времени t замыкаетс  следующа  пара ключей групп 7 и 8, остальные разомкнуты и в период сигнал рассогласовани  U5(t) управл ет величиной резистора R и т. д., соответственно дл  периодов tz-ta... tj.., -t i. , где i - количество участков аппроксимации функции T(t). За счет перио. дизации процесса, характерной дл  RC-сеток рещение может повтор тьс  до тех пор, пока сигналы рассогласовани  ) соответственно дл  периодов to-ti, ti-tj, ...., t.-., -t I не станов тс  равными нулю. Это означает, что сопротивлени  R, R,.... RI достигли величин, соответствующих внещним термическим сопротивлени м на этом участке поверхности в определенные периоды времени, величина коэффициента теплообмена в этом случае определ етс  по формуле fj() - R(t) К гдеf -сопротивление сетки между граничным узлом и узлом, ближайщим к граничному, Ь,- шаг RC-сетки, А -коэффициент теплопроводности , R(t)- величина регулируемого резистора , отработанна  устройством в определенные периоды времени tg, t....t . Таким образом, благодар  итерационному режиму, который достигаетс  схемным путем, а именно (введением групп ключей и генератора тактовых импульсов расшир ютс  функциональные возможности устройства . Формула изобретени  Устройство дл  рещени  обратной задачи теплопроводности, содержащее RC-сетку, узловые точки которой подключены к первым входам сумматоров-вычитателей, вторые входы которых соединены с выходами первого функционального формировател , выходы сумматоров-вцчитателей подключены к входам сумматора, выход которого соединен с входом усилител , след щие системы , кажда  из которых выполнена в виде сервопривода, ротор которого механически св зан с подвижным контактом соответствующего регулируемого резистора, первые выводы которых соединены с выходом второго функционального формировател , огл«чающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет возможности решени  нестационарных задач и повышени  точности, в него введены генератор тактовых импульсов и две группы ключей , причем информационные входы ключей первой и второй групп соединены с вторыми выводами регулируемых резисторов и выходом усилител  соответственно, выход генератора тактовых импульсов подключен к управл ющим входам ключей групп, выходы которых соединены соответственно с граничным узлом RC-сетки и входами сервоприводов .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Прокофьев В. Е. К решению обратных задач нестационарной теплопроводности на

   электрических модел х. ИФЖ, т. XXiJ, № 2, 1972, с. 310-315.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 297970, кл. G Об G 7/46, 1969 (прототип).