Claims (2)
Изобрет.ение от.носитс к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано дл электрического моделировани краевых задач с процессами скрытой теплоты/i Известно устройство дл моделирова им тепловых процессов с фазовыми переходами, содержащее RC-сетку, источники напр жени , диоды, посто нные и переменные резисторы, делители напр жени и операционный усилитель Ij. Наиболее близким к изобретению вл етс устройство, содержащее RC-сетку , управл емый стабилизатор тока., ин тегратор, источник опорного напр жени , схему сравнени , подключенную к интегратору и управл емому стабилиза тору тока, пороговый блок, вход которого подключен к интегратору, а выход соединен с управл емым стабилизатором тока, измерительное устройство напр жений узловых точек .RC-сетки, вход которого присоединен к выходу RC-сетки . Основным недостатком этих устройств вл ютс невозможность получени решени краевых задач с процессами скрытой теплоты на электромодел х RC-ceток с периодизацией решени и недостаточные быстродействи и точность. Цель изобретени - повышение точности и быстродействи устройства. Указанна цель достигаетс тем, что в устройство дл решени краевых задач, содержащее RC-сетку и блок сравнени , введены блок интеграторов, блок стабилизаторов напр жени , источник опорного напр жени , блок о( раничени , коммутатор и генератор импульсов , выход которого соединен с первым входом коммутатора, выход которого подключен к первому входу блока стабилизаторов напр жени , выход которого соединен со входом блока интеграторов , первый выход которого подключен к соответствующему узлу RC-сетки, выход которой соед1инен с первым входом блока сравнени ,выход которого подключен к второму входу коммутатора, выходы источника опорно го напр жени соединены соответственно со вторыми входак 1 блока стдбилиэаторов напр жени и блока сравнени , второй выход блока интеграторов соединен со входом блока огранич ни , выход которого подключен к третьему входу блока стабилизаторов напр жени . На фиг. 1 приведена блок-схема устройства дл решени краевых задач на фиг, 2а - график зависимости тока открытой теплоты от времениj на фиг. 26 - среднеинтегральное значени тока скрытой теплоты за период. Устройство содержит RC-сетку 1, источник опорного напр жени 2,б/1ок сравнени 3, генератор импульсов , коммутатор 5, блок стабилизаторов напр жени 6, блок интеграторов 7, блок ограничени 8 Блок интеграторов 7 представл ет собой набор приборов магнитоэлектрической системы со световым указателе ( светова стрелка). При поступлении на вход прибора периодически повтор щихс сигналов тока световой указатель показывает среднеинтегральное значение тока за период. Блок ограничени 8 представл ет собой светоприемное устройство,устанавливаемое на шкале приборов магнит электрической системы со световым указателем, выполн ющим роль интегра торов. Светоприемное устройство выпо нено на базе фотоэлементов (фотодиод фоторезистор и т.п.). При отклонении светового указател прибора до установленного предела световой луч падает на светоприемное устройство, которое выдает сигнал. Светоприемник блока ограничени может устанавливат с в любом месте шкалы прибора со световым указателем. Коммутатор 5 представл ет собой схему, распредел ющую последовательность импульсов на входы блока стабили заторов напр жени 6, а также осуществл ющую распределение выключающих импульсов на тот стабилизатор напр жени , который входит в режим устано ленного ограничени . Стабилизатор напр жени может работать в режиме ключено-выключено При подаче на включающий вход импуль са выход стабилизатора напр жени подключаетс ко входу интегратора. При подаче на выключающий вход импул са управлени стабилизатор напр жени переходит в режим выключено, т.е. его выход отключаетс от входа инте« гратора. Этот процесс повтор етс периодически с частотой периодизации решени . Электромодели RC-сетки с периодизацией решений принадлежат к модел м с малой посто нной времени. Дл обеспечени нормальной работы электромодели в услови х автоматического повторени решений рабочий цикл делитс на два периода: период врем решени и период со - врем подготовки. Врем f делитс на 101 импульс, длительность каждого из которых равна 1 от времени г, , Скрыта теплота учитываетс устройством следующим образом. После расчета масштабных коэффициентов моделировани , исход из электротепловой аналогии и выбора параметров модели RC-сетки 1 рассчитывают дл каждого узла, который будет претерпевать фазовое превращение, величину количества электричества q, соответствующего скрытой теплоте Q. На фиг. 2а показан примерный график зависимости тока скрытой теплоты 3 в узле от времени начала фазового перехода tv, до времени его окончани Заштрихованна площадь при измеравна qj нении времени и св зана с током скрытой теплоты Л соотношением (фиг. 26) qj j ( )df . Блок интеграторов 7 показывает среднеинтегральное значение тока скрытой теплоты 3j;pS за полный период решени Tg на модели Tj Т + uji . Величины q, .З и Tg св заны соотношением q g S Tj . Следовательно, дл любого узла границы фазового перехода до иселедо вани задачи на модели, зна величии Та , определ ют Згр.З , котоqj и ij , определ ют JCP-рый в определенном масштабе соответствует скрытой теплоте фазового перехода . Устройство работает следующим образом . В момент наступлени в узловой точке RC-сетки 1 напр жени кристал .лизации U),p , соответствующего температуре протекани фазового перехода, напр жени на входах блока сравь эни 3 станов тс равными и на его выходе вырабатываетс сигнал, поступающий на вход коммутатора 5. С генератора импульсов импульсы поступают на входы коммутатора 5t на выходе его вырабатываетс тот пор дковый номер импульса, который стробируетс сигналом с выхода блока сравне ни 3 этот импульс соответствует вре мени начала фазового перехода. Он пбступает на включающий вход блока 6, на потенциальный вход которого поступает с источника опорного напр жени 2 напр жени , которое через блок интеграторов 7 с этого момента поступает в RC-сетку 1. Как только блок интеграторов 7 покажет среднеинтеграл чое значение тока 5м.$ , с его выхода поступает оптический (световой) сигнал на вход блока ограничени 8, На выходе блока ограничени 8 вырабатываетс электрический сигнал, который поступает на выключающий вход блока 6 С момента включени и до момента выключени на потенциальный вход блока 6 поступает напр жение U от источника опорного напр жени 2 с таким расчетом , что на потенциальном выходе блока 6 вырабатываетс напр жение . Таким образом, напр жение U pудерживаетс в узловой точке RC-сетки 1 до тех пор, пока светова стрелка бло ка интеграторов 7 не покажет значени тока за период решени Т, равного ЗСР, S, что соответствует скрытой теплоте Q узловой точки о В предлагаемом устройстве по сравнению со схемой Либмана в0ем решени (при прочих равных услови х) уменьша8 16 етс в несколько раз (в частности, дл двухмерных задач на 200-250 узловых точках в 8-10 раз), повышаетс точность решени , так как врем на злектромодели представлено непрерывно . Формула изобретени Устройство дл решени краевых задач , содержащее RC-сетку и блок сравнени , отличающеес тем, что, с целью повышени точности и быстродействи , в него введены блок интеграторов, блок стабилизаторов напр жени , источник опорного напр жени , блок ограничени , коммутатор и генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом коммутатора, выход которого подключен к первому входу блока стабилизаторов напр жени , выход которого соединен со входом блока интеграторов, первый выход которого подключен к соответствующему узлу RC-сетки, выход которой соединен с „ервым входом блока сравнени , выход которого подключен к второму входу коммутатора, выходы источника опорного напр жени соединены соответственно со вторыми входами блока стабилизаторов напр жени и блока сравнени , второй выход блока интеграторов соединен со входом блока ограничени , выход которого подключен к третьему входу блока стабилизаторов напр жени , Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 65635, кл. G Об G 7/56, 197. The invention relates to analog computing and can be used for electrical modeling of boundary problems with latent heat processes. I A device is known for modeling thermal processes with phase transitions containing an RC grid, voltage sources, diodes, constants and variable resistors, voltage dividers and operational amplifier Ij. Closest to the invention is a device comprising an RC grid, a controlled current stabilizer, an integrator, a reference voltage source, a comparison circuit connected to an integrator and a controlled current stabilizer, a threshold unit whose input is connected to an integrator, and the output is connected to a controlled current stabilizer, a measuring device of the voltage of the nodal points of the .RC grid, the input of which is connected to the output of the RC grid. The main disadvantage of these devices is the impossibility of obtaining solutions to boundary-value problems with latent heat processes on RC models with periodization of the solution and insufficient speed and accuracy. The purpose of the invention is to improve the accuracy and speed of the device. This goal is achieved in that a device for integrating a voltage regulator, a voltage source, a reference voltage source, an oscillator unit (a switch, a switch, and a pulse generator, the output of which is connected to the first the input of the switch, the output of which is connected to the first input of the voltage stabilizer unit, the output of which is connected to the input of the integrator unit, the first output of which is connected to the corresponding RC grid node, the output of which is connected to the first input Comparison unit, the output of which is connected to the second input of the switch, the outputs of the voltage source are connected respectively to the second inputs 1 of the voltage standard unit and the comparison unit, the second output of the integrator unit is connected to the input of the restriction unit, the output of which is connected to the third input of the stabilizer unit Fig. 1 shows a block diagram of a device for solving boundary problems in Fig. 2a is a graph of the dependence of the open heat current on time j in Fig. 1. 26 — average integral current of latent heat over a period. The device contains an RC grid 1, a reference voltage source 2, b / 1ok comparison 3, a pulse generator, a switch 5, a block of voltage stabilizers 6, a block of integrators 7, a block of limits 8 The block of integrators 7 is a set of devices of a magnetoelectric system with light pointer (light arrow). When periodically recurring current signals arrive at the device input, the indicator light shows the average integral current value over a period. The limiting unit 8 is a light-receiving device, a magnet of an electrical system mounted on the instrument scale with a light pointer acting as integrators. The light-receiving device was made on the basis of photocells (photodiode photoresistor, etc.). When the light pointer of the device is deflected to the set limit, the light beam falls on the light-receiving device, which generates a signal. The light receiver of the restriction unit can be installed at any place on the scale of the instrument with a light pointer. Switch 5 is a circuit that distributes a sequence of pulses to the inputs of a voltage stabilizer block 6, and also distributes switching pulses to the voltage regulator that enters the set limit mode. The voltage regulator can operate in the on / off mode. When a pulse is applied to the on input, the voltage regulator output is connected to the integrator input. When applied to the switching off input of the control impulse, the voltage regulator switches to off mode, i.e. its output is disconnected from the input of the integrator. This process is repeated periodically with the frequency of the periodization of the solution. Electric RC models with periodization of solutions belong to models with a small time constant. In order to ensure the normal operation of the electric model under the conditions of automatic repetition of decisions, the working cycle is divided into two periods: the period the time of the decision and the period from the time of preparation. The time f is divided by 101 pulses, the duration of each of which is 1 of the time r,. The latent heat is taken into account by the device as follows. After calculating the modeling scale factors, based on the electrothermal analogy and the selection of the parameters of the RC grid model 1, for each node that will undergo phase transformation, the amount of electricity q corresponding to the latent heat Q is calculated. In FIG. Figure 2a shows an exemplary plot of the latent heat current 3 at a node versus the start time of the phase transition tv, until its end time. The shaded area at time qj is measured and associated with the latent heat current L by the ratio (Fig. 26) qj j () df. The block of integrators 7 shows the average integral value of the latent heat current 3j; pS over the full period of solving Tg on the model Tj T + uji. The values of q, 3, and Tg are related by the relation q g S Tj. Consequently, for any node of the phase transition boundary before the problem is solved on the model, knowing the magnitude of Ta, determine Sgr.3, which jj and ij, determine JCP-ry in a certain scale corresponds to the latent heat of the phase transition. The device works as follows. At the moment when the RC grid 1 of the crystallization voltage U), p, which corresponds to the temperature of the phase transition, arrives at the nodal point, the voltage at the inputs of the block compare 3 and becomes equal, and a signal is generated at its output, which enters the input of the switch 5. From the pulse generator, the pulses are fed to the inputs of the switch 5t at the output of it, the pulse sequence number is generated, which is gated by a signal from the output of the block of comparison 3 and this pulse corresponds to the time of the beginning of the phase transition. It comes to the switching input of block 6, the potential input of which comes from the source of the reference voltage 2, which through the block of integrators 7 from this moment enters the RC grid 1. As soon as the block of integrators 7 shows the average integral current value of 5 m. $ The optical (light) signal from the output of the limiting unit 8 is outputted from its output. An electrical signal is produced at the output of the limiting unit 8, which arrives at the shutdown input of unit 6 From the moment of switching on until the moment of turning off to the potential input of unit 6 stumbles voltage U from the reference voltage source 2 in such a way that the potential on the output of block 6 is generated voltage. Thus, the voltage U is held at the nodal point of the RC grid 1 until the light arrow of the integrator block 7 shows the current value for the resolution period T equal to CSR, S, which corresponds to the latent heat Q nodal point A In the proposed device compared to the Liebman scheme, the solution (other things being equal) decreases 8 16 times (in particular, for two-dimensional problems at 200-250 node points by 8-10 times), the accuracy of the solution increases, since the time on the model is represented continuously. An apparatus for solving boundary problems, comprising an RC grid and a comparison unit, characterized in that, in order to improve accuracy and speed, an integrator unit, a voltage stabilizer unit, a voltage source, a limiting unit, a switch and a generator are entered into it pulses, the output of which is connected to the first input of the switch, the output of which is connected to the first input of the voltage stabilizer unit, the output of which is connected to the input of the integrator unit, the first output of which is connected to the corresponding The RC grid node, the output of which is connected to the "First input of the comparator unit, the output of which is connected to the second input of the switch", the outputs of the reference voltage source are connected to the second inputs of the voltage regulator block and the comparison unit, the second output of the integrator unit is connected to the input of the unit restrictions, the output of which is connected to the third input of the block of voltage stabilizers, Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 65635, cl. G About G 7/56, 197.
2.Авторское свидетельство СССР N «08331, кл. G 06 G 7/56, 1972 ( прототип).2. USSR author's certificate N «08331, cl. G 06 G 7/56, 1972 (prototype).
.1.one