×
27.06.2019
219.017.9673

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть

Правообладатели

№ охранного документа
0000215617
Дата охранного документа
21.06.1968
Реферат Свернуть Развернуть

Структура известных устройств для моделирования дифференциальных уравнений, использующих операционные усилители со сложными входной цепью и цепью обратной связи, исключает возможность перестройки схемы, сводя область применения к специальным случаям, а громоздкость промежуточных вычислений не позволяет непосредственно связать коэффициенты моделируемых уравнений с параметрами элементов схемы.

В предложенном устройстве эти недостатки устранены. Это достигнуто тем, что в нем цепь последовательно соединенных конденсаторов одним концом соединена со входом первого операционного усилителя, а точки соединения конденсаторов и концы цепи конденсаторов соединены с первыми полюсами двух групп резисторов, причем, вторые полюсы первой группы резисторов соединены со средними точками первой группы регулируемых резисторов, одни полюсы которых соединены между собой, со входом второго операционного усилителя, с выходом первого операционного усилителя и с минусовым выходом устройства, а вторые - между собой, с выходом второго операционного усилителя и с плюсовым выходом устройства, вторые полюсы второй группы резисторов соединены со средними точками второй группы регулируемых резисторов, одни полюсы которых соединены между собой и с минусовым входом устройства, а вторые - между собой и с плюсовым входом устройства.

На чертеже дана схема устройства.

Для моделирования дифференциальных уравнений n-го порядка используется операционный усилитель 1 с разветвленной входной цепью и цепью обратной связи. Входная цепь и цепь обратной связи образованы системой RC-ячеек, причем число ячеек соответствует порядку моделируемого дифференциального уравнения.

Ячейки входной цепи состоят из регулируемых резисторов 2, служащих для установки коэффициентов, резисторов 3 и конденсаторов 4, образующих RC-цепь. Резисторы 3 выполнены подстраиваемыми, чтобы обеспечить постоянство RC-цепи при установке коэффициентов.

Ячейки обратной связи состоят из резисторов 5, подстраиваемых резисторов 6 и тех же конденсаторов 4.

Инвертирующий усилитель 7 (с коэффициентом усиления, равным 1) используется для подачи на потенциометры выходного напряжения обратной полярности.

Если обеспечить равенство величине 2R суммы выходного сопротивления резистора 5 (2) и резистора 6(3), а коэффициент усиления усилителя K→∞, то операторная связь между выходным (Хвых) и входным (Хвх) напряжениями будет определяться зависимостью

где р-оператор дифференцирования, Bi, Ai- постоянные коэффициенты, вычисляемые по формулам

в которых - биноминальные коэффициенты, а ак, bк - относительные углы поворота резисторов 5 и 2 от среднего положения.

При наборе уравнения возникает задача определения величин ак, bк по заданным значениям Ai, Bi. Это легко сделать, разрешив относительно ак, bк треугольную систему уравнений (II).

Например, для дифференциального уравнения 6-го порядка (n=6)

a6=A6,

а55-11a6,

a4=A4-45а6-9а5,

а33-84а6-28а5 - 7а4,

a22-70а6-35а5-15а4-5а3,

a1=A1-21а6-15а5-10а4-6а3-3а2,

а0065-a432-a1,

b66,

b55-11b6,

b44-45b6-9b5,

b33-84b6-28b5-7b4,

b22-70b6-35b5-15b4-5b3,

b1=B1-21b6-15b5-10b4-6b3-3b2,

b0-B0-b6-b5-b1-b3-b2-b1.

Таким образом, подлежащие установке коэффициенты ак, bк непосредственно выражаются через коэффициенты операторного выражения (I).

При моделировании дифференциальных уравнений возникает необходимость установки отрицательных коэффициентов ак и bк. Для этого на резисторы 5 и 2 подаются сигналы обеих полярностей. Для получения напряжения - Хвых используется инвертирующий усилитель 7.

При подаче на вход ступенчатого сигнала на выходе устройства можно регистрировать решение задачи.

Устройство для моделирования дифференциальных уравнений произвольного порядка, содержащее операционные усилители, резисторы и конденсаторы, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в нем цепь последовательно соединенных конденсаторов одним концом соединена со входом первого операционного усилителя, а точки соединения конденсаторов и концы цепи конденсаторов соединены с первыми полюсами двух групп резисторов, причем, вторые полюсы первой группы резисторов соединены со средними точками первой группы регулируемых резисторов, одни полюсы которых соединены между собой, со входом второго операционного усилителя, с выходом первого операционного усилителя и с минусовым выходом устройства, а вторые - между собой, с выходом второго операционного усилителя и с плюсовым выходом устройства, вторые полюсы второй группы резисторов соединены со средними точками второй группы регулируемых резисторов, одни полюсы которых соединены между собой и с минусовым входом устройства, а вторые - между собой и с плюсовым входом устройства.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-3 из 3.
11.03.2019
№219.016.d7b6

Подводный аппарат с частичной компенсацией положительной плавучести

Изобретение относится к судостроению, в частности к конструкции подводных аппаратов с регулируемой остаточной плавучестью. Подводный аппарат с частичной компенсацией положительной плавучести содержит систему управления остаточной плавучестью, включающую в себя насос и размещенную в легком...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02225323
Дата охранного документа: 10.03.2004
11.03.2019
№219.016.d7d4

Способ обнаружения и отслеживания электропроводного протяженного подводного объекта с борта автономного необитаемого подводного аппарата

Изобретение относится к области электромагнитных исследований и может быть использовано преимущественно для поиска, обнаружения, распознавания и отслеживания трасс подводных протяженных металлосодержащих объектов, в том числе и заиленных в донный грунт, например подводных трубопроводов, силовых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02211464
Дата охранного документа: 27.08.2003
11.03.2019
№219.016.ddea

Устройство для обнаружения и отслеживания металлосодержащего протяженного подводного объекта с борта подводной поисковой установки (варианты)

Изобретение относится к области электромагнитных исследований и может быть использовано преимущественно для поиска, обнаружения, распознавания и отслеживания трасс подвижных металлосодержащих протяженных объектов, в том числе и заиленных в донный грунт, например, подводных трубопроводов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02174244
Дата охранного документа: 27.09.2001
+ добавить свой РИД