Разделы


Рекомендуем
Автоматическая электрика  Аналоговые вычисления 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 [ 89 ] 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143

Продолжение табл. 5.1

Название блока, обозначение

Графический символ (главным образом для структурных схем)

Принципиальная схема (примечание)

.Блок перемножения, БПi блок деления, БД; блок нелинейной функции, БН (функциональный преобразователь)

См. гл. 3

БП, БД, БН с выделенным изображением собственного выход ного усилителя

БП, БД, БН без собственного выходного усилителя

Блок постоянного коэффициента

См. гл. 2; применяется совместно с решающим усилителем (РУ) и может изображаться на структурных схемах

Блок переменного коэффици ента, БПК

То же

Потенциометр следящей системы

* Масштабный усилитель при п - I; усилитель перемены знака (инвертор) ори п = 1 и А = 1.



уже составленной схемы последовательной цепи интегрирующих усилителей в количестве, равном порядку старшей производной, позволяет получить иа выходе последнего интегрирующего усилителя напряжение, моделирующее одну из искомых переменных задачи. Количество полученных таким образом машинных переменных равно количеству составленных схем, т.е. количеству уравнении решаемой системы. Полная работоспособная модель системы получается путем соединения всех одноименных (обозначенных одинаковыми величинами) выходных и входных полюсов составленных ранее схем. Заданные начальные условия вводятся путем предварительного заряда конденсаторов интегрирующих усилителей, что, после приборной реализации полученной схемы в АВМ, обеспечивает получение изменяемых во времени напряжений, моделирующих искомые интегральные кривые.

1 Рис. 5.4. Блок-схемы для решения уравнения Ма-тье:

д- а - минимально возможная

!/ степень детализации; б-мак-симально возможная степень детализации

МЕГтЮ гг\--[Т]-,

В практике построения и применения средств АВТ используются три вида схем электрического моделирования:

1. Блок-схема решения ааданной системы уравнений отображает лишь основные связи между определенными частями решающей модели без необходимой для практической постановки задачи детализации и используется для предварительной оценки возможностей проектируемой или подготавливаемой схемы. Блок-схема решения задачи на АВМ аналогична программе для< ЦВМ, содержащей перечень и последовательность работы основных подпрограмм.

На рис. 5.4 показаны варианты блок-схем для решения уравнения Матье dx

--(a-f 6cosftOx = 0.

которое приводится к системе двух уравнений первого порядка:

= V;§ = -ia-i-bcosht)x.

иллюстрирующие возможность различной детализации блок-схем.

В блок-схемах не определяется необходимый объем аппаратуры для выполнения каждой из операций и отсутствует связь между математической формулировкой задачи и возможиостгми блоков и схем используемой АВМ.

2. Структурная схема электрическосо моделирования является основным рабочим документом при постановке и решении задач на аналоговых машинах общего назначения. В структурной схеме должны быть четко обозначены все основные участвующие в решении операционные блоки машины. Между



dx . -

= 15 cosx ху\

(5.8)

Из анализа системы уравнений следует, что для ее электрического моделирования требуются следующие основные вычислительные блоки: один блок нелинейности БН1 для образования cos х, два блока перемножения БП для образования произведений хд и хд, два суммирующих и два интегрирующих усилителя. Операции суммирования можно совместить с выполнением операций интегрирования; в этом случае вместо двух суммирующих и двух интегрирующих усилителей в схеме применяют два усилителя, интегрирующие сумму входных напряжений.

Входными переменными схемы являются значения * и 5 и постоянное число 3, а входными блоками - блок нелинейности и два блока перемножения, с которых и начинается построение схемы. На вход блока нелинейности подают напряжения двух знаков, пропорциональные переменной х, а на входы блоков перемножения - пропорциональные х, д t ху. Для формирования напряжений, пропорциональных производным, используют два суммирующих усилителя; ко входу одного из них подключается потенциометр для установки (ввода) общего коэффициента передачи (произведение коэффи-

блсками должно быть указано реальное количество связей (например, на входы блоков перемножения в машине типа МН-2 должно быть подано четыре Bxotabix напряжения, в машине типа МН-14 - три входных напряжения и 1.п.\ и учтено соотношение знаков моделирующих напряжений и знаков коэффициентов при переменных.

3. Принципиальная схема электрического моделирования. Ряд аналоговых машин общего назначення не содержит четко выраженных операционных блоков. Так, например, в машине МН-7 суммирующий и интегрирующий усилители, блоки перемножения и нелинейности отсутствуют как самостоятельные операционные блоки. Они могут быть собраны на коммутационном поле из операционных усилителей, линейных и нелинейных входных сопротивлений и сопротивлений обратной связи. Аналогично собираются и основные операционные блоки специализированных аналоговых машин. В этих случаях вместо структурной схемы можно составить принципиальную, отличающуюся тем, что в ней указываются все основные элементы входных цепей и цепей обратных связей операционных усилителей.

Дополнительно иа принципиальных схемах следует указывать величины сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов.

В качестве рабочих документов допускаются структурные схемы с фрагментами принципиальных схем. При построении структурных и принципиальных схем можно использовать как графическую символику, так и строчную запись.

Вне зависимости от используемой символики при построении структурных или принципиальных схем электрического моделирования последовательно выполняются следующие этапы:

анализ заданной системы уравнений и определение типов блоков;

последовательное применение вычислительных блоков для образования напряжений, поступающих на вход или входы интегрирующих усилителей;

включение интегрирующих усилителей и усилителей перемены знака для образования выходных напряжений схемы;

установление соответствия между блоками схемы и их порядковыми номерами в используемой аналоговой машине.

Указанную последовательность действий проследим на примере построения структурной схемы электрического моделирования системы дифференциальных уравнений (рис. 5.5):




1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 [ 89 ] 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143

Яндекс.Метрика
© 2010 KinteRun.ru автоматическая электрика
Копирование материалов разрешено при наличии активной ссылки.