Аналогова обчислювальна машина (АОМ) (нім. Analogrechner) — обчислювальна машина, яка обробляє інформацію, представлену в аналоговій (неперервній) формі.
Опис
Загалом, аналогові машини — спеціально сконструйовані матеріальні системи (моделі), призначені для відтворювання (моделювання) певних, характерних для даного класу задач, співвідношень між неперервно змінними фізичними величинами (машинними змінними) — аналогами відповідних відправних математичних змінних розв'язуваної задачі.
Залежно від фізичного процесу, покладеного в основу математичної моделі розрізняють електронні (електричні), електромеханічні, механічні, гідравлічні, пневматичні та ін.
Найпоширеніші електронні аналогові машини, в яких машинними змінними є електрична напруга і струм, а співвідношення, що визначаються, моделюються фізичними процесами, що протікають у електричних колах.
Аналогові комп'ютери працюють у режимі реального часу і тому використовуються для спостереження і керування іншими подіями по мірі їх виникнення.
Це обчислювальна машина, в якій кожному миттєвому значенню змінної величини, що бере участь у вихідних співвідношеннях, ставиться у відповідність миттєве значення іншої (машинної) величини, що часто відрізняється від вихідної фізичною природою і масштабним коефіцієнтом. Кожній елементарній математичній операції над машинними величинами, як правило, відповідає деякий фізичний закон що встановлює математичні залежності між фізичними величинами на виході і вході вирішального елементу (наприклад, закони Ома і Кірхгофа для електричних ланцюгів, вираження для ефекту Холла, лоренцової сили тощо).
Особливості представлення вихідних величин і побудови окремих вирішальних елементів значною мірою зумовлюють порівняно велику швидкість роботи АОМ, простоту програмування і набору завдань, проте обмежуючи сферу застосування і точність отримуваного результату. АОМ відрізняється також малою універсальністю (алгоритмічна обмеженість) — при переході від рішення завдань одного класу до іншого потрібно змінювати структуру машини і число вирішальних елементів.
Історична довідка
Першим аналоговим обчислювальним пристроєм зазвичай називають логарифмічну лінійку, що з'явилася близько 1600 року. Графіки й номограми — наступний різновид аналогових обчислювальних пристроїв — для визначення функцій декількох змінних; уперше зустрічаються в керівництві з навігації в 1791 році. У 1814 році англійський учений Дж. Герман розробив аналоговий прилад — планіметр, призначений для визначення площі, обмеженої замкнутої кривої на площині. Планіметр був вдосконалений у 1854 році німецьким ученим А. Амслером. Його інтегруючий прилад з колесом, що котиться, привів пізніше до винаходу англійським фізиком Дж. Томсоном фрикційного інтегратора. У 1876 році інший англійський фізик В. Томсон застосував фрикційний інтегратор в проекті гармонійного аналізатора для аналізу і передбачення висоти припливів в різних портах. Він показав в принципі можливість вирішення диференціальних рівнянь шляхом з'єднання декількох інтеграторів, проте через низький рівень техніки того часу ідея не була реалізована.
Перша механічна обчислювальна машина для вирішення диференціальних рівнянь при проектуванні кораблів була побудована А. Н. Криловим у 1904 році. У основу її була покладена ідея інтеграфа — аналогового інтегруючого приладу, розробленого польським математиком Абданк-Абакановичем (1878) для здобуття інтеграла довільної функції, викресленої на плоскому графіку.
Подальший розвиток механічних інтегруючих машин пов'язаний з роботами американського вченого С. Буша, під керівництвом якого була створена чисто механічна інтегруюча машина (1931), а потім її електромеханічний варіант (1942). У 1936 році російський інженер Н. Мінорський запропонував ідею електродинамічного аналога. Поштовх розвитку сучасних АОМ постійного струму дала розробка Б. Расселом (1942—1944, США) вирішального підсилювача.
Завдання АОМ
ОМ в основному застосовується при вирішенні наступних завдань:
- Контроль і керування. У системах автоматичного керування АОМ користуються, як правило, для визначення або формування закону керування, для обчислення звідних параметрів процесу (ккд, потужність, продуктивність і ін.). Якщо задано математичний вираз, що визначає зв'язок звідного параметра або дії, що управляє, з координатами об'єкта, АОМ служать для вирішення відповідного рівняння. Результат обчислень поступає або на виконавчий механізм (замкнута система), або до оператора. У останньому випадку АОМ працює як інформаційний пристрій. Наприклад, АОМ широко поширені для оцінки економічної ефективності енергетичних систем, і ті ж АОМ можуть управляти виконавчими механізмами, тобто служити автоматичними регулювальниками. Коли закон керування заздалегідь не визначений, а задані лише деякий критерій оптимальності і граничні умови, АОМ застосовуються в системах пошуку оптимального керування і служать математичною моделлю об'єкта.
- Випереджаючий аналіз, заснований на швидкодії. Багато разів вирішуючи систему рівнянь, що описують керований процес, враховуючи його поточні характеристики, АОМ за короткий час «переглядає» велике число варіантів рішень, параметрів, що відрізняються значеннями, підлягають зміні при управлінні процесом. Набагато випереджаючи хід процесу, АОМ прогнозує сигнали керування які можуть забезпечити необхідну якість протікання процесу. Знайдені машиною значення передаються на регулюючі пристрої, наприклад у вигляді положень їхніх уставок, після чого пошук найкращого варіанту продовжується. У режимі випереджаючого аналізу АОМ виконують функції або машин-порадників, коли оператор користується результатами отриманих на машині розрахунків для ручного або напівавтоматичного керування, або машин, що управляють, автоматично враховують поточні характеристики процесу і керівників ним за оптимальними показниками. Вибір найкращого режиму технологічного процесу здійснюється також самоналагоджувальними математичними машинами в режимі випереджаючого аналізу.
- Експериментальне дослідження поведінки системи з апаратурою керування або регулювання в лабораторних умовах. За допомогою АОМ відтворюється та частина системи, яка за якими-небудь причинами не може бути відтворена в лабораторних умовах. Зв'язок АОМ з апаратурою керування або регулювання в основному здійснюється перетворюючими пристроями, в яких машинні змінні змінюються за масштабом і формою представлення.
- Аналіз динаміки систем керування або регулювання. Задані рівняння вирішуються у вибраному масштабі часу з метою знаходження основних параметрів, що забезпечують необхідне протікання процесу. Особливо важливі швидкодіючі АОМ, з допомогою яких в прискореному масштабі часу можна вирішувати деякі ітеративні завдання, завдання оптимізації, а також реалізувати метод Монте-Карло, що вимагає багатократного вирішення стохастичних диференціальних рівнянь. Тут АОМ різко скорочує час проведення розрахунків і робить наочними результати.
- Вирішення завдань синтезу систем керування і регулювання зводиться до підбору за заданими технічними умовами структури змінної частини системи, функціональних залежностей необхідного вигляду і значень основних параметрів. Остаточний результат виходить багатократним повторенням рішення і зіставленням його з прийнятим критерієм близькості. Завдання цього типа часто зводяться до відшукання екстремуму деякого функціонала.
- Вирішення завдань за визначенням обурень або корисних сигналів, що діють на систему. В цьому разі за диференціальними рівняннями, що описують динамічну систему, за значеннями початкових умов, за відомим з експерименту характером зміни вихідної координати і статистичними характеристикам шумів у вимірюваному сигналі визначається значення збурення або корисного сигналу на вході. АОМ може також служити для побудови приладів, що автоматично реєструють збурення і виробляють сигнал керування залежно від характеру і розміру збурень.
Класифікація
АОМ складаються з деякого числа вирішальних елементів, які за характером виконуваних математичних операцій діляться на лінійні, нелінійні і логічні. Лінійні вирішальні елементи виконують операції підсумовування, інтеграції, зміни знаку, множення на постійну величину і ін. Нелінійні (функціональні перетворювачі) відтворюють нелінійні залежності.
Розрізняють вирішальні елементи, призначені для відтворення заданої функції від одного, двох і більшого числа аргументів. З цього класу зазвичай виділяють пристрої для відтворення розривних функцій одного аргументу (типові нелінійності) і розмножувально-ділильні пристрої. До логічних вирішальних елементів відносяться пристрої безперервної логіки, наприклад призначені для виділення найбільшою або найменшою з декількох величин, а також пристрою дискретної логіки, релейні перемикальні схеми і деякі ін. спеціальні блоки. Для зв'язку пристроїв безперервної і дискретної логіки широко користуються гібридними логічними пристроями (наприклад, компараторами). Всі логічні пристрої зазвичай об'єднуються в одному, що отримав назву пристрою паралельної логіки. Воно забезпечується своїм набірним полем для з'єднання окремих логічних пристроїв між собою і з останніми вирішальними елементами АОМ.
Залежно від фізичної природи машинних величин розрізняють механічні, пневматичні, гідравлічні, електромеханічні і електронні АОМ. Найпоширеніші електронні АОМ, такі, що відрізняються значно ширшою смугою пропускання, зручністю сполучення декількох машин між собою і з елементами апаратури керування. Ці машини збираються з готових радіотехнічних вузлів і напівфабрикатів. Вирішальні елементи АОМ будуються в основному на базі багатокаскадних електронних підсилювачів постійного струму з великим коефіцієнтом посилення в розімкненому стані і глибоким негативним зворотним зв'язком. Залежно від структури і характеру вхідного ланцюга і ланцюга зворотного зв'язку операційний підсилювач виконує лінійну або нелінійну математичну операцію або комбінацію цих операцій.
Унаслідок неідеальної роботи окремих вирішальних елементів, неточності установки їхніх коефіцієнтів передачі і початкових умов, рішення, знайдене за допомогою АОМ, має похибку. Результуюча похибка залежить не лише від перерахованих первинних джерел, але і від характеру і особливостей вирішуваного завдання. Як правило, похибка збільшується із зростанням числа вирішальних (особливо нелінійних) елементів, включених послідовно. Практично можна вважати, що похибка під час дослідження стійких нелінійних систем автоматичного керування не перевищує декілька %, якщо порядок системи диференціальних рівнянь не вище 10.
За структурою розрізняють АОМ з ручним і з автоматичним програмним керуванням. У першому випадку вирішальні елементи перед початком рішення з'єднуються між собою відповідно до послідовності виконання математичних операцій, що задаються вихідним завданням. У машинах з програмним керуванням послідовність виконання окремих математичних операцій міняється в процесі рішення задачі відповідно до заданого алгоритму рішення. Зміну в ході рішення порядку виконання окремих операцій обумовлює переривистий характер роботи машини: період рішення змінявся періодом останову (для виконання необхідних комутацій). При такому режимі АОМ повинна забезпечуватися аналоговим пристроєм, що запам'ятовує.
Наявність пам'яті і дискретність характеру роботи машини дають можливість організувати багатократне використання окремих вирішальних елементів і тим скоротити їхню кількість, не обмежуючи класу вирішуваних завдань, правда, за рахунок зниження швидкодії.
Значний інтерес представляють машини: з великою частотою повторення вирішення (30—1000 Гц) у зв'язку із створенням систем автоматичного керування, а також з необхідністю організації пошуку оптимальних в деякому розумінні структур і параметрів систем керування.
Підвищення ефективності
Підвищення ефективності АОМ пов'язане з впровадженням в аналогову техніку цифрових методів, зокрема цифрових диференціальних аналізаторів, в яких окремі вирішальні елементи виконують математичні операції над приростами змінних, представлених в одному з цифрових кодувань, з передачею результатів від елемента до елемента за принципами АОМ. Вживання цифрових диференціальних аналізаторів, особливо послідовних, для спеціальних АОМ, не вимагаючих високої швидкодії, знижує загальний об'єм апаратури, хоча в останніх випадках вони за всіма технічними показниками і можливостями істотно поступаються цифровим обчислювальним машинам. Набагато більшими можливостями володіють гібридні обчислювальні системи, в яких вихідні величини представлені одночасно в цифровій і аналоговій формі.
Перспективні для повної автоматизації АОМ так звані матричні моделі. Їхній основний недолік — велика кількість апаратури — у зв'язку з появою інтегральних схем вже не має вирішального значення.
Технічні характеристики
Основні технічні характеристики деяких типів електронних АОМ загального призначення(див. табл.). Перші 5 типів установок — портативні малогабаритні настільні пристрої. ІПТ-5 виконана з окремих блоків — з лінійних вирішальних елементів. Блокову конструкцію має також ЕМУ-8, кожен блок якої складається з 4 вирішальних елементів. Блоки ЕМУ-8 не вимагають стабілізованих джерел живлення. ЛМУ-1 складається з окремих секцій; ІПТ-5 і ЛМУ-1 у поєднанні з набором нелінійних блоків дозволяють вирішувати також і нелінійні завдання. МН-7 (настільного типа) має обмежений фіксований склад вирішальних елементів, що обмежує її вживання. Установки МН-8, МН-14, МН-17, ЕМУ-10 — багатосекційні, розраховані на вирішення складних завдань. Так, МН-8 має 80 операційних підсилювачів і 28 нелінійних вирішальних елементів; МН-14 — 360 підсилювачів, 92 нелінійних вирішальних елементів; ЕМУ-10 —48 операційних підсилювачів, 30 нелінійних вирішальних елементів. Установки МН-14 і ЕМУ-10 забезпечені змінними набірними полями, цифровими вольтметрами, системою керування, що полегшує набір завдання і установку початкових умов. У МН-14 передбачена можливість керування від перфострічки. ЕМУ-10 відрізняється широкою смугою пропускання основних вирішальних елементів і забезпечена вирішальними підсилювачами з трьома паралельними каналами посилення.
Тип установки | Вигляд диференціальних рівнянь, що вирішуються на установці | Макс. порядок диференц. рівнянь або число рівнянь 1-го порядку в системі | Допустима тривалість вирішення (сек) | Габаритні розміри (мм) або площа, яку займає установка (м²) | Споживана потужність (кВа) | Джерело живлення | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
ІПТ-5 | Лінійні з постійними і змінними коефіцієнтами | 9 | 150 | 2000´400 | 2,4 | Стабілізоване | |
ЛМУ-1 | Лінійні з постійними і змінними коефіцієнтами | 6—9 | 200—400 | 622´476´1230 | 2,1 | Стабілізоване | |
МН-7 | Лінійні і нелінійні з невеликим числом неліних операцій | 6 | 200 | 700 ´440´380 | 0,73 | Стабілізоване | |
ЕМУ-8 | Лінійні і нелінійні | Набір із стандартних блоків, кожен призначений для вирішення рівнянь 2-го порядку | 2000 | Розмір блоку 350´300´300 | 0,06 | Нестабілізоване | |
МН-11 | Лінійні і нелінійні з автоматичним пошуком рішення за заданим критерєм | 6—9 | Частота повторень вирішення 100 ріш./сек | 15 | 10 | Стабілізоване | |
МН-8 | Лінійні і нелінійні з великим числом змінних коефіцієнтів і нелінійних вирішальних елементів | 32 | 1800 | 60 | 35 | Стабілізоване | |
МН-14 | Лінійні і нелінійні з великим числом нелінійних вирішальних елементів | 30 | 10000 | 40 | 15 | Стабілізоване | |
ЕМУ-10 | Лінійні і нелінійні зі змінним запізнюванням. Вирішення завдань автоматичної оптимізації | 24 | 2000 | 5 | 3,5 | Нестабілізоване з малопотужним допоміжним стабілізатором | |
МН-17 | Лінійні і нелінійні з пост.(постанов) коефф.(коефіцієнт) | 60 | 0,1-1000 | 7520´2390´1024 | 5 | Мережа трифазного змінного струму 220/380 В, 50 Гц |
Література
- Kriloff A., Sur un intégrateur des équations différentielles ordinaires, «Ізв. Академії наук», 1904, с. 5, т. 20 № 1.
- Гутенмахер Л. І., Електричні моделі, М. — Л., 1949; Тараса В С., Основи теорії і конструювання математичних машин безперервної дії, ст 1, Л., 1961.
- Коган Би. Я., Електронні моделюючі пристрої і їх вживання для дослідження систем автоматичного регулювання, 2 вид., М., 1963.
- Льовін Л., Методи вирішення технічних завдань з використанням аналогових обчислювальних машин, пер.(перев.) з англ., М., 1966.
- Корн Р. А., Корн Т. М., Електронні аналогові і аналого-цифрові обчислювальні машини, пер. з англ., ч. 1 — 2, М., 1967 — 68.
- Buvh V. A., The differential analyzer, а new machine for solving differential equations, «Journal of the Franklin Institute», 1931, v. 212 № 10.
- Fifer St., Analogue computation, L., 1961.
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — .
Посилання
- АНАЛОГОВА ОБЧИСЛЮВАЛЬНА МАШИНА [ 4 березня 2016 у Wayback Machine.]
Див. також
Цю статтю треба для відповідності Вікіпедії. (Листопад 2011) |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Analogova obchislyuvalna mashina AOM nim Analogrechner obchislyuvalna mashina yaka obroblyaye informaciyu predstavlenu v analogovij neperervnij formi Polskij analogovij komp yuter OpisZagalom analogovi mashini specialno skonstrujovani materialni sistemi modeli priznacheni dlya vidtvoryuvannya modelyuvannya pevnih harakternih dlya danogo klasu zadach spivvidnoshen mizh neperervno zminnimi fizichnimi velichinami mashinnimi zminnimi analogami vidpovidnih vidpravnih matematichnih zminnih rozv yazuvanoyi zadachi Zalezhno vid fizichnogo procesu pokladenogo v osnovu matematichnoyi modeli rozriznyayut elektronni elektrichni elektromehanichni mehanichni gidravlichni pnevmatichni ta in Najposhirenishi elektronni analogovi mashini v yakih mashinnimi zminnimi ye elektrichna napruga i strum a spivvidnoshennya sho viznachayutsya modelyuyutsya fizichnimi procesami sho protikayut u elektrichnih kolah Analogovi komp yuteri pracyuyut u rezhimi realnogo chasu i tomu vikoristovuyutsya dlya sposterezhennya i keruvannya inshimi podiyami po miri yih viniknennya Ce obchislyuvalna mashina v yakij kozhnomu mittyevomu znachennyu zminnoyi velichini sho bere uchast u vihidnih spivvidnoshennyah stavitsya u vidpovidnist mittyeve znachennya inshoyi mashinnoyi velichini sho chasto vidriznyayetsya vid vihidnoyi fizichnoyu prirodoyu i masshtabnim koeficiyentom Kozhnij elementarnij matematichnij operaciyi nad mashinnimi velichinami yak pravilo vidpovidaye deyakij fizichnij zakon sho vstanovlyuye matematichni zalezhnosti mizh fizichnimi velichinami na vihodi i vhodi virishalnogo elementu napriklad zakoni Oma i Kirhgofa dlya elektrichnih lancyugiv virazhennya dlya efektu Holla lorencovoyi sili tosho Osoblivosti predstavlennya vihidnih velichin i pobudovi okremih virishalnih elementiv znachnoyu miroyu zumovlyuyut porivnyano veliku shvidkist roboti AOM prostotu programuvannya i naboru zavdan prote obmezhuyuchi sferu zastosuvannya i tochnist otrimuvanogo rezultatu AOM vidriznyayetsya takozh maloyu universalnistyu algoritmichna obmezhenist pri perehodi vid rishennya zavdan odnogo klasu do inshogo potribno zminyuvati strukturu mashini i chislo virishalnih elementiv Istorichna dovidkaPershim analogovim obchislyuvalnim pristroyem zazvichaj nazivayut logarifmichnu linijku sho z yavilasya blizko 1600 roku Grafiki j nomogrami nastupnij riznovid analogovih obchislyuvalnih pristroyiv dlya viznachennya funkcij dekilkoh zminnih upershe zustrichayutsya v kerivnictvi z navigaciyi v 1791 roci U 1814 roci anglijskij uchenij Dzh German rozrobiv analogovij prilad planimetr priznachenij dlya viznachennya ploshi obmezhenoyi zamknutoyi krivoyi na ploshini Planimetr buv vdoskonalenij u 1854 roci nimeckim uchenim A Amslerom Jogo integruyuchij prilad z kolesom sho kotitsya priviv piznishe do vinahodu anglijskim fizikom Dzh Tomsonom frikcijnogo integratora U 1876 roci inshij anglijskij fizik V Tomson zastosuvav frikcijnij integrator v proekti garmonijnogo analizatora dlya analizu i peredbachennya visoti pripliviv v riznih portah Vin pokazav v principi mozhlivist virishennya diferencialnih rivnyan shlyahom z yednannya dekilkoh integratoriv prote cherez nizkij riven tehniki togo chasu ideya ne bula realizovana Persha mehanichna obchislyuvalna mashina dlya virishennya diferencialnih rivnyan pri proektuvanni korabliv bula pobudovana A N Krilovim u 1904 roci U osnovu yiyi bula pokladena ideya integrafa analogovogo integruyuchogo priladu rozroblenogo polskim matematikom Abdank Abakanovichem 1878 dlya zdobuttya integrala dovilnoyi funkciyi vikreslenoyi na ploskomu grafiku Podalshij rozvitok mehanichnih integruyuchih mashin pov yazanij z robotami amerikanskogo vchenogo S Busha pid kerivnictvom yakogo bula stvorena chisto mehanichna integruyucha mashina 1931 a potim yiyi elektromehanichnij variant 1942 U 1936 roci rosijskij inzhener N Minorskij zaproponuvav ideyu elektrodinamichnogo analoga Poshtovh rozvitku suchasnih AOM postijnogo strumu dala rozrobka B Rasselom 1942 1944 SShA virishalnogo pidsilyuvacha Zavdannya AOMOM v osnovnomu zastosovuyetsya pri virishenni nastupnih zavdan Kontrol i keruvannya U sistemah avtomatichnogo keruvannya AOM koristuyutsya yak pravilo dlya viznachennya abo formuvannya zakonu keruvannya dlya obchislennya zvidnih parametriv procesu kkd potuzhnist produktivnist i in Yaksho zadano matematichnij viraz sho viznachaye zv yazok zvidnogo parametra abo diyi sho upravlyaye z koordinatami ob yekta AOM sluzhat dlya virishennya vidpovidnogo rivnyannya Rezultat obchislen postupaye abo na vikonavchij mehanizm zamknuta sistema abo do operatora U ostannomu vipadku AOM pracyuye yak informacijnij pristrij Napriklad AOM shiroko poshireni dlya ocinki ekonomichnoyi efektivnosti energetichnih sistem i ti zh AOM mozhut upravlyati vikonavchimi mehanizmami tobto sluzhiti avtomatichnimi regulyuvalnikami Koli zakon keruvannya zazdalegid ne viznachenij a zadani lishe deyakij kriterij optimalnosti i granichni umovi AOM zastosovuyutsya v sistemah poshuku optimalnogo keruvannya i sluzhat matematichnoyu modellyu ob yekta Viperedzhayuchij analiz zasnovanij na shvidkodiyi Bagato raziv virishuyuchi sistemu rivnyan sho opisuyut kerovanij proces vrahovuyuchi jogo potochni harakteristiki AOM za korotkij chas pereglyadaye velike chislo variantiv rishen parametriv sho vidriznyayutsya znachennyami pidlyagayut zmini pri upravlinni procesom Nabagato viperedzhayuchi hid procesu AOM prognozuye signali keruvannya yaki mozhut zabezpechiti neobhidnu yakist protikannya procesu Znajdeni mashinoyu znachennya peredayutsya na regulyuyuchi pristroyi napriklad u viglyadi polozhen yihnih ustavok pislya chogo poshuk najkrashogo variantu prodovzhuyetsya U rezhimi viperedzhayuchogo analizu AOM vikonuyut funkciyi abo mashin poradnikiv koli operator koristuyetsya rezultatami otrimanih na mashini rozrahunkiv dlya ruchnogo abo napivavtomatichnogo keruvannya abo mashin sho upravlyayut avtomatichno vrahovuyut potochni harakteristiki procesu i kerivnikiv nim za optimalnimi pokaznikami Vibir najkrashogo rezhimu tehnologichnogo procesu zdijsnyuyetsya takozh samonalagodzhuvalnimi matematichnimi mashinami v rezhimi viperedzhayuchogo analizu Eksperimentalne doslidzhennya povedinki sistemi z aparaturoyu keruvannya abo regulyuvannya v laboratornih umovah Za dopomogoyu AOM vidtvoryuyetsya ta chastina sistemi yaka za yakimi nebud prichinami ne mozhe buti vidtvorena v laboratornih umovah Zv yazok AOM z aparaturoyu keruvannya abo regulyuvannya v osnovnomu zdijsnyuyetsya peretvoryuyuchimi pristroyami v yakih mashinni zminni zminyuyutsya za masshtabom i formoyu predstavlennya Analiz dinamiki sistem keruvannya abo regulyuvannya Zadani rivnyannya virishuyutsya u vibranomu masshtabi chasu z metoyu znahodzhennya osnovnih parametriv sho zabezpechuyut neobhidne protikannya procesu Osoblivo vazhlivi shvidkodiyuchi AOM z dopomogoyu yakih v priskorenomu masshtabi chasu mozhna virishuvati deyaki iterativni zavdannya zavdannya optimizaciyi a takozh realizuvati metod Monte Karlo sho vimagaye bagatokratnogo virishennya stohastichnih diferencialnih rivnyan Tut AOM rizko skorochuye chas provedennya rozrahunkiv i robit naochnimi rezultati Virishennya zavdan sintezu sistem keruvannya i regulyuvannya zvoditsya do pidboru za zadanimi tehnichnimi umovami strukturi zminnoyi chastini sistemi funkcionalnih zalezhnostej neobhidnogo viglyadu i znachen osnovnih parametriv Ostatochnij rezultat vihodit bagatokratnim povtorennyam rishennya i zistavlennyam jogo z prijnyatim kriteriyem blizkosti Zavdannya cogo tipa chasto zvodyatsya do vidshukannya ekstremumu deyakogo funkcionala Virishennya zavdan za viznachennyam oburen abo korisnih signaliv sho diyut na sistemu V comu razi za diferencialnimi rivnyannyami sho opisuyut dinamichnu sistemu za znachennyami pochatkovih umov za vidomim z eksperimentu harakterom zmini vihidnoyi koordinati i statistichnimi harakteristikam shumiv u vimiryuvanomu signali viznachayetsya znachennya zburennya abo korisnogo signalu na vhodi AOM mozhe takozh sluzhiti dlya pobudovi priladiv sho avtomatichno reyestruyut zburennya i viroblyayut signal keruvannya zalezhno vid harakteru i rozmiru zburen KlasifikaciyaAOM skladayutsya z deyakogo chisla virishalnih elementiv yaki za harakterom vikonuvanih matematichnih operacij dilyatsya na linijni nelinijni i logichni Linijni virishalni elementi vikonuyut operaciyi pidsumovuvannya integraciyi zmini znaku mnozhennya na postijnu velichinu i in Nelinijni funkcionalni peretvoryuvachi vidtvoryuyut nelinijni zalezhnosti Rozriznyayut virishalni elementi priznacheni dlya vidtvorennya zadanoyi funkciyi vid odnogo dvoh i bilshogo chisla argumentiv Z cogo klasu zazvichaj vidilyayut pristroyi dlya vidtvorennya rozrivnih funkcij odnogo argumentu tipovi nelinijnosti i rozmnozhuvalno dililni pristroyi Do logichnih virishalnih elementiv vidnosyatsya pristroyi bezperervnoyi logiki napriklad priznacheni dlya vidilennya najbilshoyu abo najmenshoyu z dekilkoh velichin a takozh pristroyu diskretnoyi logiki relejni peremikalni shemi i deyaki in specialni bloki Dlya zv yazku pristroyiv bezperervnoyi i diskretnoyi logiki shiroko koristuyutsya gibridnimi logichnimi pristroyami napriklad komparatorami Vsi logichni pristroyi zazvichaj ob yednuyutsya v odnomu sho otrimav nazvu pristroyu paralelnoyi logiki Vono zabezpechuyetsya svoyim nabirnim polem dlya z yednannya okremih logichnih pristroyiv mizh soboyu i z ostannimi virishalnimi elementami AOM Zalezhno vid fizichnoyi prirodi mashinnih velichin rozriznyayut mehanichni pnevmatichni gidravlichni elektromehanichni i elektronni AOM Najposhirenishi elektronni AOM taki sho vidriznyayutsya znachno shirshoyu smugoyu propuskannya zruchnistyu spoluchennya dekilkoh mashin mizh soboyu i z elementami aparaturi keruvannya Ci mashini zbirayutsya z gotovih radiotehnichnih vuzliv i napivfabrikativ Virishalni elementi AOM buduyutsya v osnovnomu na bazi bagatokaskadnih elektronnih pidsilyuvachiv postijnogo strumu z velikim koeficiyentom posilennya v rozimknenomu stani i glibokim negativnim zvorotnim zv yazkom Zalezhno vid strukturi i harakteru vhidnogo lancyuga i lancyuga zvorotnogo zv yazku operacijnij pidsilyuvach vikonuye linijnu abo nelinijnu matematichnu operaciyu abo kombinaciyu cih operacij Unaslidok neidealnoyi roboti okremih virishalnih elementiv netochnosti ustanovki yihnih koeficiyentiv peredachi i pochatkovih umov rishennya znajdene za dopomogoyu AOM maye pohibku Rezultuyucha pohibka zalezhit ne lishe vid pererahovanih pervinnih dzherel ale i vid harakteru i osoblivostej virishuvanogo zavdannya Yak pravilo pohibka zbilshuyetsya iz zrostannyam chisla virishalnih osoblivo nelinijnih elementiv vklyuchenih poslidovno Praktichno mozhna vvazhati sho pohibka pid chas doslidzhennya stijkih nelinijnih sistem avtomatichnogo keruvannya ne perevishuye dekilka yaksho poryadok sistemi diferencialnih rivnyan ne vishe 10 Za strukturoyu rozriznyayut AOM z ruchnim i z avtomatichnim programnim keruvannyam U pershomu vipadku virishalni elementi pered pochatkom rishennya z yednuyutsya mizh soboyu vidpovidno do poslidovnosti vikonannya matematichnih operacij sho zadayutsya vihidnim zavdannyam U mashinah z programnim keruvannyam poslidovnist vikonannya okremih matematichnih operacij minyayetsya v procesi rishennya zadachi vidpovidno do zadanogo algoritmu rishennya Zminu v hodi rishennya poryadku vikonannya okremih operacij obumovlyuye pererivistij harakter roboti mashini period rishennya zminyavsya periodom ostanovu dlya vikonannya neobhidnih komutacij Pri takomu rezhimi AOM povinna zabezpechuvatisya analogovim pristroyem sho zapam yatovuye Nayavnist pam yati i diskretnist harakteru roboti mashini dayut mozhlivist organizuvati bagatokratne vikoristannya okremih virishalnih elementiv i tim skorotiti yihnyu kilkist ne obmezhuyuchi klasu virishuvanih zavdan pravda za rahunok znizhennya shvidkodiyi Znachnij interes predstavlyayut mashini z velikoyu chastotoyu povtorennya virishennya 30 1000 Gc u zv yazku iz stvorennyam sistem avtomatichnogo keruvannya a takozh z neobhidnistyu organizaciyi poshuku optimalnih v deyakomu rozuminni struktur i parametriv sistem keruvannya Pidvishennya efektivnostiPidvishennya efektivnosti AOM pov yazane z vprovadzhennyam v analogovu tehniku cifrovih metodiv zokrema cifrovih diferencialnih analizatoriv v yakih okremi virishalni elementi vikonuyut matematichni operaciyi nad prirostami zminnih predstavlenih v odnomu z cifrovih koduvan z peredacheyu rezultativ vid elementa do elementa za principami AOM Vzhivannya cifrovih diferencialnih analizatoriv osoblivo poslidovnih dlya specialnih AOM ne vimagayuchih visokoyi shvidkodiyi znizhuye zagalnij ob yem aparaturi hocha v ostannih vipadkah voni za vsima tehnichnimi pokaznikami i mozhlivostyami istotno postupayutsya cifrovim obchislyuvalnim mashinam Nabagato bilshimi mozhlivostyami volodiyut gibridni obchislyuvalni sistemi v yakih vihidni velichini predstavleni odnochasno v cifrovij i analogovij formi Perspektivni dlya povnoyi avtomatizaciyi AOM tak zvani matrichni modeli Yihnij osnovnij nedolik velika kilkist aparaturi u zv yazku z poyavoyu integralnih shem vzhe ne maye virishalnogo znachennya Tehnichni harakteristikiOsnovni tehnichni harakteristiki deyakih tipiv elektronnih AOM zagalnogo priznachennya div tabl Pershi 5 tipiv ustanovok portativni malogabaritni nastilni pristroyi IPT 5 vikonana z okremih blokiv z linijnih virishalnih elementiv Blokovu konstrukciyu maye takozh EMU 8 kozhen blok yakoyi skladayetsya z 4 virishalnih elementiv Bloki EMU 8 ne vimagayut stabilizovanih dzherel zhivlennya LMU 1 skladayetsya z okremih sekcij IPT 5 i LMU 1 u poyednanni z naborom nelinijnih blokiv dozvolyayut virishuvati takozh i nelinijni zavdannya MN 7 nastilnogo tipa maye obmezhenij fiksovanij sklad virishalnih elementiv sho obmezhuye yiyi vzhivannya Ustanovki MN 8 MN 14 MN 17 EMU 10 bagatosekcijni rozrahovani na virishennya skladnih zavdan Tak MN 8 maye 80 operacijnih pidsilyuvachiv i 28 nelinijnih virishalnih elementiv MN 14 360 pidsilyuvachiv 92 nelinijnih virishalnih elementiv EMU 10 48 operacijnih pidsilyuvachiv 30 nelinijnih virishalnih elementiv Ustanovki MN 14 i EMU 10 zabezpecheni zminnimi nabirnimi polyami cifrovimi voltmetrami sistemoyu keruvannya sho polegshuye nabir zavdannya i ustanovku pochatkovih umov U MN 14 peredbachena mozhlivist keruvannya vid perfostrichki EMU 10 vidriznyayetsya shirokoyu smugoyu propuskannya osnovnih virishalnih elementiv i zabezpechena virishalnimi pidsilyuvachami z troma paralelnimi kanalami posilennya Tip ustanovki Viglyad diferencialnih rivnyan sho virishuyutsya na ustanovci Maks poryadok diferenc rivnyan abo chislo rivnyan 1 go poryadku v sistemi Dopustima trivalist virishennya sek Gabaritni rozmiri mm abo plosha yaku zajmaye ustanovka m Spozhivana potuzhnist kVa Dzherelo zhivlennyaIPT 5 Linijni z postijnimi i zminnimi koeficiyentami 9 150 2000 400 2 4 StabilizovaneLMU 1 Linijni z postijnimi i zminnimi koeficiyentami 6 9 200 400 622 476 1230 2 1 StabilizovaneMN 7 Linijni i nelinijni z nevelikim chislom nelinih operacij 6 200 700 440 380 0 73 StabilizovaneEMU 8 Linijni i nelinijni Nabir iz standartnih blokiv kozhen priznachenij dlya virishennya rivnyan 2 go poryadku 2000 Rozmir bloku 350 300 300 0 06 NestabilizovaneMN 11 Linijni i nelinijni z avtomatichnim poshukom rishennya za zadanim kriteryem 6 9 Chastota povtoren virishennya 100 rish sek 15 10 StabilizovaneMN 8 Linijni i nelinijni z velikim chislom zminnih koeficiyentiv i nelinijnih virishalnih elementiv 32 1800 60 35 StabilizovaneMN 14 Linijni i nelinijni z velikim chislom nelinijnih virishalnih elementiv 30 10000 40 15 StabilizovaneEMU 10 Linijni i nelinijni zi zminnim zapiznyuvannyam Virishennya zavdan avtomatichnoyi optimizaciyi 24 2000 5 3 5 Nestabilizovane z malopotuzhnim dopomizhnim stabilizatoromMN 17 Linijni i nelinijni z post postanov koeff koeficiyent 60 0 1 1000 7520 2390 1024 5 Merezha trifaznogo zminnogo strumu 220 380 V 50 GcLiteraturaKriloff A Sur un integrateur des equations differentielles ordinaires Izv Akademiyi nauk 1904 s 5 t 20 1 Gutenmaher L I Elektrichni modeli M L 1949 Tarasa V S Osnovi teoriyi i konstruyuvannya matematichnih mashin bezperervnoyi diyi st 1 L 1961 Kogan Bi Ya Elektronni modelyuyuchi pristroyi i yih vzhivannya dlya doslidzhennya sistem avtomatichnogo regulyuvannya 2 vid M 1963 Lovin L Metodi virishennya tehnichnih zavdan z vikoristannyam analogovih obchislyuvalnih mashin per perev z angl M 1966 Korn R A Korn T M Elektronni analogovi i analogo cifrovi obchislyuvalni mashini per z angl ch 1 2 M 1967 68 Buvh V A The differential analyzer a new machine for solving differential equations Journal of the Franklin Institute 1931 v 212 10 Fifer St Analogue computation L 1961 Mala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2004 T 1 A K 640 s ISBN 966 7804 14 3 PosilannyaANALOGOVA OBChISLYuVALNA MAShINA 4 bereznya 2016 u Wayback Machine Div takozhGidravlichnij integrator Kvantovij komp yuterCyu stattyu treba vikifikuvati dlya vidpovidnosti standartam yakosti Vikipediyi Bud laska dopomozhit dodavannyam dorechnih vnutrishnih posilan abo vdoskonalennyam rozmitki statti Listopad 2011