0 0,11

0,7 Dfil 0/П

-BSCS 0 у!)350в

Установка f(D)

Выход

Ofi7 о,гг 0,11

Рис. 22-24, Функциональный преобразователь (нелинейный блок) БН-3. Показаны только две'диодные схемы (всего их двенадцать).

образом, чтобы диод начал проводить ток при = и^ач-Для этого с помощью потенциометра моста устанавливается напряжение запирания диода, равное по абсолютной величине и обратное по знаку Ux a4- На участке проводимости диода связь между входным и выходным напряжениями имеет вид

1-й

Величина а определяет напряжение запирания диода, ас, - наклон характеристики.

Диодная схема позволяет получать характеристику, проходящую во всех четырех квадрантах (табл. 22-4), что достигается изменением полярности входного напряжения и переключением диода (напряжение запирания всегда должно быть обратно по знаку входному).

Электронный функциональный преобразователь (рис. 22-24) состоит из набора диодных схем, схем для

установки начального значения функции / (0), начального наклона к -- tgct и двух операционных усилителей: входного (для изменения знака входной переменной) и выходного (для суммирования напряжений, соответствующих отдельным участкам воспроизводимой функции).

При настройке диодных схем, аппроксимирующих отдельные участки функции, используются следующие правила:

Если при положительном аргументе i/jc > О аппроксимируемый участок кривой лежит выше (левее) продолжения предыдущего участка, то характеристика диодной схемы строится в первом квадранте, а в противном случае - во втором.

Если при отрицательном аргументе 1/ < О аппроксимируемый участок кривой лежит вьиие (правее) продолжения npedbidyuiezo участка, то характеристика диодной схемы строится в четвертом квадранте, а в противном случае -в третьв.ч (рис. 22.-25).

.Электронный функциональный преобразователь, содержащий 12-14 диодных схем, обеспечивает точность

Таблица 22-4

Переключатель

Квадрант 1

Положение

Квадрант П

Квадрант П1

Квадрант IV

Характеристика диодной схемы

-и-вых

-аех -и,

вЫX

и-вьа

пример настройки функционального преобразователя.

воспроизведения функций вида sin х и co-s х при х < 90° не хуже 1% от максимума выходного напряжения (100 е). Полоса пропускания преобразователя равномерна до частот 200-300 гц.

Электронное множительное устройство

Множительное устройство предназначено для получения произведения двух машинных переменнь1х с соблюдением алгебраического правила знаков.

Инвертор ..

(инвертор - -

Сумматор

Сумматор

Ношуштор

В основу построения схем электронных множительных З'сгройств положено следующее соотношение:

Реализация этого соотношения производится по следующей блок-схеме (рис. 22-26).

Входные величины ± C/j и ±.Uy, г также величины

д. и UyC выходов инвертирующих усилителей поступают на четыре суммирующих устройства, позволяющих получить сумлгу и разность входных величин с противоположными знаками. Одна из двух сумм при любом сочетании величин и знаков и Оу всегда положительна, а одна из двух разностей - всегда отрицательна.

Обе суммы и обе разности пост}пают соответственно на два электронных коммутатора (рис. 22-27), которые пропускают только положительную сумму и отрицательную разность. С выхода коммутаторов соответствующие сигналы подаются на два квадратора (квадратором называется функциональный преобразователь, реализующий квадратичную зависимость меиоду входной, и выходной переменными). На выходе квадраторов получается положительное значение квадрата суммы и отрицательное квадрата разности. Их алгебраическое суммирование с помощью операционного усилителя дает величину, пропорциональную произведению входных переменных.

При построении квадраторов электронных множительных устройств используются такие же диодные схемы, как и в универсальном функциональном преобразователе (рис. 22-28).

НваВратар

Сумматор

Сумматор

Сумматор

Иомм]/татср

Keadpatnap

Рис. 22-26. Блок-схема множительного устройства.

Номпеисация

Рис. 22-27. Схема коммутатора и суммирующих устройств. Потенциометром i?, компенсируется начальное напряжение на нагрузке

-350в

-350е

Нолтеисащия ----

И еадраторы

Р ис. 22-28. Упрощенная схема блока произведения БП-2 (показаны суммирующие устройства, коммутаторы и квадраторы).

В качестве квадратора может использоваться любое нелинейное сопротивление с квадратичной характеристикой.

Электронный вариатор коэффициентов

Вариатор коэффициентов состоит из функционального преобразователя и множительного устройства.

Функциональный преобразователь, напряжение на входе которого из.меняется линейно во времени, позволяет воспроизвести заданную функцию времени. С помощью множительного устройства эта функция времени, соответствующая переменнол{у коэффициенту, умножается на тре-Збуемую переменную решаемой задачи.

22-12. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Масштабный множитель имеет размерность и численно равен числу масштабных единиц, содержащихся Б одной единице заменяемой переменной.

Для каждой переменной устанавливается свой масштабный множитель.

Масштабные множители должны иметь по возможности большие значения (это уменьшает относительные ошибки), но такие, чтобы в процессе решения задачи машинные переменные не превышали одной машинной единицы (±100 в). Для правильного выбора масштабных множителей можно пользоваться следующим правилом:

Максимальное ожидаемое значение (х)

Максимальное значение машинной переменной в машинных единипах

Единица измерения исходной переменной

Тип машины

Количество линейных решающих элементов

Всего

Интеграторов

Количество переменных коэффициентов

Количество нелинейных решающих элементов

Примечании

ИПТ-5* МПТ-9* КНБ* (комплект нелинейных блоков) МПТ-11

МН-1 МН-2

МН-7* МН-8*

ЭМУ-5 ЭМУ-6 ЭМУ-8*

36 18

12 12 16

12 16

6 32

До 12 До 12 До 16

36 12

3 шт. БП-2 и 3 шт. БН-3

6 шт. БП-2 и 6 шт. БН-3

33 20

(10 блоков произведений и 10 нелинейностей) 4 22

(12 произведений и 10 нелинейностей) 10 2 7

Используется совместно с делями ИПТ-5 и МПТ-9

Блоки переменных коэффициентов НБ-1 могут использоваться также в качестве нелинейных

Каждый линейный решающий элемент может работать в режиме интегрирования

Выпускаются серийно

22-13. ПОДГОТОВКА ЗАДАЧ ДЛЯ РЕШЕНИЯ НА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНЕ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Переход к машинным пдэеменным и выбор масштабных множителей

Поскольку математическая машина непрерывного действия оперирует не с реальными физическими величинами, а с их электрическими аналогами, представляелшми напряжениями, то перед решением задачи необходимо-установить их соответствие.

Переход от заданной переменной к машинной устанавливается соотношением

X = ШхХ,

где X - машинная переменная; X - действительная переменная; Шх - масштабный множитель.

Если коэффициенты исходного уравнения сильно отличаются по величине друг от друга, то рекомендуется выбрать разные масштабы для искомой переменной и ее производных. Это позволяет выравнять коэффициенты машинного уравнения.

Выбор масштаба времени

Процессы в математической машине непрерывного действия происходят в реальном времени, которое называется машинным временем и является независимой машинной переменной. Однако в силу ограниченности полосы пропускания решающих элементов исследование быстро протекающих процессов в реальном времени может оказаться затруднительньш, и процесс решения необходимо замедлить. При исследовании очень медленных процессов может оказаться полезным убыстрить процесс решения. В обоих случаях вводят масштаб времени, связывающий