Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Измайлов А.Ф. Аналоговые вычислительные машины и их применение в ВМФ учебное пособие с элементами программированного обучения

.pdf
Скачиваний:
39
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
6.76 Mб
Скачать

страцню получив саиоетоятельно при выполнении очеред­ ного задания.

з^яяц я ?п. Блок-схема (рис. 3.15) составлена для реиения системы уравнений

рХ = Х -3,-17Х

-f X r ~X2+ 4 , 3 2 X ,

p X f + X 3- 2 ,2 0 X \

~р Х = F+ 4,06Х

сначальными условиями

X(О) = Х / 0 ) - Х 2(0) = Х3(0) = { .

Ошределить коэффициенты передач блоков.

188

X

X /

Ku

К2 К

Хг кл^п

-X

к<2 кзг кчг

К' Х

F

Кп Кц Кч1

Кп '

L-

А

*п

-Е Р Ц

л *

— И - й ]

к*

*п*пкп

 

Рис. 3.15

189

Решение .

Напряжения

^ , U3

> Lfy ,

Us

ко то ­

рые должны изображать искомые переменные X

,

X , ,

X » X

> Удовлетворяют

системе уравнений

 

 

 

- r u r k M + a - W ,

 

 

 

 

~Р^3 =

 

& - 2 k3 tk2 Ut ;

 

 

 

 

 

 

 

»

 

 

 

- Р и^ к^ + е^ Зк^1и1 7

 

 

 

- fU 5- к£2

иг -<^ц k$i к2

U1.

 

 

Произведя

замену переменных:

 

 

 

 

 

 

7

U j~ k i2 U3

у

 

 

 

kj2 kS 2 U4 . у

 

iH

 

 

 

 

U£ —k( 2 k£ 2 к£г Ug у

 

 

получаем

систему

 

 

 

 

 

~ Р Ц = - i т*+скг кг/ кп кг U* j

 

 

 

Р ^ и = ~ ^ 5 ~ ^ 3

^12 ^32 ^ 1 1

 

 

 

f ^ 5

~ ^Уг^ 3 2 ^кг ^

f °Ч ksi ki 2 к3 2 кЧ 2

,

-

 

 

 

 

 

 

 

которая совпадает с машинной, если выполняются усло­ вия:

cf-.j kli/kf2 к32=А3 ;

С к 2 k3l ki2 кг - А г -

° Ч * 5 / ^> 2 к 3 2 k - i 2 ~ ^

Выходные напряжения интегрирующих блоков Ui , ^ , , rJs соответственно изображают переменные

190

X,

Х г

х 3

~ Х у

kiz кзг

7

 

к 12 к32 к $2

задаваемые начальные условия и вводимая правая часть пропорциональны величинам

- X ( 0 ) — i ;

Х ' ( О )

i

У

хг(0) __ /_

 

к

к

к<2 кзг

ki2 к32

 

К 12

К 12

 

Х 3(0)

_

/

 

.

F

 

k f2 к 32 k tf2 к 12 к 32 к к2

 

к (2

к32

к к2

Один из возможных вариантов распределения коэффициентов передачи блоков указан в табл. 14.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 14

 

 

к 12

к 2

к9!

кзг

кч,

к4г ks<

kS2

 

cL2

 

с Ц

4

I

5

I

3

I

I

I

I

3,17

4.32

2,20

1,06

4

5

3

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

»

191

§ 7 . Выбор масштабов переменных

Переменным машинного уравнения (системы) - Х ( 7 ) }

p X ( r ) , . . . 9X , ( V JXi ( r ) t . . .

t Ft (7') , F 2(T)

и т .д .

пропорциональны напряжения в определенных точках набранной блок-схемы:

С/х ( Г ) = т )(Х (Т ) ;

.......................................

 

 

(3.46)

Ox m = mX/X l(T)

'

 

 

Ur (T) = mr F ( T )

 

 

Коэффициенты пропорциональности тх

,

трХ ,

m F называет масштабами переменных.

Размер­

ность масштаба вольт/единица;

иногда в

знаменателе

указывает размерность той физической величины, кото­ рая в уравнении отражается переменной вольт/рад, вольт/град и т .п .) .

Масштабы переменных в первуе очередь нужны для того, чтобы определить величины напряжений задаваемых начальных условий:

U , ( 0 ) - m x X ( 0 ) ■,

( 3. 1,7 )

Х ( о )

И вводимого от постоянного источника напряжения, кото­ рое изображает правуе часть:

.192

Ur ( ' l ) - m r (k^ k „km .. . kt ) FC'i) ■ (3.48)

здесь , kn , km - коэффициенты передач бло­ ков, появляющиеся в правой части как результат осуще­ ствления условий (3 .4 2 ).

После решения задачи с помощью этих хе масштабов производят переход от напряжений к искомым переменным машинного уравнения:

X ( V =

1

(3.49)

UpxC'i)

f X C t >

трх

Известны два подхода к введению масштабов перемен­ ных: один - во всех случаях применяют единый масштаб, т .е . полагают

т х трх ' ' '

т х /

т Хг

т г = т Г2 ,

 

а другие - каждую переменную изображают в своем масшта­ бе. Оба подхода имеют принципиально один и тот хе ре­ зультат.

Единый масштаб тх ^обеспечивает эквивалентность линейных операций с числами и с напряжениями. Поэтому алгоритмы преобразования переменных и напряжений выгля дят одинаково, например:

________

(3 .50)

W Индекс X

- обобщенное указание

любой переменной .

на практике

его конкретизируют.

 

13

193

(3.50)

■f"-'x~Uai(-p'"<X)*A!(-P^X).-tb„(-xyr]-f""uo)

- U K - j ( U p x ) - U K ( 0 ) - ,

- U f - ' f - j [ A<(~иК ' х >’ ,A‘ '

— *A „(-U K) * t/r]~ Ur '- ,x (° h

(3-51)

Блок-схема (p*c. 3.3 и 3.4) может быть набрана

согласно любому из этих алгоритмов.

 

Величину масштаба переменной выбирают,

стремясь

приблизиться к максимально допустимому пределу напря­ жения (обычно + 100 в ) . Это уменьшает относительную погрешность от влияния "дрейфа нуля" и повышает точ­ ность измерения, так как дает возможность использовать всю шкалу измерительного или регистрирующего прибора.

К определению величины единого масштаба приступают после того, как составлена блок-схема, намечен вариант распределения коэффициентов передач блоков и, следова­ тельно, известно, что изображают выходные напряжения.

Технологию подобных расчетов рассмотрим на примере уравнения (3 .3 2 ), которому соответствовала блок-схема (рис. З .Н ) . Ее структура такова, что

194

U6 (T )^ m xX ( 7 ) ;

РХ(Т)

US(V = - т и

к6

Р* Х (7 )

т Х

 

к 5 к 6

 

и3 т - т х р3х (г)

 

 

kk ks k6

'

 

Р*Х(Т)

(3.52)

иг Сг)~

1

тх

 

кз кч ks к6

 

Ц (? )=

Р 5Х ( ? )

 

'X

 

к2 к3 кк к5 к6

t к 7 / ^ Г 7

 

 

 

 

Г ( Г )

 

 

 

Ur (T)=\

к к к к

к к

 

 

к 12

кг к3 кЧ к5 К6 К7!

находят

из послед­

Искомое значение

масштаба тх

него уравнения

 

 

 

 

(7/r(l )k(2 кг к^ к^ ks kg k7/

 

 

mX=

r m

 

(3.53)

 

 

 

 

Эта формула содержит напряжение

UF ,

которое оп­

ределяют так,

чтобы условие

 

 

195

^ WO ё

^ёб!Х

было соблюдено для всех операционных блоков. Для этого требуется знать соотношение максимумов

!м а к с , l^ i 1 м а кс , 1Уг 1макс

I^S ! м а к с , 1^6 1м акс

5

случае линейных задач источником этих сведений

может

служить пробное

решение:

задавшись каким-либо

малым напряжением UF

, пускают машину, наблюдают за

выходными напряжениями всех блоков и корректируют уро­

 

вень вводимого в схему сигнала

UF

,

учитывая при

этом

 

пропорциональность пределов

изменения

известных (

Г

)

и неизвестных

( X

, р Х

, р Х

, . . . , Х ,

, . . . ) переменных.

Начальные

условия

в пробном решении определяются по фор

мулам (47)

на

основе масштаба

тх

> который соответству

ет заданному малому напряжению

UF

и соответственно

 

варьируется в процессе коррекции.

 

 

 

 

При подготовке однородных уравнений искомое значе­

 

ние масштаба

тх

получают

из

выражений, характеризую­

щих ненулевые

начальные

условия, например, из формулы

 

 

 

 

IU6 (О)/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х ( о )

 

 

 

 

 

еслиX ( 0 ) р 0

. Выбор величины U6

производится анало­

 

гично рассмотренному выше: его цель - обеспечение опти­ мальных диапазонов всех выходных напряжений.

Задание 21. Дано уравнение

(f>6+2?5 9 p S+ 16,7£рЧ+ 3 2 ,2 р 3+ М ,7 8 р 2+ Ь,00 р +1 ) Ш ) = 5 7

X (0)= /, р Х ( 0 ) = р 2Х ( 0 ) = р 3Х (0 ) = р Х(О) = p SX (0 ) = О

196

и блок-схема (рис. 3 . I I ) , которой соответствует равен­ ство

[р 6+d'lк„р 5+(^2к7!+к7г) кпкгf k+

+ к,з )k2 k3f +

к73 kUk2k3ketP +^5кт к2 кЭk(t к5Р +С*~6к2 к3 к*/к5к6к73^6^^

~ки кг к3 kq ks kg k7S Up .

 

Коэффициенты распределены согласно

вариантам I и П

(табл. I I и 12). Известно, что для

c o n s t

/ X < V L c , « c ~ W ( ° ° ' > !

 

i

*

I» 2 ,3 ,4 ,5

 

f

 

а в случае однородного

уравнения

( р

* о )

/ Х ( 0 ) / > / Х ( Т ) / т„

;

 

 

/ X ( 0 ) l > l f ‘x < 1 ) l m „

 

,

 

*

*

1 , 2 ,3 ,4 ,5

 

 

 

Определите масштаб

переменной гг>х

197

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ