книги из ГПНТБ / Измайлов А.Ф. Аналоговые вычислительные машины и их применение в ВМФ учебное пособие с элементами программированного обучения
.pdf-умножение входных напряжений на постоянные ко эффициенты ;
-суммирование полученных произведений;
-изменение знака суммы, поскольку коэффициенты приняты положительными.
Устройства рис. 2.15 и 2.16 называют суммирующи ми блоками или сумматорами. На блок-схемах они изобра
жаются согласно  | 
	рис. 2.17. Символом Ху  | 
	обозначает  | 
||
ся коэффициент  | 
	передачи  | 
	блока по г-/чу  | 
	входу:  | 
|
  | 
	, _  | 
	Rо.с  | 
	Rj +  | 
	
  | 
  | 
	1  | 
	#ёх  | 
	R2  | 
	(2.13)  | 
Иногда на схемах указывают конкретные значения  | 
||||
входных сопротивлений,  | 
	а также величины  | 
	Roc или  | 
||
коэффициент, определяемый положением щетки выходного делителя. Инвертирующие свойства операционного блока отражаются знаком - .
R0,с= • • • мом
Если на входе имеется один сигнал, выполняется только умножение, блок называют масштабным (или блоком умножения) и применяют условные обозначения (рис.2.18). Их всегда можно дополнить указанием значений т .д .
58
I
Когда  | 
	Rgx= R0.c и R= 0  | 
	, блок становится ин  | 
вертором  | 
	(рис. 2 .19):  | 
	
  | 
Интегрирование. Введение емкости в цепь обратной связи (рис.2.20) придает блоку интегрирующие свойства. Одна из обкладок конденсатора имеет общую точку с вы ходом усилителя, а вторая - "заземлена", поэтому на пряжение (/с на обкладках конденсатора практически совпадает с выходным:
5 9
Величина напряжения Uc пропорциональна интег ралу от величины тока, прошедшего через конденсатор за
время [~°° > Z ] 7  | 
	предшествующее наблюдению.  | 
|
Отсюда  | 
	
  | 
	
  | 
J  | 
	-  | 
	( 2 . 1O  | 
Первое слагаемое характеризует напряжение заряда, приобретенного конденсатором до момента ( Т - О ) начала работы блока ( т .е . начала решения уравнения). Если считать, что конденсатор предварительно заряжен до напряжения С/0 , заменить величину согласно ра венствам
го.с гёх, ? Нх
и, наконец, учесть инвертирующие свойства блока, полу
чаем  | 
	?  | 
	
  | 
  | 
	V u . W — f c W V * ™ ' ■  | 
|
  | 
	
  | 
	(2 . 15)  | 
В схеме  | 
	суммирующего интегратора  | 
	(? .2 l)  | 
  | 
	■ V U b i t t )  | 
	
  | 
  | 
	7  | 
	(2 .16)  | 
следовательно,
KbiL J
(2 . 17)
60
Из формул (2.15) - (2.17) следует, что
и напряжение Ua изображает начальные условия. Зависимости (2.15) - (2 .17) показывают, что схемы
рис. 2.20 и 2.21 выполияот:
-интегрирование входных напряжений во времени ? ;
-умножение интегралов на постоянные положительные коэффициенты;
-суммирование полученных произведений;
-изменение знака суммы на противоположный;
-позволяют задавать начальные условия.
5 литературе по АВМ широко используется условная
запись интегрирования
г
о
совпадающая по форме с принятий в оларадконои исчис лении, поэтому мщтегрируюцие блоки будем в дальнейшем обозначать согласно рис. 2.22, «исазавшись от проведен
ного в табл. I .  | 
	
  | 
	
  | 
Величины  | 
	.  | 
	
  | 
  | 
	
  | 
	(2.19)  | 
назовем коэффициентами  | 
	передачи по  | 
	входу ин  | 
тегратора.
Иногда вместо коэффициентов передач на схемах ука-
эывают значение &gKi  | 
	и С  | 
	»  | 
	подобно рассмотренно  | 
му в ш е . Обозначения  | 
	(рис.  | 
	2.21)  | 
	соответствуют заданию  | 
61
начальных условий (/оф 0 . Если С£=0 , стрелка не указывается.
С
°кш
Совокупность символов, приведенная на условных
обозначениях (рис. 2.17 -  | 
	2.19  | 
	и 2 .22), полностью  | 
|||
описывает  | 
	моделируемую операцию:  | 
	например, сигнал, по  | 
|||
данный  | 
	на  | 
	вход № I (рис.  | 
	2 .2 2 ),  | 
	умножается на коэффи  | 
|
циент  | 
	к,  | 
	, интегрируется во времени с  | 
	изменением  | 
||
знака интеграла. Прочие входные  | 
	сигналы  | 
	преобразуются  | 
|||
Рис. 2.22
аналогично, участвуя в форшровалии суммы. Все эти преобразования выполняются одномоментно.
62
Набор требуемого коэффициента передачи обычно про
изводится путем установки  | 
	определенной величины  | 
	,  | 
|||
Roc »  | 
	С  | 
	.  | 
	Емкость в интегрирующих блоках,  | 
	как  | 
|
правило,  | 
	имеет  | 
	одно фиксированное значение  | 
	
  | 
||
В одних  | 
	АВМ предусмотрена  | 
	плавная регулировка величи  | 
|||
ны входного  | 
	сопротивления,  | 
	а в состав блоков других  | 
|||
мамин входят комплекты сопротивлений нескольких различ
ных номиналов,  | 
	позволяющих набрать  | 
	ряд дискретных  | 
	зна  | 
||||
чений коэффициента передачи. Промежуточные значения  | 
|||||||
здесь могут быть получены путем  | 
	соединения потенциометр-  | 
||||||
-маситабный блок или потенциометр-интегратор.  | 
	
  | 
||||||
Задание 6 .  | 
	Составьте таблицу коэффициентов,  | 
	ко  | 
|||||
торые можно набрать с  | 
	помощью мтатных  | 
	сопротивлений  | 
|||||
(выберите один из вариантов АВМ).  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|||
  | 
	АВМ  | 
	
  | 
	ИПТ  | 
	-  | 
	5  | 
	
  | 
|
*о.с = 1 ,0 ;  | 
	0 ,1 ;  | 
	0 ,0 1 ; Мом  | 
	С  | 
	-  | 
	1,0 мкф;  | 
	
  | 
|
=0,02 ;0 ,1 ; 0,125 ; 0,200;  | 
	0 ,2 5 0 ;  | 
	0,(333; 0 ,5 0 0 ;  | 
|||||
  | 
	
  | 
	1,00  | 
	Мом  | 
	
  | 
|||
  | 
	АВМ  | 
	МПТ  | 
	-  | 
	9  | 
	
  | 
||
* о . = 1 ,0 ;  | 
	0 ,1 ;  | 
	0,01 Мом  | 
	С  | 
	=  | 
	1,0 мкф;  | 
	
  | 
|
О СО II
0,3 ком R2 ■ 30, 0 ком;
- 0,01 ; 0 ,1 ; 0 ,I I I ; 0,125 ; 0,2 0 0 ; 0,250 ; 0 ,3 3 3 ; 0 ,5 0 0 ; 1,000 Мом.
63
Решение представлено в табл. б.
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	ш  | 
	ипт-5  | 
	
  | 
	Таллина.6  | 
	
  | 
||
Блок  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	Коэффициент передачи  | 
	
  | 
	
  | 
||||
И нгеграт...  | 
	50  | 
	
  | 
	10  | 
	8  | 
	5  | 
	4  | 
	3  | 
	2  | 
	I  | 
|
  | 
	
  | 
	50  | 
	
  | 
	10  | 
	8  | 
	5  | 
	Ч  | 
	3  | 
	2  | 
	I  | 
УНвож.  | 
	
  | 
	50  | 
	1,0  | 
	0,8  | 
	0,5  | 
	0,4  | 
	0,3  | 
	0,?  | 
	0,1  | 
|
  | 
	
  | 
	0,5  | 
	0,1  | 
	0,08  | 
	0,05  | 
	0,04  | 
	0,53 0,02  | 
	0,01  | 
||
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	АВМ МПТ-9  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	Коэффициент  | 
	передачи  | 
	
  | 
	
  | 
|||
Кш теграт...  | 
	100  | 
	10  | 
	9  | 
	8  | 
	5  | 
	4  | 
	3  | 
	2  | 
	I  | 
|
  | 
	
  | 
	100  | 
	10  | 
	9  | 
	8  | 
	5  | 
	4  | 
	3  | 
	2  | 
	I  | 
ТШявя.  | 
	<  | 
	10  | 
	I  | 
	0 ,9  | 
	0,8  | 
	0,5  | 
	0,4  | 
	0,3  | 
	0,2  | 
	0,1  | 
  | 
	1  | 
	I  | 
	0 ,1  | 
	0,09  | 
	0 ,0 8  | 
	0,05  | 
	0,04  | 
	0,03  | 
	0,02  | 
	0,1  | 
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|
64
§ 4 . Нелинейные операционные блоки
Такие блоки предназначены для моделирования раз личных нелинейных зависимостей вида ^ [ X t(T ),Х г ('г)^..,] входящих в нелинейные дифференциальные уравнения. Наи
большее  | 
	распространение получили блоки, которые  | 
	моде  | 
||||
лируют  | 
	Функции одной  | 
	переменной  | 
	f [ X ( ? ) ]  | 
	, а  | 
	также  | 
|
блоки,  | 
	моделирующие  | 
	умножение Х (Т )Х г (Т )  | 
	или деле-  | 
|||
ние -х*Щ  | 
	переменных.  | 
	'  | 
	
  | 
	
  | 
||
Первая  | 
	группа блоков называется функциональными  | 
|||||
преобразователями (ФП), - вторая - блоками произведения (БП) и блоками деления (БД). Условные обозначения этих блоков указаны на рис. ?.2 3 .
функциональные преобразователи строят либо на осно ве потенциометров, перемещением движка которых управля ют следящие системы, либо на основе операционных усили
телей, дополненных различными электронными  | 
	схемами на  | 
||||
входе и в цепи обратной связи.  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||
функциональные  | 
	преобразователи первого  | 
	типа  | 
	
  | 
||
(рис. ?.?ч) состоят  | 
	из потенциометра I ,  | 
	к которому  | 
|||
подведено  | 
	"опорное"  | 
	напряжение (££ « c o n s t  | 
	) .  | 
	Выход  | 
|
ное напряжение снимается с токопровода (? ) .  | 
	Им являет  | 
||||
ся проволока, изогнутая согласно кривой  | 
	<Р(Х)  | 
	и ук  | 
|||
репленная  | 
	на изоляционной пластине ( 3  | 
	) .  | 
	Перемеще  | 
||
нием потенциометра вдоль пластины управляет следящая
система  | 
	( k ), на вход которой подается напряжение  | 
w >  | 
	■  | 
Поскольку перемещение движка пропорционально изме нению аргумента X (? ) » & соотнощение величин сопро тивлений потенциометра, разделенного движком^ - набран-
5  | 
	65  | 
  | 
04
04
Xix (т)
Рис. с .23
  | 
	Рис. 2 . ЭД-  | 
ной зависимости Ц>(X)  | 
	, изменение выходного сигнала  | 
С/(Х) соответствует  | 
	искомой сложной Функции <^[Х(7)].  | 
Во втором варианте *П первого типа падение напряже  | 
|
ния по длине  | 
	потенциометра соответствует функции ^(Х),  | 
|
а движок  | 
	перемещается согласно величине Х (7) • В ре-  | 
|
зультате  | 
	воспроизводится Фу н к ц и я *f[X ( 7 ) ]  | 
|
ФП рассмотренного типа обычно называют электроме  | 
||
ханическим,  | 
	так как в них используют электромеханичес  | 
|
кие следящие  | 
	системы.  | 
|
Применяемые следящие системы обладают сравнительно большой инерционностью и удовлетворительно работают в случаях, если частоты не превышают 2 - 2,5 гц при ам
67
