Аналоговых вычислительных

Излагаются новые результаты теоретических и экспериментальных исследований в области прикладной теории колебаний механических систем, рассматриваются вопросы колебаний и устойчивости элементов силовых гидравлических систем управления и пути уменьшения уровня этих колебаний. Отдельные данные по анализу нелинейных ко-лёбанийДнолучены путем моделирования на аналоговых электронно-вычислительных машинах. Рассмотрены совр.е-менные проблемы исследований в области изучения влияния вибраций на человека-оператора. Материал сборника будет полезен для научных сотрудников и инженеров, работающих в области прикладной теории колебаний и вибрационной техники.

Второй раздел посвящен исследованиям нелинейных колебательных систем с помощью аналоговых электронно-вылислительных машин; на примере сложной силовой гидравлической системы управления иллюстрируется удобный метод составления блок-схем для аналоговых электронно-вычислительных машин на основе метода графов.

Однако возможности аналоговых электронно-вычислительных машин используются е.ще недостаточно при решении дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами, описывающих колебания систем с переменными и управляемыми параметрами.

ПРИМЕНЕНИЕ АНАЛОГОВЫХ ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПРИКЛАДНОЙ ТЕОРИИ НЕЛИНЕЙНЫХ КОЛЕБАНИЙ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Данная работа посвящена математическому моделированию на аналоговых электронно-вычислительных машинах возмущенного управляемого движения вертолета при отрыве части лопасти несущего или рулевого винтов. Основные формы возмущенного движения исследуются аналитически, что позволяет установить общие физические закономерности поведения вертолетов в рассматриваемой ситуации и провести приближенные расчеты, определяющие важнейшие кинематические параметры.

В работах [1, 2] была показана принципиальная возможность снижения резонансных амплитуд колебательных систем при изменении собственной частоты системы по случайному закону и исследованы резонансные* свойства колебательных систем при случайном изменении параметров [1—3]. В настоящей статье излагаются результаты исследований резонансных свойств динамического гасителя колебаний при случайном изменении его параметров. Исследования выполнены на аналоговых, электронно-вычислительных машинах.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ШАГОВЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ НА АНАЛОГОВЫХ ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИНАХ

Шаговые системы управления находят широкое применение в различных отраслях техники [1, 2]. Одним из основных узлов шаговых систем управления является шаговый двигатель, преобразующий электрические импульсы в угловые или прямолинейные перемещения ротора. Поведение ротора шагового двигателя описывается системой нелинейных дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами, построить РОДВДДО для которой удается только в случае существенных упрощений^исходной системы уравнений. Однако при исследовании динамики шаговых систем на аналоговых электронно-вычислительных машинах эти упрощения могут быть сведены к минимуму, а поведение ротора шагового двигателя может быть проанализировано в естественных координатах «перемещение— время», «скорость — время» либо на фазовой плоскости в координатах «перемещение — скорость». В статье описывается методика исследований динамики шаговых систем управления на аналоговой электронно-вычислительной машине и приводится ряд результатов моделирования.

Полученные в настоящей работе результаты показывают, что применение методов теории цепей к расчету гидравлических и механических систем позволяет изучать даже весьма сложные по структуре системы. Использование графа распространения сигнала дает эффективный метод построения электронных моделей с учетом линейных и нелинейных элементов системы, а для линейных систем — метод расчета необходимых для анализа системы передаточных функций. Полученные в работе выражения передаточных функций для системы с сосредоточенными параметрами (9) и (10) и с распределенными параметрами (17) и (18) и составленные программы для аналоговых электронно-вычислительных машин (см. рис. 14 и 19) могут быть использованы для анализа устойчивости и качества переходных процессов конкретных гидравлических силовых следящих систем.

Раздел II. Применение аналоговых электронно-вычислительных машин для решения задач прикладной теории нелинейных колебаний механических систем................................. 42

Д. С. Борисов. Методика исследования динамики шаговых систем управления на аналоговых электронно-вычислительных машинах..... 69

теля пост, тока и внеш. радиоэлементов, образующих цепь отрицат. обратной связи; предназначается для выполнения нек-рыхматем. операций (напр., суммирования, интегрирования, умножения на пост, коэффициент) над аналоговыми величинами в аналоговых вычислительных машинах. Усилитель без цепи обратной связи наз. операционным усилителем.

ЭВМ подразделяют на два основных класса: класс аналоговых вычислительных машин (АВМ), или класс ЭВМ непрерывного действия, и класс цифровых вычислительных машин (ЦВМ), или класс ЭВМ дискретного действия.

Лабораторная работа рассчитана на применение аналоговых вычислительных машин (АВМ). Центровой профиль вычерчивается на графопостроителе, работающем совместно с АВМ.

§ 6. Применение аналоговых вычислительных машин

Многие задачи исследования и проектирования машин и механизмов могут быть решены методом моделирования с помощью аналоговых вычислительных машин (АВМ). В этом случае математическое описание исследуемой задачи преобразуют в электронную схему, представляющую совокупность линейных и нелинейных блоков-элементов АВМ.

§ 6. Применение аналоговых вычислительных машин...... 443

Экспериментальные методы основаны на изготовлении моделей и макетов проектируемых механизмов, требуемые качества которых достигаются путем доводок или последовательных приближений. Возникновение и совершенствование электронной техники и в особенности аналоговых вычислительных машин открывает возможности выполнения операций по экспериментальному синтезу механизмов на аналоговых моделях механизмов и машин, реализуемых на АВМ.

Во второй половине 40-х годов были начаты интенсивные работы по созданию аналоговых вычислительных машин (АВМ). В 1949 г. была пущена в эксплуатацию моделирующая установка ЭМУ-1, предназначенная для решения линейных дифференциальных уравнений до 10-го порядка с постоянными и переменными коэффициентами. Дальнейшим развитием этих работ явились установки ЭМУ-2 (1950 г.), ЭМУ-3 (1951 г.), ЭМУ-4 (1953 г.).

Для успешного использования аналоговых вычислительных машин большое значение имеет правильное выполнение ряда операций, связанных с подготовкой исходной системы дифференциальных уравнений для набора на установке. С учетом этого была разработана общая методика решения задач на аналоговых вычислительных машинах, включающая методы составления структурной схемы соединения решающих элементов, способы расчета коэффициентов передачи отдельных решающих элементов, выбор масштабов представления зависимых переменных и времени, определение начальных условий и возмущений в значениях машинных величин.

В 50—60-х годах большое развитие получили вычислительные и логические элементы для исследования и проектирования систем управления. Были разработаны и освоены промышленностью электронные моделирующие установки ЭМУ-5 (1954 г.), ЭМУ-6 (1955 г.), ЭМУ-8 (1957 г.), ЭМУ-10 (1960 г.). На Международной выставке в Брюсселе в 1958 г. установке ЭМУ-8 присужден Большой приз. Установка ЭМУ-10 отмечена Дипломом ВДНХ за 1963 г. При разработке аналоговых вычислительных машин

Работы по созданию нелинейных решающих элементов были сосредоточены на разработке электронно-лучевых и диодных функциональных преобразователей и множительно-делительных устройств. Наряду с этим, разработаны устройства для воспроизведения постоянного запаздывания на конденсаторах и с использованием магнитной записи. Были созданы преобразующие устройства для связи аналоговой вычислительной машины (АВМ) с реальной аппаратурой: электрогидравлические и с применением электродинамических муфт. Ряд конструктивных идей, воплощенных в серии аналоговых вычислительных машин типа ЭМУ, нашел применение в других АВМ, выпускаемых в стране. К этим идеям в первую очередь следует отнести структурный (а не матричный) принцип построения АВМ, сменные цепи обратных связей, позволяющие в зависимости от характера задач при фиксированном количестве усилителей в машине создавать различные соотношения между числом линейных и нелинейных решающих элементов.