Вычислительные устройства

т.е. для нахождения математического ожидания Y(t) нужно применить тот же оператор L к математическому ожиданию случайной функции X(i) • Для нахождения корреляционной функции нужно дважды применить тот же оператор к корреляционной функции "входа" сначала по одному аргументу, затем по другому. Но непосредственное использование связей между корреляционными функциями "входа" и "выхода" часто встречает значительные вычислительные трудности. Поэтому на практике пользуются различными модификациями корреляционного метода, в частности, методом канонических разложений [9].

При решении задач оптимизации необходимо организовать целенаправленный поиск оптимальной совокупности внутренних параметров так, чтобы, с одной стороны, получить наилучшие значения выходных параметров механизмов, а с другой — максимально сократить машинное время поиска этих значений. Внутренние параметры, значения которых могут меняться в процессе синтеза, называются управляемыми. При уменьшении числа управляемых параметров снижается размерность области допустимых решений, упрощается ее анализ и, следовательно, уменьшаются вычислительные трудности, связанные с поиском экстремума целевой функции.

Метод, использующий обобщенные функции. Метод начальных параметров, изложенный выше, при наличии сосредоточенных масс, промежуточных опор, участков с разными жесткостными характеристиками требует перемножения матриц перехода, что при большом числе участков вызывает определенные вычислительные трудности. Рассмотрим метод численного определения частот стержней с промежуточными опорами и сосредоточенными массами, не требующий перемножения матриц перехода. Этот метод уже был использован при решении задач статики стержней (см. § 2.2 ч. 1).

Ранее было показано, что для кругового отверстия в однонаправленном композите неоднородность материала объясняет некоторые парадоксальные явления разрушения, наблюдаемые в экспериментах. Хотя подход классической механики разрушения на микроуровне и отражает в принципе неоднородность материала, его практическое применение наталкивается на аналитические и вычислительные трудности. Поэтому следует избрать компромиссный путь, позволяющий учесть неоднородность материала и в то же время по сложности методики остающийся в пределах возможностей и понимания конструктора.

Вызывает трудности также большая сложность основных уравнений. Их практическое использование (например, для расчета проектируемого упругого элемента) уже в сравнительно простых случаях -наталкивается на большие вычислительные трудности. По этой причине обычно отказываются от их использования и, следовательно, от точных (и, таким образом, оптимальных) решений задач, которые зависят от упругого элемента. Выходом из этого положения является использование простейших видов деформации (см. подразд. 3.2.1.2.3).

! при исследовании собственных значений. Указаны вычислительные трудности, воз-1 пикающие при их использовании, и способы их преодоления. Библ. 5 назв.

Анализ применяемых численных методов решения контактных задач показывает, что в некоторых вариантах возможны такие вычислительные трудности по сравнению с решением классических краевых задач со смешанными граничными условиями, как нарушение положительной определенности систем алгебраических уравнений, появление неустойчивости их решения из-за плохой обусловленности, применяется численная реализация некорректно поставленных задач. Здесь предлагается алгоритм решения задачи контакта деформируемых тел, свободный от указанных недостатков, дающий в ряде случаев более быструю сходимость по сравнению с применяемыми методами. В качестве иллюстрации рассмотрено решение задачи контакта шероховатых тел с нелинейной податливостью шероховатого слоя.

итерационный процесс сопряжения решений для подобластей позволяет в отличие от прямого метода исключить вычислительные трудности, связанные с некорректностью задачи определения контактного давления с помощью условия совместности перемещений. В этом случае может быть применен альтернирующий алгоритм, аналогичный методу Шварца, в котором граничные условия на участке пересечения подобластей задаются в перемещениях [28]. Видоизменение этого метода заключается в том, что в случае соприкосновения подобластей граничные условия для одной из них задаются во всех итерациях в перемещениях, а для другой — в

задача в общем виде очень сложна, и для ее решения требуется преодолеть не только значительные вычислительные трудности, но также необходимо располагать большой статистической информацией о процессах v (t), так как для решения задач, связанных с нестационарными случайными процессами, необходимо проводить усреднение по совокупности реализаций.

Важным этапом решения задачи (2) является определение вероятностей pffc) , h.6jC для каждого варианта системы. Тео -ретическне и вычислительные трудности, возникающие при расчете вероятностей состояния "функционирования сложных систем, отно -сительно легко преодолеваются при использовании методов граничных значений и графов, [z] .

Изложенная в нормативном методе математическая модель парогенератора предназначена для использования в ручных методах расчета. При реализации этой модели на ЭВМ появляются вычислительные трудности, связанные с нелинейностью модели.

Пример двухплатной конструкции редуктора следящей системы показан на рис. 19.18. Здесь подшипники расположены на концах валов, а зубчатые колеса между платами. Двухплатная конструкция является, как правило, открытой и устанавливается внутри корпуса прибора. Широко применяется в механизмах настройки радиоаппаратуры, для ручного ввода математических величин в вычислительные устройства и т. д.

Применение электромагнитных средств с многоэлементными преобразователями является эффективным способом повышения производительности контроля крупногабаритных изделий со сложной поверхностью. Достигнутый на сегодняшний день уровень технологии изготовления многоэлементных электромагнитных преобразователей позволяет не только повысить производительность сканирования контролируемой поверхности, но и решить очень важную и актуальную задачу - визуализацию топографии электромагнитных полей на поверхности объекта контроля. Значение визуализации физических полей в системах контроля и управления качеством изделий отмечено в большом количестве работ [21, 24, 41, 46 - 48]. Это связано как с физиологическими особенностями восприятия информации оператором - большую часть информации человек воспринимает через органы зрения и ему свойственно оперировать зрительными образами, так и с тем, что визуальное изображение, которое несет большое количество информации об объекте контроля, существенно упрощает и расширяет функциональные возможности систем ввода информации в электронно-вычислительные устройства. Интенсивное развитие компьютерных методов распознавания и обработки изображений также способствуют исследованиям в области визуализации физических полей и разработке устройств НК с визуальным представлением информации. В настоящее время ведутся интенсивные работы по созданию устройств неразрушающего контроля с визуализацией постоянных и переменных магнитных полей [46 - 48].

Счетные приборы и вычислительные устройства, осуществляющие математические операции. Например, счетчики, интеграторы, суммирующие устройства.

Наиболее часто используются суммирующие, множительные, тригонометрические, дифференцирующие и интегрирующие механические вычислительные устройства. .

Применение электромагнитных средств с многоэлементными преобразователями является эффективным способом повышения производительности контроля крупногабаритных изделий со сложной поверхностью. Достигнутый на сегодняшний день уровень технологии изготовления многоэлементных электромагнитных преобразователей позволяет не только повысить производительность сканирования контролируемой поверхности, но и решить очень важную и актуальную задачу - визуализацию топографии электромагнитных полей на поверхности объекта контроля. Значение визуализации физических полей в системах контроля и управления качеством изделий отмечено в; большом количестве работ [21, 24, 41, 46 - 48]. Это связано как с физиологическими особенностями восприятия информации оператором - большую часть информации человек воспринимает через органы зрения и ему свойственно оперировать зрительными образами, так и с тем, что визуальное изображение, которое несет большое количество информации об объекте: контроля, существенно упрощает и расширяег функциональные возможности систем ввода информации в электронно-вычислительные устройства. Интенсивное развитие компьютерных методов распознавания и обработки изображений также способствуют исследованиям в области визуализации физических полей и разработке устройств НК с визуальным представлением информации. В настоящее время ведутся интенсивные работы по созданию устройств неразрушаюшего контроля с визуализацией постоянных и переменных магнитных полей [46 - 48].

ЗАДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО — элемент САР, с помощью к-рого устанавливается требуемое значение либо задается закон (программа) изменения регулируемой величины. В качестве 3. у. используют калибров, пружины, грузы, уровни, электрич. сопротивления, эталонные источники тока (напряжения) и др. Для задания закона (программы) изменения регулируемой величины в простейших САР применяют профилир. кулачки, шаблоны, фигурные реостаты; в более сложных — вычислительные устройства. Примером 3. у. может служить поплавок регулятора, установленный в карбюраторе автомоб. двигателя для регулирования подачи топлива.

Закон движения ведомого звена выбирается с учетом условий работы механизма. Во многих случаях кулачковый механизм должен обеспечить движение ведомого звена по определенному закону, заданному функциональной зависимостью 5(ф) (вычислительные устройства, регуляторы, некоторые автоматы и др.). В других случаях назначением кулачкового механизма является передача рабочему органу определенного конечного перемещения с выстоями рабочего органа в крайних его положениях (механизмы топливной аппаратуры, газораспределения в двигателях внутреннего сгорания и др.). Здесь закон перемещения рабочего органа из одного крайнего положения в другое принципиального значения не имеет. Для таких механизмов обычно известны лишь величины периодов отдельных фаз: удаления, дальнего стояния, возвращения и ближнего стояния. В этих случаях закон движения ведомого звена выбирают так, чтобы обеспечить наибольшую плавность движения и наиболее простой профиль кулачка.

Широкое применение в составе СПИ получили вычислительные устройства, которые позволяют строить двух- и трехмерные изображения объекта контроля в требуемом масштабе, выявить на изображении точки локализации дефектов и обозначить яркостным или цветным способом участки с наиболь-

Специализированные вычислительные устройства имеются в виде приставок к некоторым зарубежным приборам и экспериментальных разработок приставок к приборам моделей 201, 218 и др.

Для систем, съем данных в которых происходит в течение конечного интервала времени, удалось, используя аппарат разностных уравнений и дискретного преобразования Лапласа, разработать методы исследования их устойчивости и построения процессов в этих системах. В дальнейшем, благодаря применению некоторых теорем дискретного преобразования Лапласа, оказалось возможным свести изучение этого класса систем к изучению обычных импульсных систем с мгновенным съемом данных. Если на первых порах теория импульсных систем заимствовала методы и приемы у теории непрерывных систем, то в настоящее время она успешно решила ряд задач по синтезу оптимальных линейных импульсных систем при учете неизменной части системы, которые в теории непрерывных линейных систем до сих пор остаются нерешенными. Наличие неизбежно присутствующих или преднамеренно вводимых нелинейностей ограничивает возможности применения линейной теории импульсных систем. Особенно это относится к системам с широтно- и частотно-импульсной модуляциями, а также к системам, содержащим в качестве элемента цифровые вычислительные устройства при учете ограничений памяти и небольшом числе разрядов.

Интенсивно развиваются работы по внедрению комплексной автоматизации в нефтегазовой и нефтеперерабатывающей промышленности. Осуществлена комплексная автоматизация Московского нефтеперерабатывающего завода и других заводов. Для автоматизации процессов управления производственными процессами используются приборы агрегатной унифицированной системы, автоматические анализаторы качества нефтепродуктов в потоке, дистанционные измерители уровня, автоматические пробоотборники для резервуаров, автоматы для раздела уровня жидкости, системы телеизмерения и телеконтроля и т. д. В настоящее время постепенно начинают применяться вычислительные устройства для выработки наиболее рациональных режимов работы агрегатов и установок.