Универсальные аналоговые машины

Математическая модель объекта, характеризуемого не очень сложными дифференциальными уравнениями, часто может быть реализована на аналоговой вычислительной машине. Однако самым универсальным средством решения задач математического моделирования являются цифровые вычислительные машины. При этом для решения системы уравнений математического описания необходимо иметь численный алгоритм. [c.129]

Универсальные аналоговые машины [c.384]

Если гетерогенная каталитическая реакция является многокомпонентной, вид кинетической функции может оказаться настолько громоздким, что применение универсальных аналоговых машин с небольшим числом нелинейных решающих элементов становится затруднительным или нецелесообразным. [c.173]

Для моделирования химических реакторов весьма желательным является сочетание преимуществ аналоговой техники (наглядность, простота, быстродействие) с преимуществами цифровой техники (точность, универсальность, возможность выполнения логических операций). Такое сочетание возможно в комбинированных машинах или при спаривании двух машин цифровой и аналоговой. Второй вариант, на наш взгляд, целесообразнее. В этом случае аналоговая машина выполняет интегрирование, а цифровая машина — расчет нелинейностей, благодаря чему резко повышается точность вычислений. Цифровая машина также задает начальные условия, запоминает промежуточные результаты и выполняет все логические действия. Таким образом, цифровая машина становится управляющей по отношению к аналоговой. [c.14]

Задача оптимального распределения может быть легко ре шена на специализированной или универсальной аналоговой вы числительной машине. [c.45]

Методы, использующие для спектрометрического анализа цифровые вычислительные машины, находят в настоящее время такое же распространение, как и методы, основанные на аналоговых вычислительных машинах. Это обусловлено главным образом доступностью узлов и отдельных блоков универсальных вычислительных машин разной производительности, работающих на цифровом принципе и уже выпускаемых в больших масштабах. В противоположность этому аналоговые вычислительные машины производятся обычно для вполне определенных целей, их скорость и точность строго ограниченны. [c.242]

В гл. 1 были описаны основные принципы использования аналогов для расчетов. Для заданной системы А с известными уравнениями отыскивается более удобная для экспериментального исследования система В с такими же уравнениями, как и система А. Универсальная аналоговая вычислительная машина представляет собой устройство для решения широкого класса дифференциальных уравнений. Следовательно, она может быть использована для моделирования многих систем. [c.384]

Устройство, состоящее из таких элементов, называют аналоговой вычислительной машиной (АВМ). Наиболее распространены электронные АВМ в некоторых случаях применяют АВМ на пневматических элементах. Важное достоинство АВМ — универсальность стандартные машины способны моделировать широкий круг объектов, описываемых системами обыкновенных дифференциальных уравнений, а специализированные (к которым относятся, например, упомянутые выше установки ЭГДА и ЭТА) —и уравнения в частных производных. [c.22]

Аналоговые машины недостаточно универсальны, так как с их помощью удается воспроизводить только сравнительно простые модели (при большом числе нелинейных блоков трудно достижима необходимая точность решения). [c.17]

В этой главе будет рассмотрено применение Э ВМ для управ ния, сбора и обработки данных. В литературе имеются лишь беглые упоминания об использовании для этих целей аналоговых машин, которые нашли лишь ограниченное применение в аналитической химии из-за недостаточной универсальности, точности, объема памяти и низких возможностей программирования по сравнению с цифровыми ЭВМ. Следует подчеркнуть, что преобразование сигнала в цифровую форму (дискретизация) не приводит к увеличению его точности. Если скорость преобразования недостаточно велика, то может наблюдаться значительное ухудшение качества сигнала и, кроме того, быстродействующий аналого-цифровой преобразователь (АЦП) может давать высокочастотный шум, которого не было в исходном аьа-логовом сигнале. Это вызывает необходимость сглаживания дискретного сигнала либо с помощью специальной аппаратуры, либо путем использования соответствующей программы. Приборы, специально не предназначенные для совместной работы с ЭВМ, часто дают значительный шум и их применение в системах с ЭВМ затруднено. Несмотря на эти ограничения цифровые системы благодаря своей универсальности нашли широкое применение в аналитической химии, и предполагается, что в конце 70-х годов все аналитические лаборатории будут оснащены системами с ЭВМ [1]. [c.353]

Наряду с применением универсальных быстродействующих цифровых вычислительных машин весьма эффективным средством исследования отдельных процессов теплообмена являются машины непрерывного действия (аналоговые машины). [c.17]

Универсальные аналоговые вычислительные машины в основном используются для решения обыкновенных дифференциальных уравнений. В зависимости от вида решаемого уравнения возникает необходимость выполнения как линейных, так и нелинейных математических операций, что осуществляется с помощью решающих элементов, рассмотренных в первой главе. Однако набора типовых решающих блоков аналоговой машины может оказаться недостаточным по следующим причинам [c.78]

Можно видеть, что моделирование гетерогенных каталитических реакций — более трудоемкий и сложный процесс, чем гомогенных реакций, поскольку кинетические функции в этом случае сильно нелинейны и требуют большого числа нелинейных решающих элементов. Обязательным является использование блока деления в ряде случаев необходимы также блоки извлечения корня или возведения в степень. Такие требования к составу решающих элементов машины могут препятствовать применению аналоговой вычислительной машины типа МН-7 при моделировании гетерогенно-каталитических процессов. Тем не менее эффективность применения аналоговых машин вообще остается высокой и в этом случае, поэтому можно рекомендовать использование дополнительных блоков нелинейности (например, типа НБН-1), расширяющих возможности универсальных аналоговых вычислительных машин. [c.177]

В практике расчета систем водоснабжения используются оба основных вида вычислительных машин — специализированные аналоговые машины или устройства и универсальные электронные цифровые вычислительные машины или машины дискретного действия (ЭЦВМ). [c.269]

Наиболее удобной аналоговой моделью является математическая машина — модель, осуществляющая расчеты на основании математического описания моделируемого процесса. Создание таких математических моделей стало возможно в связи с широким использованием вычислительных машин. Современные вычислительные машины позволяют осуществить огромное число различных математических операций, а в перспективе — провести расчеты по математическому описанию любого физико-химического процесса. Именно поэтому они являются универсальными математическими моделями. [c.13]

В настоящее время практически ни одно кинетическое исследование не обходится без применения газо-жидкостной хроматографии, обладающей высокой чувствительностью и большой универсальностью. Определенные перспективы открываются благодаря применению в химии резонансной гамма-спектроскопии. Все шире проникают в кинетические исследования различные математические методы обработки результатов. К ним относятся и анализ полученных спектров ЭПР и ЯМР, и решение систем дифференциальных уравнений, описывающих кинетику сложных реакций с использованием числовых и аналоговых электронных вычислительных машин. [c.4]

Описанные задачи могут решаться с использованием цифровых и аналоговых вычислительных машин. Высокая точность, возможность выполнения логических операций и универсальность цифровых вычислительных машин позволяют решать практически все задачи, возникающие лри расчете химических реакторов. [c.13]

В настоящее время существуют электронные устройства аналогового типа — многоканальные оптимизаторы, способные автоматически выполнять весь описанный комплекс вычислений. Эти же задачи можно решать и на универсальных цифровых вычислительных машинах. [c.251]

В предыдущих главах статистическая теория спектрального оценивания была развита в предположении, что данные х 1) непрерывны Однако во многих случаях данные являются дискретными по существу, как, например, данные о партиях продукта на рис 5 2, и, следовательно, необходимы дискретные формулы Кроме того, все более широкое распространение в настоящее время получают цифровые вычислительные машины благодаря своей точности, универсальности и относительной доступности Поэтому можно предположить, что в большинстве случаев спектральный анализ будет теперь проводиться с помощью цифровых вычислительных машин Следовательно, непрерывный, или аналоговый, сигнал нужно отсчитывать в дискретные моменты времени, как это описывалось в гл 2, и отсчитанные значения переводить в числа, содержащие конечное число цифр Процесс перевода из аналоговой в цифровую форму называется квантованием Детальный разбор влияния этого процесса на корреляционный анализ можно найти в [1] Мы будем предполагать, что квантование производится с достаточно малым шагом, так что при переводе из аналоговой в цифровую форму не вносится никаких ошибок Практически это означает, что данные нужно отсчитывать с точностью, равной одной десятой (или одной сотой) от полного диапазона изменения сигнала [c.8]

Использование систем автоматического управления с вычислительными машинами дает возможность в некоторых случаях коренным образом перестроить технологические процессы и диспетчерскую службу новых современных предприятий (интенсификация производства, применение новых производительных физических и химических методов, основанных на высоких скоростях протекания процессов и реакций, управление которыми нельзя осуществить при помощи обычных средств автоматики). Использование специализированных и универсальных цифровых и аналоговых управляющих машин совместно с другими средствами автоматики позволит завершить работу по комплексной автоматизации наиболее сложных химических производств, даст возможность перейти к созданию це-. хов и заводов-автоматов. Залог успеха заключается в том, насколько удачно удастся соединить в одной эффективной замкнутой системе человека, вычислительную машину и объект. [c.84]

Целесообразность применения вычислительной техники. Применение вычислительных машин в управлении производством требует решения вопроса о целесообразном уровне автоматизации, о необходимом минимуме количества информации, о целесообразности использования аналоговой или дискретной техники, специализированных или универсальных машин, разработок групповых (на 5, 10, 20 и 50 сигналов) преобразователей. [c.91]

В гл, 3 — 6 были рассмотрены различные методы решения обратных задач теплопроводности в линейных и нелинейных постановках. Соответствующие алгоритмы разрабатывались применительно к универсальной цифровой вычислительной машине (ЦВМ). Альтернативным вариантом может быть использование аналоговых вычислительных машин [c.243]

В последнее время достигнут значительный прогресс в построении управляемых ачрньвв универсальных аналоговых машин [3,4, 5], однако при построении управляемой химической модели возникает ряд трудностей. [c.513]

Недостатки аналоговых машин — сравнительно малая точность расчетов и недостаточная универсальность. При этом удается воспроизводить, как правило, только простые модели (идеальногавытес-нения и идеального смешения) при не очень сложной кинетической модели. Если же для ее построения нужно более 10 нелинейных блоков, то возникают трудности достижения требуемой точности решения, особенно в случае обратимых процессов, когда анализ необходимо проводить вблизи состояния равновесия. [c.486]

Преимуществом ЭАВМ по сравнению с ЭВМ при решении системы обыкновенных дифференциальных уравнений в случае, когда необходимая точность решения не выходит за пределы возможностей аналоговых машин и когда не возникает существенных осложнений в методике реализации этих уравнений на аналоговых машинах, является простота и быстрота интегрирования изучаемой системы уравнений, а также наглядность получаемых результатов. Основными недостатками ЭАВМ по сравнению с ЭВМ являются отсутствие универсальности (основная область применения ЭАВМ — решение обыкновенных дифференциальных урав-вений), пониженная точность решенш (до нескольких процентов), а также сложность исследования систем обыкновенных нелинейных дифференциальных уравнений, которые содержат величины, отличающиеся или изменяющиеся в ходе процесса более чем в 10 раз. Поэтому обычно на ЭАВМ исследуют химические процессы, уравнения которых не содержат величин, изменяю- [c.232]

Как правило, непрерывная обработка данных, поступающих от спектрометра, на универсальной вычислительной машине обходится слишком дорого, хотя с помощью последовательной коммутации на этой же машине можно было бы одновременно обрабатывать данные от нескольких источников. Другой способ обработки заключается в записи аналоговых спектральных данных на магнитную ленту, с которой эти данные можно с большой скоростью вводить в вычислительную машину через аналого-цифровой преобразователь. Кроме этого, спектральные данные в цифровой форме можно заносить в то или иное запоминающее устройство на входе вычислительной машины и считывать их позже. Однако чаще всего осуществляют непрерывную обработку спектральных данных с помощью специализированной вычислительной машины и аналого-цифрового преобразователя. Такую систему часто называют системой AT ( omputer of average transients). [c.312]

Рассчитать корреляционные функции можно на специальных электронно-вычислительных машинах (коре-лографах) или на универсальных ЦВМ, а также на универсальных аналоговых электронно-вычислительных машинах [47]. [c.177]

Применение АВМ не исключает возможности использования ЦВМ, и наоборот. Например, если для решения задачи требуется провести большой объем вычислений с высокой д-очностью, то можно сначала грубо прикинуть возможные варианты решения на АВМ, а затем получить окончательный ответ, вводя полученные данные в ЦВМ. Существуют также комбинированные (гибридные) аналого-цифровые вычислительные машины. Такие машины позволяют сочетать преимущества АВМ (быстрота решения дифференциальных уравнений, относительная легкость поиска переменных параметров) и ЦВМ (высокая точность, универсальность, возмол<-пость осуществления логических операций, запоминание и хранение информации). Обычно в комбинированных машинах аналоговые блоки выполняют интегрирование, а цифровые рассчитывают нелинейные функции, запоминают промежуточные результаты, дают управляющие команды аналоговым блокам и выполняют другие логические операции. Поскольку способы ввода, обработки и выдачи информации в АВМ и ЦВМ резко различаются, в комбинированные машины необходимо вводить аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. [c.326]

На этапах собственно технического проектирования детально разрабатываются все алгоритмы математического и информационного обеспечения АСУ, на одном из алгоритмических языков составляются и отлаживаются на универсальных ЦВМ программы решения задач в АСУ. Создается общий алгоритм функционирования всей системы в реальном времени, осуществляющий координацию и соподчинение частных алгоритмов контроля, регулирования, онтималтлого управления и других програлш. Наконец, на этом же этапе проводится экспериментальная проверка основных алгоритмов управления (оптимизации) путем математического моделирования на цифровых и аналоговых вычислительных машинах всего автоматизированного комплекса или отдельных его частей. Результаты математического моделирования позволяют количественно оценить экономическую выгодность решения задач оптимизации и выбрать наиболее обоснованный вариант системы управления с учетом надежности и ремонтопригодности используемых в ней технических устройств, т. е. получить оценку эффективности АСУ. [c.37]

Первоначально интерферограммы записывались в аналоговой форме на магнитной ленте, а затем выводились на перфокарты или перфоленту когерентное суммирование и Фурье-преобразова-ние выполнялись на дистанционной вычислительной машине. Использование вычислительной техники для осуществления таких операций обеспечило достаточную точность и универсальность рассматриваемого метода. Однако большой промежуток времени между регистрацией интерферограммы и построением спектра (с учетом времени, затраченного на выполнение обычного Фурье-преобразования на большой вычислительной машине) сводил на нет многие существенные преимущества оптического метода. [c.109]