Аналогова обчислювальна машина МН-7М

Тібекіна Катерина,33 група

МН-7М

Загальний опис (принцип дії)

Аналогова обчислювальна машина першого покоління МН-7М є однією з найбільш поширених малогабаритних настільних АОМ. Вона призначена для інтегрування систем звичайних лінійних і нелінійних диференціальних рівнянь до 6-го порядку з постійними коефіцієнтами.

Історична довідка

До першого аналогового обчислювального пристрою відносять зазвичай логарифмічну лінійку, що з'явилася близько 1600. Графіки і номограми — наступний різновид аналогових обчислювальних пристроїв — для визначення функцій декількох змінних; вперше зустрічаються в керівництві з навігації в 1791. У 1814 англійський учений Дж. Герман розробив аналоговий прилад — планіметр, призначений для визначення площі, обмеженої замкнутої кривої на площині. Планіметр був вдосконалений в 1854 німецьким ученим А. Амслером. Його інтегруючий прилад з колесом, що котиться, привів пізніше до винаходу англійським фізиком Дж. Томсоном фрикційного інтегратора. У 1876 інший англійський фізик В. Томсон застосував фрикційний інтегратор в проекті гармонійного аналізатора для аналізу і передбачення висоти приливів в різних портах. Він показав в принципі можливість вирішення диференціальних рівнянь шляхом з'єднання декількох інтеграторів, проте через низький рівень техніки того часу ідея не була реалізована.

Перша механічна обчислювальна машина для вирішення диференціальних рівнянь при проектуванні кораблів була побудована А. Н. Криловим в 1904. У основу її була покладена ідея інтеграфа — аналогового інтегруючого приладу, розробленого польським математиком Абданк-Абакановичем (1878) для здобуття інтеграла довільної функції, викресленої на плоскому графіку.

Подальший розвиток механічних інтегруючих машин пов'язаний з роботами американського вченого С. Буша, під керівництвом якого була створена чисто механічна інтегруюча машина (1931), а потім її електромеханічний варіант (1942). У 1936 російський інженер Н. Мінорський запропонував ідею електродинамічного аналога. Поштовх розвитку сучасних АОМ постійного струму дала розробка Б. Расселом (1942—44, США) вирішального підсилювача.

Технічні характеристики

Машина містить 16 операційних підсилювачів для виконання операцій інтегрування, додавання, інвертування, масштабного перетворення і два підсилювачі для допоміжних цілей в схемі управління і контролю машини. В машині є чотири комірки, в які можна вмикати комбіновані нелінійні блоки типу БНК. Окрім цього машина має 8 типових діодних комірок для відтворення нелінійних характеристик складових ланок автоматичних систем регулювання, 24 потенціометричні схеми для задавання постійних коефіцієнтів і 6 схем для задавання початкових умов і постійних збурень. В машині підтримувався як одноразовий так і автоматичний багаторазовий розв’язок.

Набір схеми розв’язку задачі проводився комутацією входів і виходів окремих елементів на комутаційному полі машини. Результат розв’язку можна спостерігати на екрані трубки електронно-променевого індикатору І-6. Змінні, які входять в розв’язувану систему рівнянь задаються в машині напругами постійного струму: від -100 до 100 Вольт. При розв’язку на машині контрольних задач максимальна приведена похибка не перевищує 10%. Рекомендована триваліть процесу інтегрування 200 с.

Призначення: для дослідження перехідних процесів і вибору параметрів у системах автоматичного регулювання, які описуються звичайними нелінійними диференціальними рівняннями до 6 порядку включно.

Модель МН-7 - малогабаритна, настільного виконання. Розв’язувальний блок моделі складався з 16 операційних підсилювачів, чотирьох змінних нелінійних блоків, комутаційного поля і панелі управління. В основний комплект установки входив також блок живлення, кабелі, комутаційні шнури і запасні деталі. Допускалася можливість поставки і додаткового комплекту, до складу якого був включений індикатор на електронно-променевій трубці.

Розробка моделі завершена в 1955 році в СКБ-245. Головний конструктор – В.Б. Ушаков.

Виробництво: Пензенський завод САМ (счетных аналитических машин). Супровід виконувала Пензенська філія СКБ-245 (Н.С. Ніколаєв, Е.С. Козлов, В.Г. Синцов, Б.А. Першин, О.Є. Кроник та інші). Завод випустив моделі МН-7 в такій кількості, в якій в СРСР не випускалася жодна електронна модель або інтегратор.

Основні технічні дані

Максимальний порядок розв’язуваних рівнянь	6
Кількість підсилювачів постійного струму	18 (2 допоміжних)
Кількість блоків: множення 2-х змінних нелінійних	4 4
Загальна кількість вхідних елементів і зворотних зв’язків	64
Робоча шкала установки, В	±100
Живлення від мережі змінного струму	220 В, 50 Гц
Потребляємая Мощность (Питома потужніть?), кВ*А	Не більше 0,85
Максимальна площа, яку займає установка, м2	0,5
Габарити в мм: електронної моделі індикатора І-6 блока живлення ЕСВ-1	725х455х430 217х586х392 305х485х238
Маса, кг	150

Висновки

За рахунок того, що розроблений програмний продукт має об’єктну архітек- туру, він достатньо просто модернізується заміною одного з об’єктів іншим з покращеними характеристиками. Таким же чином програмний продукт може бути перероблений у подальшому для дослідження й оптимізації динамічних характеристик вимірювальних перетворювачів іншого типу або призначення.

Використана література

[| 1] [| 2]