русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

Решение уравнений подобия

Число неизвестных в системе уравнений подобия, полученных приравниванием коэффициентов, всегда оказывается больше числа уравнений. Это указывает на множество возможных решений, которые будут получаться в результате произвольного выбора некоторых излишних неизвестных.

При произвольном выборе некоторых неизвестных необходимо, в первую очередь, учитывать паспортные ограничения на числовые значения параметров операционных блоков и динамический диапазон изменения напряжений на выходах блоков, обеспечивающий точность моделирования.

Числовые значения коэффициентов передач линейных операционных блоков для высокоточных аналоговых систем обычно лежат в интервале  0,01...100  и устанавливаются с точностью 3...4 десятичных знака. В вычислительных моделях операционных блоков, созданных в моделирующих пакетах, эти ограничения обычно сохраняются.

Более жестко ставится вопрос о выборе масштабных множителей для переменных. Этот множитель определяет максимальное напряжение на выходе операционного блока в процессе решения задачи. Если операционные блоки являются аналоговыми, то превышение максимального напряжения выше паспортного значения на 15...20% приводит к возникновению недопустимых ошибок в решении задачи. Недоиспользование диапазона выходных напряжений на блоках приводит к увеличению погрешности. Это связано с тем, что в аналоговых операционных блоках величина минимального по уровню полезного значения переменной ограничивается величиной эффективного уровня шумов. Отношение сигнал/шум (динамический диапазон изменения амплитуд с дискретностью уровня шумов) в аналоговых устройствах обычно равен 103...104. Большее значение свойственно интегрирующим блокам. Так как уровень шумов, определяющий абсолютную погрешность выходного напряжения, практически не зависит от величины этого напряжения, то, выбрав меньшее по величине максимальное напряжение для моделируемой переменной, мы тем самым уменьшаем в соответствующее число раз отношение сигнал/шум. Масштабные множители не должны отклоняться от номинального значения в большую (на 10...15%) и меньшую (на 50...70%) стороны. В литературе есть формулировки задачи по решению уравнений подобия, как задачи математического программирования, включающей максимизацию и минимизацию функционалов. В структуру последних входят отдельные компоненты соотношений для масштабных множителей [4].

В несложных задачах решение легко достигается методом последовательного приближения, которое больше всего напоминает коррекцию первого из полученных решений. При получении первого решения руководствуются следующим.

Сначала в системе уравнений подобия вычисляют предопределенные масштабные множители из равенств, где другие неизвестные масштабные множители и коэффициенты передач линейных блоков отсутствуют. В примере пункта 4.4.5 это . Коэффициент, стоящий справа, является конструктивным параметром функционального блока, который получает численное значение в процессе разработки нелинейного операционного блока (см.п.1.3).

Следующими разрешаются те строчки системы уравнений подобия, в которых остается лишь одна неизвестная. При этом проверяется попадание вычисляемых коэффициентов передач линейных блоков в диапазон их допустимых значений. К сожалению, проверить удачность выбора или расчета неизвестного масштабного множителя в первом приближении без пробного моделирования обычно нельзя.

Поступая аналогичным образом с другими уравнениями системы, в конце концов, приходим к ее первому решению. Особо следует обратить внимание на масштабный множитель независимой переменной, который, благодаря вхождению в большинство выражений для коэффициентов передач линейных блоков, позволяет одновременно изменять эти коэффициенты в одно и то же число раз.

Используя найденные масштабные множители и заданные начальные условия, вычисляются начальные напряжения для машинных переменных на интеграторах. В примере п.1.4.5 это  .

В процессе пробных решений обнаруживаются напряжения переменных, выходящих за максимально допустимые значения или существенно недоиспользующих шкалу. Полученный коэффициент превышения или недоиспользования шкалы, используют для коррекции найденного решения уравнений подобия.

Идея коррекции решения основана на том, что последовательно включенные операционные блоки сообща изменяют напряжение на выходе в число раз, равное произведению их входных коэффициентов передач. Изменение любого коэффициента в произведении должно сопровождаться изменением другого таким образом, чтобы в последовательной цепи соединенных блоков общее произведение осталось неизменным. Так, увеличенное напряжение на выходе блока, например, в w-раз, может быть понижено соответствующим уменьшением всех коэффициентов передач по входам этого блока, но с одновременным увеличением коэффициентов передач на тех последовательно включенных блоках, где напряжение необходимо поднять примерно во столько же раз.

При использовании идеализированных операционных блоков, построенных в среде моделирующего пакета, существенно облегчается масштабирование, так как снимаются жесткие требования к величине максимальных и минимальных напряжений на выходах блоков. Однако пользоваться графическим интерфейсом становится несколько сложнее, так как анализ результатов протекания групповых процессов на одном графике требует дополнительного пересчета числовых значений шкал.

Просмотров: 1132

Вернуться в оглавление:Аналоговые и гибридные вычислительные устройства



Автор: Калашников В.И. Аналоговые и гибридные вычислительные устройства. Лабораторный практикум: Учебное пособие – Харьков: ХГПУ, 2000. - 194 с. - Русск. яз.


Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Полезен материал? Поделись:

Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.