7-8. аналого-цифровая вычислительная система ацэмс-1

Полупроводниковая аналого-цифровая вычислительная система АЦЭМС-1 [2, 9, 17, 20], в которой осуществляется параллельная работа цифровой и аналоговых вычислительных машин общего назначения, предназначена для исследования методом математического моделирования сложных динамических систем в реальном масштабе времени с повышенной точностью.

.АЦЭМС-1 содержит универсальную цифровую вычислительную машину (ЦВМ) типа М-220, две аналоговые вычислительные машины (АВМ) типа МН-18, стойку потенциометрических следящих систем типа СУСС-1, центральное устройство управления ЦУУ, устройство преобразования данных типа УП-3, двухкоординатный регистрирующий прибор типа ДРП-3 с устройством преобразования типа УП-7.

В расширенный состав системы могут быть дополнительно включены еще две машины МН-18, стойка СУСС-1, устройство преобразования УП-3 и электроннолучевой индикатор типа И-10.

Имеется возможность соединять систему с реальной аппаратурой и дополнительным внешним оборудованием.

Вычислительные машины, входящие в систему, в функциональном отношении самостоятельны и могут использоваться не только в комплексе, но и каждая в отдельности при решении менее сложных задач.

Работа системы АЦЭМС-1 организуется с помощью ЦУУ, в функции которого входят управление, синхронизация работы, связь между функциональными блоками отдельных частей системы и с внешней исследуемой аппаратурой, контроль за работой отдельных частей системы при отладке программы решения задачи и проверке правильности работы системы.

Устройство преобразования данных УП-3 служит для преобразования данных из аналоговой формы в цифровую и из цифровой в аналоговую. Преобразуемая информация может представлять собой как значения машинных переменных, так и коды сигналов управления, поскольку на ЦВМ, помимо вычислений, могут быть возложены и некоторые функции управления аналоговой частью. В УП-3 содержится 15 параллельно действующих цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП), каждый из которых состоит из запоминающего триггерного регистра с потенциальным входом, преобразователя потенциального кода в аналоговый сигнал и выходного операционного усилителя. Количество разрядов, включая знаковый, в коде входной величины равно 15, диапазон изменения выходного напряжения от -50 до +50 В. Среднеквадратическая погрешность преобразователя в диапазоне температур 5-35С не превышает 0,05%.

В основу построения схемы 15-канального АЦП положен способ следящего кодирования, обеспечивающий хорошие характеристики по точности и быстродействию в режиме преобразования малых приращений входного сигнала. Максимальная приведенная погрешность АЦП не превышает 0,1%. Максимальная динамическая погрешность преобразования не превышает 0,1% при частоте входного синусоидального сигнала 5 Гц. Диапазон изменения входной величины от -50 до --50 В, выходная величина представляется 12-разрядным двоичным числом в прямом или обратном коде. Четыре канала аналого-цифрового и четыре канала цифро-аналогового преобразования (с 12-го по 15-й) могут быть использованы для формирования 60 одноразрядных двоичных команд управления, сигнализации и контроля.

Устройство преобразования УП-7 выполняет преобразование выходных данных ЦВМ в аналоговую форму для регистрации их на двухкоординатном регистрирующем приборе ДРП-3 (см. § 7-12).

Стойка потенциометрических следящих систем, СУСС-1 содержит потенциометрические блоки перемножения (деления) и блоки нелинейных функций одной переменной, построенные на базе следящих систем. С их помощью можно одновременно осуществлять до 10 операций перемножения или деления, образовывать до 30 нелинейных функций. Максимальная приведенная погрешность воспроизведения часто встречающихся функций не превышает 0,5%.

Точность решения контрольной задачи на опытном образце АЦЭМС-1 оказалась на один-двл порядка выше точности решения этой же задачи, полученной на АВМ разных типов.

Аппаратура АЦЭМС-1 имеет массу (без ЦВМ) около 2000 кг, занимает площадь 25-35 м. Потребляемая от сети 50 Гц мощность АЦЭМС-1 составляет около 5 кВт.

7-9. аналоговая вычислительная система эму.200

Аналоговая вычислительная система третьего поколения ЭМУ-200 [15] предназначена для работы как автономно, так и в составе гибридных (аналого-цифровых) комплексов. Она представляет собой систему па-раллельных аналоговых процессоров высокого класса точности, объединенных общим пультом управления (рис. 7-9). Система применяется:

в качестве аналоговой части в современных гибридных (аналого-цифровых) вычислительных комплексах;

в качестве вычислительной части комплексных тренажеров различного назначения в системах управления с прогнозированием, в системах автоматизации научных исследований для предварительного сжатия сообщений и обработки информации в реальном масштабе времени;

для моделирования в натуральном и ускоренном масштабах времени сложных нелинейных динамических систем, описываемых дифференциальными уравнениями до 20X7= 140-го порядка с подключением реальной аппаратуры;

для решения задач оптимизации, параметрической идентификации и других задач, сводящихся к выполнению итеративных процедур;

для решения задач, требующих помимо решения дифференпиальных уравнений выполнения логических