Geekly articles weekly

AVM Soviet pertama

Pada 1945 - 1946 di bawah kepemimpinan L.I. Gutenmacher mengembangkan mesin analog elektronik pertama dengan solusi berulang. Namun sejak 1949, tim pengembang Soviet dipimpin oleh V. B. Ushakov dan V.A. Trapeznikov, menemukan serangkaian AVM arus searah. Tahun ini memulai sejarah perkembangan komputasi analog di Uni Soviet. Penggunaan amplifier operasional, yang bekerja pada prinsip sistem kontrol otomatis dengan umpan balik negatif yang mendalam, memungkinkan untuk melakukan pemodelan yang akurat dari operator matematika, serta pemrosesan paralel informasi dalam waktu nyata ketika menyelesaikan sistem persamaan diferensial.



Mulai dari pengembangan


Pada tahun 1949, laboratorium pemodelan elektro ITMiVT dan departemen perancang kepala pabrik Penza CAM B.A. Matkina dirilis integrator tabung elektron ELI-12. Itu dimaksudkan untuk menyelesaikan sistem persamaan diferensial dari urutan ke-12 dengan koefisien konstan dan sisi kanan konstan. Proses penyelesaian masalah secara otomatis diulang, sebagai akibatnya hasil solusi ditampilkan, diukur dan difoto pada layar CRT.



Setelah penyempurnaan sirkuit dan desain integrator tabung elektron, serta persiapan untuk produksi industri, pabrik memulai produksi massal ELI-12-1.

Pada basis sirkuit-strukturalnya, integrator ELI-14 dikembangkan, di mana persamaan diferensial orde enam diselesaikan. Ada 6 blok penting. Untuk pembuatan tabung patch, neuro-leukorite digunakan, yang dibedakan dengan peningkatan sifat isolasi.

Pada tahun 1949-1950. di NII-885 oleh tim yang dipimpin oleh V. B. Ushakova menciptakan AVM pertama, yang disebut integrator DC. Pada tahun 1949, IPT-1, IPT-2, dan IPT-3, pada tahun 1950, IPT-4 dan IPT-5, yang diproduksi secara massal. Mesin-mesin ini dirancang untuk menyelesaikan persamaan diferensial linier dengan koefisien konstan dan variabel. Berkat amplifier operasional, AVM memberikan solusi untuk masalah paling penting di berbagai bidang ilmiah dan teknis (penerbangan, ilmu roket, penelitian ruang angkasa, industri pertahanan, dll.).

AVM pertama dengan tabung elektronik diciptakan oleh upaya gabungan dari dua tim: NII-855 MCI USSR dan IAT AN USSR. Produksi serial AVM diselenggarakan di pabrik-pabrik mesin analitik komputer di Moskow, Penza dan Chisinau dan sejumlah pabrik lain dari industri radio.

Dikembangkan pada tahun 1952–1953. Di bawah bimbingan VB Ushakov, AVM diberi nama "DC Modeling Unit" (MPT). AVM serial “MPT-9” dimaksudkan untuk menyelesaikan persamaan diferensial linier, “MPT-11” - untuk menyelesaikan persamaan diferensial non-linear.

MN-8


Pada tahun 1955, AVM "MN-8" presisi daya tinggi Soviet pertama kali dikembangkan. Itu adalah mesin matematika elektronik non-linear terbesar dari operasi kontinu. Tim pengembangan dipimpin oleh VB Ushakov. Mesin harus menyelesaikan persamaan diferensial dari urutan keenam belas dan lebih tinggi (32 blok integrasi). Dalam kasus urutan keenam belas, setengah bagian linier digunakan.



Simulator elektronik terdiri dari 13 bagian. Tugas direkrut menggunakan koneksi kabel pada bidang switching bagian linier. Melalui sepasang panel kontrol, dua tugas berbeda diselesaikan secara bersamaan. Durasi maksimum dari proses integrasi mencapai 10.000 detik, dan konsumsi daya adalah 25 kW.

"MN-8" melakukan hingga 48 operasi dengan menjumlahkan 264 istilah, 48 perkalian dengan koefisien konstan, 36 perkalian dengan koefisien variabel, 12 perkalian tepat dari jumlah yang diinginkan. Itu juga mungkin untuk memanggil 10 dependensi non-linear dari fungsi pada satu variabel, 40 dependensi non-linear dari jenis tanda tangan, 9 dependensi non-linear dari karakteristik khas (serangan balik, pembatasan, zona mati).

Di dalam mobil, ada 400 amplifier operasional dengan stabilisasi nol otomatis individu dan sirkuit kontrol canggih. Melalui amplifier yang kuat dengan output ekonomis, interaksi dengan peralatan nyata terjadi. Rangkaian kontrol memiliki kontrol tambahan.

Hanya tiga model asing yang dapat dibandingkan dengan model Soviet:
- Pabrik pemodelan elektro Amerika "Topan" (Topan), dirilis pada tahun 1951;
- Instalasi pemodelan elektro bahasa Inggris "Tridak" ("Trydac" - Three Dimensional Analogue Computer), diciptakan pada periode 1950 - 1954. Itu adalah simulator elektronik-hidrolik, dengan bantuan yang mempelajari kontrol kerang;
- Instalasi Amerika "Convair" (Convair), dirilis pada tahun 1954.

Fitur "MN-8" adalah bahwa durasi proses yang dipelajari oleh instalasi dalam skala waktu alami dapat berupa nilai yang kecil (sama dengan beberapa detik) atau sangat signifikan.

Sirkuit unit integrasi mempercepat proses ekspansi, memungkinkan untuk mengubah skala waktu secara bersamaan untuk semua unit instalasi sebanyak 10 kali.



Dalam MN-8, blok multiplikasi presisi digunakan. Mereka memungkinkan untuk memperoleh akurasi statis dari operasi perkalian sekitar ± 0,01%. Jumlah blok dalam mesin memungkinkan untuk mendapatkan 12 operasi multiplikasi variabel yang tepat.

Struktur MN-8 termasuk 48 blok yang tepat untuk memasukkan koefisien variabel, yang secara praktis mereproduksi grafik dari koefisien variabel dengan metode pendekatan linear piecewise. Dan juga termasuk 40 blok non-linear khusus untuk melakukan dependensi non-linear seperti tanda tangan. Peningkatan ini telah sangat memperluas kemampuan alat berat.

Instalasi electromodelling Soviet memiliki skema kontrol yang ditingkatkan. Atas dasar penghitung digital desimal, blok elektronik pengukur waktu dibuat. Dengan bantuannya, sinkronisasi pekerjaan semua blok fungsional dilakukan. Proses pengambilan keputusan dapat diulangi secara berkala atau dihentikan pada interval waktu yang telah ditentukan.

"MN-8" menggunakan sirkuit elektronik dioda-trioda untuk blok universal, yang dirancang untuk mereproduksi fungsi-fungsi non-linear dari satu variabel dengan keakuratan set fungsi ± 0,2.



Blok memungkinkan untuk memutar bagian depan yang sangat curam dari fungsi, serta fungsi dengan ketegaran tajam.

Sistem persamaan yang disimulasikan diketik sesuai dengan diagram blok solusi dari masalah pada bidang switching yang ada di bagian unit linear instalasi. Garis utama antara bagian memungkinkan untuk menggunakan blok bagian tetangga dalam satu tugas. Dalam "MN-8" tidak ada bidang switching yang dapat dilepas.

Pendaftaran dan kontrol nilai-nilai keluaran dilakukan dengan menggunakan enam potensiometer elektronik berkecepatan tinggi, voltmeter elektronik-digital, indikator berkas elektron, dan instrumen pengukuran lainnya.

MN-8 memiliki 14 rak. Blok berukuran kecil digunakan dalam desain perangkat, sehingga relatif kompak. Sirkuit instalasi pemodelan elektro berisi banyak bagian listrik berkualitas tinggi (mereka secara signifikan meningkatkan akurasi kerja). Sebagai contoh, sekitar 8.000 germanium planar dioda digunakan dalam rangkaian seksi daya.

"MN-8" diproduksi secara seri oleh CAM Penza plant.

MN-9


Pada tahun 1958, simulator elektronik MN-9 diluncurkan. Itu dimaksudkan untuk mempelajari dinamika bagian utama dari jarum jam. Desainer kepala I.M. Wittenberg.

MN-9 memiliki konstruksi bangku. Dengan bantuan sakelar dan gagang yang terletak di panel depan alat berat, mode kerja ditetapkan.



"MN-9" memecahkan sistem persamaan linear biasa dengan koefisien variabel. Perangkat ini terdiri dari 5 blok penguat penjumlahan, 40 blok koefisien konstan, dan 9 blok fungsi nonlinear dari satu variabel. MN-9 memiliki 28 amplifier dengan pengaturan nol terpusat otomatis sesuai dengan sirkuit dengan kapasitor dan ditandai oleh adanya sirkuit elektronik untuk switching otomatis blok mesin sebagai fungsi dari variabel yang diinginkan.

Instalasi pemodelan elektronik "MN-9" tidak diproduksi secara seri.

MN-10


Pada tahun 1957, pengembangan baru spesialis Soviet dirilis - instalasi pemodelan tubeless nonlinear berukuran kecil "MN-10". Itu adalah komputer analog pertama dengan rangkaian yang sepenuhnya dieksekusi pada elemen semikonduktor. Dengan bantuan instalasi, masalah yang dijelaskan oleh persamaan diferensial nonlinier biasa diselesaikan dan diselidiki. Misalnya, yang ini: di



mana i = 1, 2, ..., 6.

Termasuk instalasi, adalah mungkin untuk menyelesaikan persamaan diferensial, yang berisi hingga 6 dependensi non-linear dari bentuk fungsi pada satu variabel atau produk dari dua variabel. Pekerjaan bisa dilakukan secara real time. Hasil tugas ditunjukkan pada indikator berkas elektron dari tipe I-5 atau I-4.

MN-10 termasuk 24 amplifier DC operasional berukuran kecil. Mereka melakukan operasi integrasi, diferensiasi, penjumlahan, dan transformasi skala besar. Ada juga 4 sel dioda yang digunakan dalam rangkaian yang mereproduksi ketergantungan nonlinier tipikal dari jenis histeresis loop, momen gesekan kering, deadband, dan batasan.

Perangkat ini menempati area 0,3 m 2 , beratnya 75 kg. Kisaran variasi variabel pemasangan berkisar antara 30 V hingga +30 V. Durasi proses integrasi adalah 200 detik.

Daya MN-10 disuplai dari unit ESV-10, yang termasuk dalam kit-nya. Dan daya listrik disuplai oleh tegangan fase-tunggal bolak-balik 220 V, frekuensi 50 Hz. Konsumsi daya adalah 100 watt.

Pada 70-an, instalasi melewati modernisasi dan mulai diproduksi secara massal.

MN-10M


Komputer analog MN-10M dikembangkan oleh spesialis pabrik Penza. Model ini milik mesin desktop berukuran kecil dengan daya rendah, dengan bantuan yang sistem dinamis nyata dipelajari oleh metode pemodelan matematika. Juga, "MN-10M" dimaksudkan untuk mengintegrasikan persamaan diferensial biasa tidak lebih tinggi dari urutan kesepuluh.



Dimensi mesin adalah 460 × 615 × 445 mm., Dan beratnya adalah 50 kg. MN-10M mencakup 24 amplifier operasional, serta serangkaian 12 umpan balik.

Berkat set unit operasi, dimungkinkan untuk melakukan berbagai operasi:
- operasi integrasi dengan penjumlahan simultan (hingga 10);
- membalikkan atau menjumlahkan operasi (hingga 24);
- tugas pembagi tegangan (hingga 60 koefisien konstan);
- reproduksi fungsi nonlinear kontinu yang tak ambigu dari satu variabel dengan penjumlahan simultan dari beberapa variabel;
- operasi perkalian atau pembagian dengan penjumlahan simultan dari beberapa variabel;
- reproduksi hingga 6 ketergantungan non-linear tipikal dari tipe zona mati, batasan, gesekan kering;
- operasi cabang bersyarat (hingga 4).

Tugas yang lebih kompleks diselesaikan secara paralel dengan dua atau tiga mesin MN-10M. Dimungkinkan untuk mengamati dan mengukur hasil tugas menggunakan perangkat sakelar mesin atau perangkat perekaman eksternal (DRP, EPP-09, osiloskop loop). Mereka bukan bagian dari mesin.

Direncanakan untuk memasangkan dengan peralatan eksternal. Catu daya MN-10M berasal dari unit ESV-4, yang termasuk dalam kit-nya. Dan daya listrik disuplai oleh tegangan fase-tunggal bolak-balik 220 V, frekuensi 50 Hz. Konsumsi daya adalah 250 watt. Sirkuit mesin dan sumber daya sepenuhnya dibangun di atas elemen semikonduktor.

Mesin memecahkan persamaan diferensial biasa. Kisaran variasi variabel adalah dari - 25 V hingga + 25 V. Durasi proses integrasi adalah 200 detik.

Unit MN-10M termasuk penyearah stabil elektronik (ESV-4), komputer komunikasi analog (AVM), saluran komunikasi dengan peralatan eksternal, dengan mesin kedua dan ketiga.

Lebih dari 100.000 AVM diproduksi dalam 20 tahun pertama. Dari yang sederhana hingga yang paling kuat, seperti MN-8. Pada awalnya, mesin digunakan untuk sebagian besar dalam bentuk alat independen untuk pemodelan matematika objek dinamis secara real time. Tetapi sekitar 60-70-an, kemajuan di bidang elektronik digital membutuhkan pemrosesan informasi bersama dari AVM dan komputer digital.

Source: https://habr.com/ru/post/id390599/

More articles:


All Articles