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Ordinateur analogique



Profil de développement

Dans les années 30, il commence à se consacrer à la recherche et au développement d'ordinateurs analogiques entièrement électroniques.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, les laboratoires BellTelephone ont développé le commandant d'artillerie M-9.

Après la Seconde Guerre mondiale, certains ont développé en 1947 un ordinateur analogique DC entièrement électronique basé sur l'amplificateur opérationnel du commandant d'artillerie M-9. L'apparition de l'amplificateur DC opérationnel à haut gain a révolutionné le développement des ordinateurs analogiques.

En 1948, le premier ordinateur de simulation commercial est développé.

La commercialisation a été réalisée dans les années 50 ; la Chine est entrée dans le domaine de la recherche et du développement de l'informatique analogique moderne au milieu et à la fin des années 50.

Au milieu des années 60, divers modèles d'ordinateurs analogiques ont été développés.

Classification

Selon l'étroite relation d'analogie entre l'ordinateur et l'objet physique

L'analogie ou la relation similaire de l'ordinateur simulé existe dans le même phénomène ou processus physique que Simuler les phénomènes ou processus physiques de l'ordinateur lui-même.

Directcomputerisusedasaphysicalmodel.Inadditiontotheanalogymathematicalrelationshipbetweenthetwo, thereisalsoaone à onecorrespondencebetweenthephysicalparameters.Forexample, usinganetworkcomposedofinductors, condensateurs, andresistorstosimulateamechanicalsystemcomposedofmass, elasticdamping, andviscousdamping, themathematicalequationsofthetwocanbewritteninthesameform: itcanbeseenthatthereisalsoadifferencebetweenthetwoparametersLCRandMKB.Thereisaone à onecorrespondence.

Theanalogyrelationshipbetweenthephysicalmodelformedbytheindirectcomputerandthephysicalobjectisonlytheanalogyofthemathematicalmodel.Therefore, themodelmustbecomposedaccordingtotherealequation.Becausethemodeliscomposedoffunctionalcomponents, inordertomeetawiderangeofrequirements, enoughvariousfunctionalcomponentsmustbeusedtoformahighlyversatileanalogcomputer, Theso-calleduniversalanalogcomputer.Alargegeneral-purposeanalogcomputerhasabouttwotothreehundredoperationalamplifiers, acorrespondingnumberoflinearpotentiometers, dozensofmultipliersandfunctiongeneratorsandothercomponents.

Le système mécanique mentionné ci-dessus comprend des opérations d'addition, de multiplication et de différentiation. Sur le simulateur universel, tant que les pièces correspondantes sont connectées, son modèle mathématique peut être établi.

Selonlesdifférentsélémentsetcomposantsutilisés

Les ordinateurs analogiques peuvent également être divisés en catégories électroniques et mécaniques.

Le composant de base d'un ordinateur analogique est un amplificateur opérationnel, qui est un amplificateur de retour négatif à gain élevé.

Selon la loi de Kirchhoff, l'équation suivante peut s'écrire :

Selon la définition du grossissement, V0/E = A, appelé généralement gain de l'amplificateur, son ordre de grandeur est de 105 vers le haut et vers le bas. L'amplificateur à gain élevé Igo est généralement 104 fois inférieur à Iian et peut être ignoré.

(4)Ceciestl'expressionrelationnelledebasedel'amplificateuropérationnel.Ondémontrequetantquelegaindel'amplificateurestsuffisammentgrand,larelationentrelatensiondesortieetlatensiond'entréedépenduniquementdescomposantesd'entréeetderetour,et n'a rienà voir avec les caractéristiquesinternesde l'amplificateur.

Intégrateur.Modifiez l'impédance ZfducondensateurC,etl'impédanceZitverslarésistanceR,obtenueparformule(4) :

(5)oùPistheLaplaceoperator.Tourner (5)danslafonctiond'origine,puis

(6) réalise ainsi l'opération intégrale. Parmi eux, V0(0)=V0|t=0, qui est la valeur initiale.

Dans les ordinateurs analogiques, l'opération différentielle se fait généralement comme l'opération inverse de l'intégrale.

Onduleur.IfZi=Zf=R,alorsV0=-Vi,formant un onduleur.

③Supplément.S'il y aplusieursputterminals,etlarésistancedechaqueputterminalestégaleetégaleàlarésistancederétroaction,l'expressionrelationnellequelatensiondesortieestégaleàlasommedestensionsd'entréepeuvent être dérivées.

De plus, des amplificateurs opérationnels peuvent également être utilisés pour former des différenciateurs, des multiplicateurs, des diviseurs et divers générateurs de fonctions.

Afin de configurer des questions et de fonctionner, dans l'ordinateur de simulation, en plus des composants mentionnés ci-dessus, il existe également des contrôleurs, des cartes de configuration et des dispositifs d'enregistrement de sortie.

Précision La précision de l'ordinateur analogique est principalement déterminée par la précision des composants utilisés.

Les problèmes de simulation typiques nécessitent de nombreux éléments et composants à résoudre, et il est difficile de déterminer la valeur de précision spécifique.

Étant donné que la sortie de la plupart des solutions analogiques doit être enregistrée avec un enregistreur anx-an ou un enregistreur numérique, la précision finale est généralement du même ordre de grandeur que la précision de l'équipement d'enregistrement utilisé.

La précision de l'ordinateur simulé est généralement adaptée à la tâche à accomplir. Pour résoudre les problèmes d'ingénierie, la plupart des données d'entrée sont déterminées par l'expérience. D'une manière générale, elle est inférieure à la précision du simulateur lui-même.

Un ordinateur de simulation d'application peut résoudre diverses équations différentes et différentes équations partielles.

Avec le développement de l'ordinateur numérique, le rôle de l'ordinateur analogique comme outil informatique et équipement général de simulation a été remplacé par l'ordinateur numérique.

Applicationd'ordinateuranalogique

Theinputandoutputofeachofitsmaincomponentsarecontinuouslychangingphysicalquantitiessuchasvoltageandcurrent.Theanalogcomputeriscomposedofseveralintegrators, des additionneurs, des multiplicateurs, functiongeneratorsandothercomponentswithdifferentfunctionsandnumbers.Accordingtothemathematicalmodeloftheproblemtobestudied, theoutputofonecomponentisinterconnectedwiththeinputofanotherorseveralcomponents, sothatthemathematicalrelationshipbetweentheoutputandtheinputoftheentirecomputersimulatestheobjectiveprocessoftheproblembeingstudied.Thesolutionoftheequationy (t) isobtainedattheoutputend; theinterconnectionrelationshipbetweenanalogcomputercomponentsvarieswiththeproblem, andsomepeoplecallthedesignofthisconnectionrelationshipasaproblem-solvingprogram.

D'après les médias étrangers, la Voie lactée que nous voyons aujourd'hui a évolué pendant des milliards d'années.

Auparavant, les astronomes avaient également essayé d'utiliser des simulations informatiques pour résoudre le problème des galaxies naines, connu sous le nom de problème du " satellite en voie de disparition ", mais il n'y avait pas eu de réponse définitive jusqu'à présent.

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