П1. Порядок работы на аналоговой вычислительной машине МН-7М

П1.1. Назначение машины и основные данные

Аналоговая вычислительная машина МН-7М (моделирующая установка, нелинейная) предназначена для моде­лирования динамических систем, описываемых обыкновенными дифференциальными уравнениями (линейными и нелинейными) до 6-го порядка включительно.

В основной комплект МН-7М входят решающий блок, блок питания типа ВЭС-1 и электронно-лучевой индикатор типа И-6 (рис. П1.1).

Рис. П1.1 – Схема аналоговой вычислительной машины МН-7М

Блок питания подключается к однофазной сети напряжением 220 В, частотой 50 Гц, по­требляемая мощность – 0,8 кВт. Блок питания ввдает стабилизированные напряжения постоянного тока (+350 В; +100 В; -190 В; -350 В) для питания усилителей, схем нелинейностей и схемы задания начальних условий; нестабилизированное напряжение постоянного тока 26 В для питания релейной схемы управления и три нестабилизированных напряжения переменного тока 6,3 В для питания цепей накала ламп.

В решающем блоке (РБ) сосредоточены все решающие элементы и схема управления машиной. В верхней части РБ распо­ложено коммутационное поле. На лицевой стороне РБ установлена па­нель управления (рис. П1.2).

Рис. П1.2 – Панель управления решающего блока

Решающие элементы образованы на базе электронного усилителя постоянного тока типа УПГ-4 (16 основных и 2 вспомогательных).

Типичные нелинейности воспроизводятся при помощи четырех диодных ячеек. Для воспроизведения сложных нелинейных функций имеется 4 съемных блоке БМК и 4 съемных блока БДУ-2 (перемноже­ние переменных).

Набор задачи производится на коммутационном поле внешней коммутацией при помощи соединительных шнуров и скоб.

В машине может осуществляться как однократное решение, так и автоматическое повторение решения (при работе о индикатором). Предусмотрена фиксация решения через каждую секунду.

П1.2. Подготовка установки к работе

Прежде чем включить установку, внимательно прочтите весь этот раздел, и только потом приступайте к выполнению инструкций в указанном порядке (проверка напряжения в сети и все необходимые соединения блоков установки проведены лаборантом или преподавателем):

· включить блок питания ВЭС-1 тумблером с гравировкой «СЕТЬ». При этом должны загореться обе лампочки;

· после прогрева в течение 2÷3 минут включить на блоке питания тумблер «АНОД»;

· включить тумблер «26 ВОЛЬТ» на лицевой панели решающего блока;

· тумблеры «УСТ. НУЛЯ - РАБОТА» и «ПОДГОТОВКА -РАБОТА» должны находиться в нижнем положении, т.е. «УСТ. НУЛЯ» и «ПОДГОТОВКА». После прогрева машины в течение 15÷20 мин. можно приступить к настройке нулей всех усилителей. Для этого прибор V1 ставится в положение «ИЗМЕРЕНИЕ» (его вход «-» при этом автоматически заземляется) и выходы всех усилителей поочередно подключаются шнуровой коммутацией ко входу «+» прибора V1. С помощью потенциометров «УСТ. НУЛЯ», находящихся на лицевой панели решающего блока, показания прибора сводятся до нуля сначала по шкале 100 вольт, затем 2,5 вольта и, наконец, по шкале 0,1 вольта.

После установки нуля всех усилителей, тумблер «УСТ. НУЛЯ -РАБОТА» ставится в положение «РАБОТА».

После выполнения балансировки усилителей можно приступить к настройке передаточных коэффициентов операционных блоков и набору задачи на коммутационном поле, а также к настройке начальных условий.

П1.3. Настройка передаточных коэффициентов оперативного блока

Нижний передаточный коэффициент выставляется с помощью одного из двух переменных сопротивлений перед входом операционного блока. На коммутационном поле эти сопротивления имеют четные номера.

Вспомните формулы подсчета передаточных коэффициентов, посмотрите номиналы переменных сопротивлений на наборном поле и Вы убедитесь, что максимальный коэффициент, который может обеспечить операционный блок МН-7, равен 10.

Настройка нужного передаточного коэффициента производится следующим образом:

· требуемое переменное сопротивление включается на вход операционного блока, в цепи обратной связи установлено некоторое фиксированное сопротивление, например, 1 мОм;

· если коэффициент передачи больше единицы, то на выбранный вход операционного блока подается напряжение равное 10 вольт, а если меньше единицы, то 100 вольт;

· выход выбранного операционного усилителя подсоединяется к одному из приборов;

· с помощью отвертки значение переменного сопротивления меняется до тех пор, пока на выходе операционного усилителя не будет получен нужный уровень напряжения.

Например: требуется установить коэффициент, равный 0,65. Ставим в обратной связи усилителя сопротивление 1 мОм и на вход - переменное сопротивление с градуировкой 1 мОм. На вход переменного сопротивления подаем напряжение 100 вольт. Изменяем сопротивление на входе до тех пор, пока напряжение на выходе операционного усилителя не будет равно 65 вольт.

Если же требуется установить коэффициент больше единицы (например 6,5), то с помощью делителя напряжения «Д» устанавливается напряжение 10 вольт, которое подается на вход переменного сопротивления с градуировкой 0,1 мОм. Выход сопротивления как и в предыдущем случае включается на вход операционного усилителя с сопротивлением обратной связи R_ос = 1 мОм и величина его изменяется пока напряжение на выходе операционного усилителя не будет равно 65 вольтам.

ПРИМЕЧАНИЕ: Обязательно проверьте, включен ли тумблер «-100 ВОЛЬТ», находящийся на лицевой панели решающего блока слева от прибора.

Существуют три режима работы машины, которые определяются положением тумблеров «УСТ. НУЛЯ» и «ПОДГОТОВКА», соответственно:

1) когда оба тумблера находятся в положении «УСТ.НУЛЯ» и «ПОДГОТОВКА», производится установка нулей усилителей;

2) когда левый тумблер находится в положении «РАБОТА», а правый – «ПОДГОТОВКА», производится набор задачи на коммутационном поле и настройка коэффициентов передачи, а также настройка блоков нелинейностей;

3) когда оба тумблера находятся в положении «РАБОТА» осуществляется рабочий режим машины. В этом режиме перед началом решения производится установка начальных значений (начальных условий).

Как уже отмечалось, в установке может осуществляться как однократное решение, так и автоматическое повторение решения. Режим решения зависит от положения переключателя «ОДНОКР.-ПОВТОР.».

Управление процессом решения производится с помощью кнопок: «ПУСК», «ОСТАНОВ.» и «ИСХОДНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ», либо от индикатора.

Все описанные выше операции во всех трех режимах выполняются, когда решающий блок находится в «ИСХОДНОМ ПОЛОЖЕНИИ».

П1.4. Регистрация решения

Решение может регистрироваться стрелочными приборами V1 или V2 на лицевой панели решающего блока или на индикаторе (осциллограф Н-5М). Для регистрации решения стрелочными приборами выход решающего усилителя подсоединяется к клемме одного из приборов и нажимается кнопка «ПУСК». При этом тумблер «220 В» должен быть включен.

При регистрации решения на индикаторе необходимо знать, что индикатор подключен к решающему блоку соединительным кабелем, выходы индикатора выведены на коммутационное поле к гнездам с гравировкой «НЭЛ»:

В 1 2 3 4 - вертикальные входы;

Г - горизонтальный вход.

Поэтому для регистрации решения на индикаторе достаточно выход решающего усилителя подсоединить к клемме «В 1» на коммутационном поле, включить осциллограф и нажать кнопку «ПУСК» на решающем блоке.