Kamis, 27 Agustus 2015

Seperti disebutkan sebelumnya, salah satu penggunaan utama dari komputasi hybrid

Seperti disebutkan sebelumnya, salah satu penggunaan utama dari komputasi hybrid telah di simulasi gabungan kendaraan ruang angkasa. Salah satu contoh dari jenis masalah adalah simulasi www.jualspeedboatfiber.com kendaraan ruang kembali memasuki atmosfer di bawah kontrol dari sistem penginderaan tingkat suhu. Dalam jenis sistem kontrol, sensor suhu ditempatkan di sayap-tips dan hidung kendaraan untuk merasakan titik-titik yang memiliki pemanasan aerodinamis terbesar saat masuk kembali. Sistem kontrol beroperasi pada tingkat perubahan suhu titik-titik ini untuk mengontrol sikap kendaraan untuk memastikan batas aman di puncak suhu kulit. Kontrol ini akan menimpa sistem bimbingan perintah jika integritas kendaraan berada dalam bahaya.

Diagram blok keseluruhan simulasi ini ditunjukkan pada Gambar 4-13. Seperti dalam semua simulasi jenis ini, persamaan diterjemahkan gerak diselesaikan pada komputer digital untuk presisi, dan persamaan sikap ditangani pada komputer analog karena persyaratan presisi rendah dan frekuensi yang lebih tinggi.

Komputer digital juga digunakan untuk mensimulasikan sistem pembinaan dan sensor suhu, karena ini terkait hanya untuk variabel frekuensi rendah yang dihasilkan dari persamaan translasi. Selain itu, komputer digital digunakan untuk menghitung gaya dan momen aerodinamis koefisien yang mencakup empat fungsi dari satu variabel dan empat fungsi dua variabel menggunakan tabel disimpan dalam memori digital. Logika patchable digunakan untuk mensimulasikan reaksi sistem kontrol jet yang digunakan untuk mempertahankan sikap kendaraan berdasarkan perintah dari program kontrol penerbangan tingkat suhu.

Perlu dicatat bahwa sistem simulasi lengkap seperti ini meliputi sejumlah operasi standar yang tercantum dalam fungsi dasar. Simulasi ini sangat sukses, dan efisiensi minimal 20-1 perhitungan atas segala-digital diwujudkan.

Ringkasan

Fitur yang paling signifikan yang membedakan perhitungan analog dari perhitungan digital adalah kontinuitas; perhitungan analog menyiratkan perhitungan berkelanjutan - yaitu, variabel yang terlibat dalam perhitungan muncul sebagai fungsi kontinu atau halus, sedangkan perhitungan digital terpisah, manipulasi diskrit nomor memproduksi hasil numerik mirip dengan tanda terima kasir.

Komputer digital adalah perangkat elektronik yang memanipulasi nomor individu dalam banyak cara yang sama seperti yang akan Anda jika Anda memecahkan masalah langkah demi langkah dengan pensil dan kertas. Namun, setiap langkah dilakukan dalam waktu yang sangat singkat - biasanya 1 atau 2 mikrodetik untuk menambahkan dua angka. Selain itu, komputer digital lebih fleksibel daripada komputer analog, di bahwa setiap manipulasi numerik yang diinginkan dapat dilakukan. Juga, ketepatan perhitungan digital mungkin ke nomor yang diinginkan signifikan digit. Kemampuan yang paling kuat dari komputer digital, langkah yang memisahkannya membentuk mesin atau meja menambahkan kalkulator, adalah kemampuannya untuk membuat keputusan dan memutuskan antara alternatif, menyesuaikan diri dengan situasi yang terjadi. Misalnya, ketika Anda melakukan perhitungan harga mobil baru, Anda kemudian membandingkan bahwa harga untuk anggaran Anda dan membuat keputusan untuk membeli atau tidak membeli mobil. Tindakan berikutnya Anda dan keputusan kemudian akan didasarkan pada keputusan itu, mungkin memeriksa beban keuangan dalam satu kasus dan mempertimbangkan mobil yang berbeda di lain. Sebuah komputer digital mampu melakukan jenis yang sama dari keputusan, dan karena simulasi ini proses pemikiran manusia, ada perasaan bahwa komputer digital mampu berpikir atau bertindak sebagai sebagai "otak elektronik." Bahkan, agar komputer digital untuk melakukan apa pun, itu harus diberikan satu set instruksi operasi yang menjelaskan secara rinci apa menit operasi, keputusan, dll, yang seharusnya tampil. Mungkin keuntungan terbesar adalah bahwa dari memori yang tersimpan. Ini, ditambah dengan kemampuan logika, telah memungkinkan komputer digital secara bertahap untuk menggantikan analog dalam sistem senjata.

Komputer analog mempekerjakan sirkuit elektronik atau sistem mekanis untuk membuat analogi listrik atau mekanik (analog) dari masalah matematika atau proses fisik. Sebagai contoh, hubungan V = L di / dt menunjukkan tegangan tat di sebuah induktor. Oleh karena itu, sirkuit yang mengukur tegangan melintasi induktor yang dihasilkan dari arus diterapkan dikenal akan memberikan analogi listrik dari proses matematika digunakan untuk memecahkan persamaan diferensial. Analog mekanik umum termasuk yang disediakan oleh menggabungkan skala logaritmik bergerak dan stasioner, seperti pada aturan slide, untuk melakukan perkalian, pembagian, dll Sejumlah besar operasi matematika dapat sama dilakukan oleh sirkuit listrik yang sesuai atau perangkat mekanis yang saling berhubungan untuk mewakili rumus matematika yang rumit. Keterbatasan utama dari komputer analog adalah hilangnya akurasi karena kesulitan dalam pembuatan elemen sirkuit atau perangkat mekanik untuk toleransi sangat dekat diperlukan dan dalam menjaga mereka toleransi saat digunakan. Masalah lain adalah bahwa tidak semua masalah harus analogi listrik atau mekanik seperti menyortir daftar nomor ke dalam urutan menaik. Komputer analog biasanya dapat memberikan jawaban atas tiga angka yang signifikan.


Rabu, 26 Agustus 2015

Unsur komputasi dasar dari komputer analog elektronik adalah high-gain langsun

Unsur komputasi dasar dari komputer analog elektronik adalah high-gain langsung digabungkan penguat. Untuk keperluan analisis-gain tinggi amplifier diasumsikan memiliki impedansi www.jualspeedboatfiber.com masukan yang tak terbatas dan impedansi keluaran nol. Simbol untuk gain tinggi amplifier ditampilkan di bawah pada Gambar 4-6. Output untuk kebanyakan komputer analog laboratorium dibatasi oleh desain amplifier ke kisaran 13 volt. Karena gain (K) adalah urutan 108, ini mensyaratkan bahwa tegangan input (INPUT) harus tetap kurang dari 7/10 volt. Hal ini menyebabkan titik menjadi tanah virtual sejak, untuk operasi penguat yang tepat, hal ini harus tetap mendekati nol, atau tanah. Fakta ini digunakan dalam analisis penguat operasional.

The-gain tinggi amplifier dapat digunakan untuk penambahan, pengurangan, inversi tanda (inverter), dan untuk integrasi. Dalam rangka untuk mencapai salah satu fungsi ini, umpan balik harus terhubung seperti pada gambar 4-7. Ketika penguat begitu terhubung, biasanya disebut sebagai penguat operasional. Hanya dengan mengubah elemen umpan balik, penguat dapat diubah untuk membangun penjumlahan penguat atau mengintegrasikan amplifier, dll

Menjumlahkan amplifier. Untuk kasus di mana elemen umpan balik adalah murni resistif, sirkuit dapat dianalisis menggunakan hukum Kirchoff arus pada titik di angka 4-7 ditandai SJ (menjumlahkan junction). Karena gain di penguat adalah 108, saat ini, ib, harus mendekati nol, yang akan diasumsikan, dan EB harus di tanah virtual atau nol.

Oleh karena itu

iinput + i 0B + jika = 0

dan

(EIN - EB) + (Eo - EB) = 0

RIN Rf

EIN + Eo = 0

RIN Rf

Perhatikan bahwa output dari penguat operasional selalu mengalami pembalikan tanda dan tergantung pada rasio resistor umpan balik ke input resistor.

Menggunakan persamaan (4-1)

Rf = 100K = 1 EO = -EIN

RIN 100K keuntungan dari 1

Rf = 100K = 10 EO = -10 EIN (4-2)

RIN 10K keuntungan dari 10

Setiap kali masukan dan umpan balik resistor dari nilai yang sama, koefisien dimana output berhubungan dengan input kesatuan, dan perangkat penguat pembalik atau inverter sederhana. Harus diingat bahwa semua amplifier membalikkan sinyal, tetapi sebuah penguat yang hanya mengubah tanda input diberi nama khusus dari inverter. Jika analisis ini diperluas untuk kasus di mana ada lebih dari satu input (maka lebih dari satu RIN), maka perangkat ini disebut penguat penjumlahan atau musim panas. Dengan memodifikasi unsur umpan balik, seseorang dapat menyebabkan penguat operasional untuk bertindak sebagai penguat mengintegrasikan, membedakan sebuah

amplifier, atau inverter. Dari analisis ini jelas bahwa salah satu penggunaan komputer analog adalah untuk memecahkan persamaan diferensial. Gambar 4-9 merangkum simbol yang digunakan dalam diagram alir komputer analog untuk elemen komputasi linear dijelaskan dalam bab ini. Amplifier keuntungan yang kesatuan dalam semua contoh yang digambarkan.

Aplikasi Komputer Analog

Penggunaan komputer analog jatuh ke dalam tiga kategori umum: solusi dari persamaan, simulasi, dan kontrol. Perbedaannya adalah lebih metode yang analog tersebut tiba di daripada di alam sebenarnya analog. Misalnya, jika perangkat analog yang digunakan untuk mensimulasikan sistem sepotong demi sepotong mekanik, itu akan disebut simulasi. Jika persamaan diferensial untuk sistem diperoleh dan perangkat analog yang digunakan untuk memecahkan persamaan, itu akan disebut solusi dari persamaan, namun analog yang dihasilkan dari kedua proses mungkin identik.

Solusi dari persamaan. Kebanyakan proyektil dan misil menggunakan beberapa jenis accelerometer keselamatan dan mempersenjatai (S & A) perangkat. Persamaan gerak massa atau g-berat accelerometer diberikan sebagai

MX + CX + KX = F (t) (4-3)

Persamaan ini dapat diselesaikan dengan mudah menggunakan komputer analog. Diagram alir analog ditunjukkan pada Gambar 4-8. Biasanya koefisien istilah percepatan dibuat sama dengan 1, sehingga persamaan setara adalah

X + CX + KX = F (t) Memecahkan untuk X (4-4)

MMM

-X = CX + KX - F (t) (4-5)

MMM

Jika output dari amplifier 3 ditempatkan pada perekam XY, grafik perpindahan dari g berat badan sebagai fungsi waktu yang dihasilkan. Untuk nilai-nilai yang sesuai untuk F, K, C, dan M, solusi untuk X dapat baik kritis teredam, overdamped, atau underdamped. Jika sistem ini akan teredam kritis, grafik akan seperti pada gambar 4-10.

Simulasi.Mempertimbangkan accelerometer perangkat S & A sebelumnya dibahas. Jika accelerometer adalah untuk dimodelkan dan komputer analog adalah menjadi kendaraan yang sistem diwakili, pemodelan ini disebut simulasi. Dengan hanya bervariasi baik pot 1, 2, atau 3, adalah mungkin untuk bervariasi kekuatan, tingkat redaman viskos, atau musim semi konstan dan dengan demikian bervariasi kinerja sistem tanpa harus membangun beberapa accelerometers yang berbeda. Dengan cara ini, banyak simulasi dapat dilakukan dalam jumlah minimal waktu.

Meskipun ini adalah pengobatan sederhana dari sistem yang sangat sederhana, siswa dapat dengan mudah mewujudkan penghematan biaya yang luar biasa menggunakan analog untuk model sistem yang lebih kompleks.

Control.Selain melakukan perhitungan, perangkat analog yang sering digunakan untuk menerjemahkan hasil ke dalam tindakan. Aplikasi yang paling umum dari jenis ini adalah area kontrol senjata dan sistem kontrol.

Pada kebanyakan sistem kontrol senjata, tujuannya adalah untuk menyebabkan masukan untuk sama persis dengan output dan menanggapi pada tingkat yang telah ditentukan. Analog dapat digunakan secara efisien pertama yang mensimulasikan sistem fisik dan kemudian untuk menentukan jenis dan besarnya umpan balik yang diperlukan untuk memiliki sistem merespon seperti yang diinginkan.

Dalam kebanyakan kasus, komputer analog berupa data yang digunakan dalam sistem senjata akan data yang harus diterjemahkan ke dalam tindakan. Dalam hal ini, output biasanya terhubung ke beberapa bentuk sistem kontrol. Misalnya, jika output adalah elevasi senjata, sinyal akan digunakan sebagai untuk sebuah servomechanism yang akan mengangkat senjata.

Komputer Hybrid


Selasa, 25 Agustus 2015

Pada tahun 1940, insinyur komputer cenderung untuk mengkhususkan diri

Pada tahun 1940, insinyur komputer cenderung untuk mengkhususkan diri dalam baik analog atau digital komputer, bukan di keduanya. Tapi di akhir 1950-an kecenderungan spesialisasi www.jualspeedboatfiber.com berakhir sebagai insinyur mulai menyadari keuntungan / kerugian dari kedua jenis komputer, tergantung pada masalah khusus komputer digunakan untuk memecahkan. Komputer hybrid adalah kombinasi dari kedua desain digital dan analog.

Karena komputer hybrid dapat menangani masalah atau proses fisik yang digambarkan oleh seperangkat simultan persamaan diferensial biasa atau parsial, itu memungkinkan akurat, simulasi benar-benar representatif. Masalah dinamis yang pernah mengambil terlalu panjang atau terlalu sulit untuk menangani menjadi dipecahkan dalam jangka waktu yang wajar. Gambar 4-11 menunjukkan aliran informasi di komputer hybrid terdiri dari komputer digital untuk tujuan umum dan komputer analog tujuan umum.

Komputer analog unggul dalam memecahkan masalah yang dinamis dan simulasi sistem fisik yang kompleks. Tidak memiliki sama untuk interaksi manusia-mesin, pencatatan dan tampilan grafis, dan solusi masalah multivariabel berulang atau berulang pada real-time atau kecepatan solusi lain. Elemen komputasi berkecepatan tinggi, yang digunakan untuk mensimulasikan fungsi matematika, sistem fisik, dan proses dinamis, disusun dalam banyak pola yang sama seperti sistem fisik yang mereka wakili. Berbeda dengan komputer digital sekuensial, mesin analog adalah sistem paralel, melakukan semua perhitungan secara bersamaan, dan karena itu mampu menghasilkan solusi yang berkelanjutan untuk masalah yang dinamis. Tidak memiliki kebutuhan untuk perkiraan numerik, karena fungsi matematika yang dilakukan secara langsung. Presisi terbatas pada 1 bagian dalam 10.000, yang cukup untuk simulasi yang akurat dari masalah ilmiah dan rekayasa.

Komputer digital baik untuk memecahkan persamaan aljabar dan bahkan lebih baik di nomor memanipulasi. Ini tak terkalahkan untuk kecepatan tinggi presisi dalam operasi aritmatika, penyimpanan data, dan dokumentasi. Karena itu adalah mesin sekuensial, bagaimanapun, dapat melakukan hanya satu perhitungan pada suatu waktu; dan, dengan demikian, tidak dapat memecahkan masalah multivariabel bahkan sederhana sekaligus. Ini harus istirahat mereka menjadi segmen, menyimpan hasil, dan mengingat mereka sesuai kebutuhan. Sifat sekuensial dasar dari komputer digital dipertahankan bahkan di lingkungan multiprosesor. Kemampuan dokumentasi komputer digital tak tertandingi oleh sistem lainnya. Hasil yang tersedia dalam berbagai bentuk, seperti tabel dicetak, pita magnetik atau menekan, dan kartu menekan akrab. Benar digunakan dalam akurasi tinggi, volume tinggi perhitungan numerik, komputer digital sangat ekonomis, dan aset-asetnya yang diinginkan untuk banyak teknik dan karya ilmiah, seperti analisis stres struktur statis.

Perangkat keras

Analog ke digital (A / D) converter. Sebuah "analog ke digital" converter (ADC) adalah perangkat elektronik yang menerima analog atau tegangan input kontinyu dari beberapa sumber dan menentukan nilai tegangan untuk input akhirnya ke komputer. Input analog dalam gambar 4-12 dikonversi dalam ADC ke output digital kode, mana ada atau tidak adanya tegangan pada salah satu garis 0 sampai 4 menandakan biner 1 atau 0.

Proses analog-ke-digital konversi tidak jarang. Pikiran kita membuat ratusan konversi analog-digital setiap hari. Misalnya, jika Anda bertanya anak muda apa waktu itu, dia mungkin akan melihat sebuah jam dan memberitahu Anda bahwa tangan panjang dekat enam dan tangan pendek adalah antara empat dan lima. Anak tersebut melakukan fungsi transmisi data, tidak konversi data. Dia menerima nilai sesaat dari tangan terus bergerak jam, tapi ia transmisi informasi dalam analog, bukan digital, bentuk. Data yang anak ditransmisikan diubah menjadi nilai numerik, dalam kasus ini, empat puluh. Anda, penanya, karena itu melakukan analog-ke-digital konversi; anak tidak.

Perawatan harus diambil untuk menghindari membingungkan readouts benar-benar digital dengan orang lain yang hanya muncul untuk menjadi digital. Jarum voltmeter atau pointer pada speedometer mobil memberikan data analog dengan menunjukkan nilai sesaat dari volt atau mil per jam dengan cara terus berubah. Hanya dengan membaca meter ini dan menetapkan nilai-nilai numerik yang pembacaan yang benar-benar digital diperoleh. Sama seperti dalam contoh jam, pengamat manusia adalah melayani sebagai analog-ke-digital converter. Demikian pula, jenis data yang diperoleh dari skala mikrometer atau dari kolom merkuri termometer analog di alam, sampai diubah oleh pembaca. Akurasi dari masing-masing perangkat ini dalam ukuran besar fungsi dari kemampuan pembaca untuk mengkonversi informasi akurat dari analog ke bentuk digital.


Jumat, 21 Agustus 2015

Presisi ini cukup untuk kebanyakan perhitungan, di mana ketepatan

Presisi ini cukup untuk kebanyakan perhitungan, di mana ketepatan data input dari urutan yang sama besarnya. Karena kedua input dan output dari komputer analog biasanya besaran listrik (tegangan atau arus), komputer analog memiliki aplikasi besar dalam sistem yang memerlukan kontrol listrik terus menerus untuk operasi. Penggunaan komputer analog untuk menghitung sudut memimpin diperlukan untuk sistem senjata antipesawat adalah contoh yang khas.



Karakteristik fundamental dari analog adalah simulasi, yaitu, itu duplikat geometri, perilaku dinamis, atau beberapa aspek lain dari masalah. Prinsip operasi dasar dari perangkat analog adalah pengukuran kontinyu dari jumlah. Komputer analog dapat digunakan dalam sistem senjata manapun masalah perhitungan dari data kontinu, simulasi, atau kontrol ditemui.

Komputer hibrid memiliki prosesor paralel analog, prosesor digital serial, dan antarmuka hybrid yang memungkinkan sistem berbeda untuk berinteraksi dan berkomunikasi satu sama lain. Seperti kombinasi analog dan digital memungkinkan peralatan kemampuan satu sistem untuk mengkompensasi keterbatasan lainnya, sehingga menghasilkan yang terbaik dari kedua dunia.

Perbandingan

1. Komputer Digital

Sebuah. Keuntungan:

Presisi hanya dibatasi oleh ukuran kata komputer

Kemampuan untuk menyimpan sejumlah besar informasi]

Kemampuan untuk melakukan fungsi logika

Kemampuan untuk menangani data non-numerik

b. Kekurangan:

Tidak dapat melakukan "real-time" Perhitungan

Terbatas diskrit input / output

2. Komputer Analog

Sebuah. Keuntungan

Variabel dependen dalam komputer dirawat di continuous form

Operasi paralel, dengan semua elemen komputasi operasi secara bersamaan

Kemampuan untuk melakukan operasi efisien seperti perkalian, penambahan, integrasi, dan generasi fungsi non-linear

Kecepatan tinggi atau "real-time" operasi, dengan kecepatan komputasi terbatas terutama oleh karakteristik elemen komputasi dan bukan oleh masalah

b. Kekurangan

Akurasi dibatasi oleh kualitas komponen komputer

Kemampuan terbatas untuk membuat keputusan logika, menyimpan data numerik, menyediakan diperpanjang penundaan waktu, dan menangani informasi non-numerik

Diferensiasi sulit untuk mewujudkan dalam praktek

Amplifier menjumlahkan dan integrator hampir selalu memperkenalkan perubahan dalam tanda aljabar

Rentang frekuensi yang berguna dari komputer terbatas pada frekuensi rendah oleh hanyut dan pada frekuensi tinggi dengan pergeseran fasa dan redaman

Skala amplitudo komputer dibatasi oleh saturasi penguat

3. Komputer Hybrid

Beberapa alasan untuk menggabungkan komputer digital dan analog tercantum di bawah ini.

Untuk mendapatkan keakuratan digital dan kecepatan analog

Dengan menggunakan memori digital, untuk meningkatkan fleksibilitas simulasi analog

Untuk izin pengolahan baik data diskrit dan kontinu secara bersamaan

Untuk meningkatkan kecepatan digital dengan menggunakan subrutin analog

Hasil kombinasi ini adalah:

Simulasi akurat

Kecepatan tinggi man-to = mesin interaksi

Perhitungan numerik dan aljabar yang tepat

Memori massal

Tampilan grafis

Dokumentasi otomatis

Referensi

Bekey, GA, dan WJ Karplus. Hybrid Perhitungan. New York: Wiley and Sons, 1968.

Blum, Joseph L. Pengantar Analog Perhitungan. New York: Harcourt, Brace, & Dunia, Inc., 1969.

Komandan, Naval Ordnance Systems Command. Senjata Sistem Fundamental. NAVORD OP 3000, vol. 1, 1 Rev. Washington, DC: GPO, 1971.

Komandan, Naval Ordnance Systems Command. Senjata Sistem Fundamental. NAVORD OP 3000, vol. 2, 1 Rev. Washington, DC: GPO, 1971.

Durling, Allen. Teknik komputasi. New York: Pendidikan Penerbit, 1974.

Harrison, HL, dan JG Bollinger. Pengantar Pengendalian Otomatis. Scranton, Pa .: Internasional Text Book Co, 1963.

Markas, US Army Material Command. Servomechanisms. AMC pamflet 706-136, April 1965.

Landauer, J. Paul. Spektrum Aplikasi untuk Hybrid Komputer Modern. Elektronik Associates, Inc. Bulletin No. 66460, Aplikasi Reference Library, 1970.

Mader, Chris. Sistem Informasi: Teknologi, Aplikasi Ekonomi. Science Research Associates, Inc., Chicago: 1975.

Pendidikan Angkatan Laut dan Komando Pelatihan. Dasar Komputer digital. NAVTRA 10088-A, Washington, DC: GPO, 1973.

Batu, Harold S. Pengantar Arsitektur Komputer. Science Research Associates, Inc Chicago: 1975.

Bab 5 Automatic Tracking Systems

Otomatis Sistem Pelacakan

Pengantar