НУЛЕВЫХ СОБСТВЕННЫХ ПРОВОДИМОСТЕЙ УЗЛОВ МЕТОД
— метод моделирования уравнений вида
при помощи электрических цепей. Напр., схема, приведенная на рис. 1, по методу узловых напряжений описывается ур-нием
При равенстве нулю собственной проводимости узла
получим ур-ние, подобное (1). Способы выполнения
ограничения
могут быть различными. Для цепей переменного тока
комплексные амплитуды синусоидальных напряжений фиксированной частоты
, а
— комплексные проводимости емкости или индуктивности) в силу того, что комплексные проводимости емкости и индуктивности имеют противоположные знаки, возможно построение моделей ур-ний вида (1) посредством неуравно-вешиваемых электр. цепей.
1. Электрическая схема метода нулевых собственных проводимостей.
Собственная проводимость узла в этом случае сводится к нулю
подбором проводимости
. В общем случае может быть сконструирован пассивный многополюсник, состоящий из настроенных подобным образом
цепей, для моделирования любых линейных алгебр, объектов. Важным достоинством таких цепей является обратимость. В теории квазианалогового моделирования модели, построенные подобным образом, получили наименование лямбда-аналоговых.
2. Схема лямбда-аналоговой модели системы алгебраических уравнений.
3. Схема дзета-аналоговой модели системы алгебраических уравнений.
Точность воспроизведения матем. операций нида (1) зависит от добротности емкостей и индуктивностей, из которых состоит многополюсник. Но т. к. добротность емкостей часто выше, чем добротность индуктивностей, то можно утверждать, что точность моделирования в основном определяется добротностью индуктивностей. Можно приближенно считать, что погрешность обратно пропорциональна квадрату добротности. Для того, чтобы лямбда-аналоговые модели были более точными, необходимо, чтобы собственные проводимости были нулевыми во всех узлах, где получаются требуемые
и вспомогательные
напряжения. Нулевые значения собственных проводимостей узлов достигаются с помощью добавочных проводимостей
(на рис. 2 обозначены пунктиром). Наряду с моделями, которые питаются несимметричным синусоидальным напряжением, можно построить модели, питаемые симметричным напряжением (с заземленной средней точкой). Изменение знака в них удобно достигается перекрещиванием проводников. Такие модели называют иногда моделями на основе резонансных решающих четырехполюсников. Решающими элементами схем могут быть не только обычные индуктивности и емкости, но и отрезки длинных линий, если применить для питания цепи источники достаточно высокой частоты.
Для цепей постоянного тока (
- постоянные напряжения,
резисторы) возможно построение моделей ур-ний вида (1) с применением активных элементов. Если в качестве
применить квазиотрицательные резисторы, получим схемы моделей, известных в теории квазианалогового моделирования как дзета-аналоговые модели (рис. 3). Зачерненными двухполюсниками в схеме дзета-аналога условно обозначены квазиотрицательные резисторы. Подобные схемы относятся к уравновешиваемым моделям (см. Уравновешивания методы). Практическая реализация уравновешивания схем с нулевыми собственными проводимостями возможна с применением управляемых источников тока (напряжения), усилителей операционных, инверторов импеданса или ротаторов. Н. с. п. у.
являясь весьма удобным для моделирования алгебр ур-ний, не пригоден для моделирования дифф. ур-ний. Но в сочетании с потенциалъно-нулевых точек методом это возможно, что и реализовано в машине «Аналак», разработанной во Франции. Все же, используя лишь Н. с. п. у.
можно построить модели для приближенного решения систем обыкновенных дифф. ур-ний (напр., применив метод конечных разностей или точечное исчисление), для решения краевых задач и для дифф. ур-ний в частных производных. В этом случае свойства, присущие обратимым моделям, позволяют легко моделировать граничные условия и накладывать их на искомые ф-ции.
Лит.: Борковский Б. А. Теория квазианалоговых интегрирующих математических машин, основанных на моделировании алгебраических операторов с помощью индуктивностей и емкостей. В кн.. Вопросы теории и применения математического моделирования. М., 1965; Пухов Г. Е. Методы анализа и синтеза квазианалоговых электронных цепей. К., 1967 [библиогр. с. 560—564], Юффлер Г. Ж. Новый тип универсальной вычислительной машины. В кн.: Труды I Международного конгресса Международной федерации по автоматическому управлению, т. 3. М., 1961. В. К. Велик.