УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ОПРЕДЕЛИТЕЛЕЙ МАТРИЦ Советский патент 1974 года по МПК G06G7/34 

1

Изобретение относится к аналоговым вычислительным машинам.

Известно устройство для вычисления определителей матриц, содержащее я генераторов гармоник, выходы которых присоединены к соответствующим входам п формирователей и через первый переключатель и амперметр подключены к токовому входу измерителя активной мощности, второй переключатель, общий контакт которого соединен со входом по напряжению измерителя активной мощности, и (п-1) блоков эквивалентного преобразования, которые соединены между собой по каскадной схеме. Однако известное устройство имеет сложную конструкцию.

Предлагаемое устройство, с целью упрощения конструкции, содержит п нормирующих трансформаторов с. переключателям в цепях первичных обмоток, свободные контакты переключателя первого нормирующего трансформатора соединены соответственно с выходом первого формирователя и с одним из свободных контактов второго переключателя, а свободные контакты остальных (п-1)-го нормирующих трансформаторов подключены соответственно к первым выходам предыдущих по номеру блоков эквивалентного преобразования и ко вторичным обмоткам предыдущих по номеру нормирующих трансформаторов, которые присоединены к соответствующим контактам второго переключателя, входы первого блока эквивалентного преобразования матрицы соединены с выходами соответствующих формирователей.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство для вычисления оиределителей матрицы «-ГО порядка содержит п генераторов 1 гармоник и п формирователей 2, каждый которых соединен с выходами всех геиераторов. На выходе каждого формирователя 2 получаются несинусоидальные напряжения, моделирующие строки заданной матрицы А А 2 А „ Указанные напряжения подаются на входы первого блока 3 эквивалентного преобразования матрицы, который может быть выполнен на трансформаторах, резисторах или усилителях.

Суть первого шага эквивалентного преобразования матрицы, заключается в вычитании первой строки, умноженной на некоторые коэффициенты, из всех остальных строк таким

25 ебразом, чтобы все элементы первого столбца

матрицы, лежащие ниже главной диагонали,

обратились в нуль. Кроме того, иервая строка

А S подается на первичную обмотку первого

из нормирующих трансформаторов 4 с регули30 руемыми коэффициентами трансформации.

На выходе блока 3 получаются напряжения, пропорциональные (л-1) строкам А s А 3 . . . , Л У матрицы, которая получена после первого шага преобразования. Эти напряжения подаются на вход второго блока 1 эквивалентного преобразования. Кроме того, напряжение, пропорциональное строке

Л(1)„,}

2, подается на второй нормирующий трансформатор 4i.

На выходе блока получаются напряжения, пропорциональные (п-2) строкам А А 4 . . . , А , матрицы, полученной после второго шага преобразования. Эти напряжения подаются на вход блока Зз, трансформатора 42 и т. д. Устройство содержит (п-1) блоков 3 и п нормирующих трансформаторов 4.

Устройство содержит в цепях первичных обмоток нормирующих трансформаторов 4 одновременно коммутируемые переключатели 5. Когда эти переключатели находятся в положении а, то все нормирующие трансформаторы соединены каскадно. При переключении переключателей в полол ение б на вход каждого нормирующего трансформатора 4 подается, как было указано, напряжение, пропорциональное одной из строк матрицы, преобразованной к треугольному виду.

Считывающая часть вычислительного устройства состоит из измерителя 6 активной мощности, например ваттметра, переключателей 7 и 8, регулируемого резистора 9 и амперметра 10. С помощью переклгСЧателя 7 через токовую обмотку измерителя 6 активной мощности пропускать ток от любого из генераторов / гармоник, а с помощью переключателя 8 на обмотку напряжения измерителя 6 активной мощности через нормирующие трансформаторы 4 можно подавать напряжения, пропорциональные строкам преобразованной треугольной матрицы (переключатели 5 должны быть при этом в положении б).

Устройство работает следующим образом.

Оператор устанавливает построчно члены заданной матрицы в формирователях 2, устанавливает нереключатели 5 в положение б и осуществляет преобразование матрицы. Для осуществления первого щага преобразования переключатель 7 устанавливают в положение «1, затем переключатель 8 - в положение «2 м путем регулировки коэффициента умножения первой строки А ° в блоке 3 устанавливают нулевое показание прибора 6. Этим самым в строке А 2 первый член аннулируется. Далее переключатель 5 переводят в положение «3 и путем регулировки следующего коэффициента умнол ения первой строки А ° в блоке 3 аннулируется первый член в строке А 3 Переключая постепенно переключатель 8 до положения п и каждый раз повторяя указанные операции в блоке 3, можно аннулировать все члены первого столбца матрицы, которые лежат ниже главной диагонали, и тем

самым закончить первый шаг преобразования. Для осуществления второго шага переключатель 7 переводят в положение «2, переключатель 8 - в положение от «3 до я и каждый раз регулировкой теперь уже блока 3 аннулируются члены второго столбца, лежащие ниже главной диагонали, число которых уже меньше и составляет (п-2). После проведения аналогичным образом (я-1) щагов преобразования матрица оказывается нреобразованной к треугольному виду. Известно, что определитель такой матрицы равен произведению всех ее диагональных элементов. Для определения величины этого произведения служат

нормирующие трансформаторы 4. Процесс нормировки заключается в том, что путем изменения коэффициентов трансформации нормирующих трансформаторов 4 величины диагональных членов на их выходе устанавливаются равными единице. При этом коэффициенты трансформации трансформаторов 4 оказываются равными величине диагональных членов. Практически процесс нормировки (в ручном варианте) сводится к тому, что оператор

переводит переключатели 7 и 5 в положение «1, регулируя резистор 9, устанавливает по амперметру 0 единичный ток и, регулируя первый нормирующий трансформатор 4, устанавливает показания измерителей 6 мощности,

равное единице. Далее переключатели 7 и 8 переводят в положение «2, регулируют второй нормирующий трансформатор 4, и т. д. По окончании нормировки на всех трансформаторах 4 переключатели 5 переводят в

положение а, в результате чего все нормирующие трансформаторы 4 соединяются каскадно и измеряется общий коэффициент трансформации, который равен величине определителя. Для его измерения переключатели 7 и 8

устанавливаются в положение п, регулировкой резистора 9 устанавливается показание измерителя 6 мощности, равное единице, и после перевода переключателя 8 в положение «О по измерителю 6 мощности считывается величина

определителя.

Предмет изобретения

Устройство для вычисления определителей

матриц, содержащее я генераторов гармоник, выходы которых присоединены к соответствующим входам я формирователей и через первый переключатель и амперметр подключены к токовому входу измерителя активной мощности, второй переключатель, общий контакт которого соединен со входом по напряжению измерителя активной мощности, и (я-1) блоков эквивалентного преобразования, которые соединены между собой по каскадной схеме,

отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, оно содержит п нормирующих трансформаторов с переключателями в цепях первичных обмоток, свободные контакты переключателя первого нормирующего трансформатора соединены соответственно с выходом

первого формирователя и с одним из свободных контактов второго переключателя, а свободные контакты остальных (п-1)-го нормирующих трансформаторов подключены соответственно к первым выходам предыдущих по номеру блоков эквивалентного преобразования и ко вторичным обмоткам предыдущих по

номеру нормирующих трансформаторов, которые присоединены к соответствующим контактам второго переключателя, входы первого блока эквивалентного преобразования матрицы соединены с выходами соответствующих формирователей.