укреплены на распределительном элементе Ы. Недостатком устройства является то, что расширение возможностей достигается за счет введения новых функциональных узлов, в значения от нуля до единицы остаются не моделируемыми физически. Цель изобретения - расширение функци ональных возможностей за счет введения допол рительной степени свободы. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены оси по числу вертикальных стоек а также звенья и фиксаторы, в нижней части каждой вертикальной стойки и в соответствующем ей основании выполнены вертикальные отверстия, в которых расположена ось.кагкдое соединительное звено выполнено в виде планки с прорезью, в которой размещена ось, в каждом основании выполнено горизонтальное отверстие, в котором закреплен первый конец соответствующего звена, второй конец которого соединен с фик сатором, расположенным в продольном па зу рамы, тыльная стенка которого вьтол нена съемной. На фиг. 1 представлено устройство, общий ВИД на фиг. 2 - вертикальная стой ка в соединении с распределительным эле MeHToMj на фиг. 3 - сопряжение рамы с вертикальной стойкой. Устройство содержит раму 1, в продольных пазах 2 которой расположены ос нования 3 вертикальных стоек 4, В каждом основании 3 выполнены вертикальное отверстие 5, в котором расположена ось 6, и горизонтальное отверстие 7, в котором может быть закреплен первый конец звена 8, второй конец которого соедине с фиксатором 9, расположенным в продол ном пазу 2 рамы 1. В нижней части канадой вертикальной стоШси . 4 выполнено вертикальное отвер стие {на чертеже не показано), в котором расположена ось 6. Каждая вертикальная стойка 4 снабжена подвижной кареткой 1О, на которой укрепленъ вращающаяся втулка 11, выполненная с наружными коль цевыми канавками, держатель 12 и фиксатор 13, Внутри рамы расположен распределительный элемент, выполненнъ1й в виде цилиндра 14 с наружными кольцевыми канавками. Между кольцевыми канавками распределительного элемента и втулок 11 разнесены нерастяжимые нити 15 - носители информации, закрепленные одними св ими концами каждая на одгой из кареток 1О или на цилтшдре 14. К нижней части цилиндра 14 прикреплены указатель 16 и соединенные между собой одни концы раздвижных стержней 17, другие концы которых посредством держателей 12 соединены с каретками 10 соответствующих вертикальных стоек 4. К нижней части цилиндра 14 прикреп- . лены также соединительные звенья 18, концы которых соединены между собой и снабжены съемными фиксаторами 19 углов наклона раздвижных стержней 17.Каждое соединительное звено выполнено в виде планки с прорезью, в которой разметцена ось 6. Тыльная стенка 2О продольного паза рамы выполнена съемной и снабжена фиксирукяяими элементами 21. На каждом соединительном звене 18, вертикальной стойке 4 и на передней стороне рамы нанесены соответственно шкалы 22, 23 и 24. Для нахождения точек минимума.фокального свойства и воспроизведения многофо- кусных кривъ1Х, удалив фиксирукщие элементы 21, снимают тыльную стенку 20 и выводят вертикальные стойки 4 из продольных пазов 2 рамы 1. Вертикальнъге стойки 4 устанавливают в соответствии с заданным расположением фокусов с помощью звеньев 8 и фиксаторов 9. Разнесение нерастяжимых нитей 15 между каретками 10 и цилиндром 14 осуществляют в соответствии с положительными коэффициентами при переменных расстояниях текущих точек геометрических мест до фокусов. Каретку 10 устанавливают в положение, соответствующее значению шкалы 23 Р 1Щгде -положительный коэффициент при переменном, Wj - число участков нити между кареткой Юн цилиндром 14. Шкала 23 проградуирована в значениях секанса угла подъема раздвижного стержня 17 над плоскостью рамы 1. При фиксированных фиксаторами 19 углах наклона раздвижных стержней 17 производят посредством держателей 12 регулировку параллельности раздвижным стержням нерастяжимых нитей 15. Для нахождения точки минимума фокального свойства стягивают .нерастяжимую нить 15 за свободный ее конец, приводя указатель 16 распределительного элемента в предельное положение, соответствующее искомой точке минимума. При этом каретки 10 либо опускаются, либо поднимаются, а соединительные звенья 18 и вертикальные стойки 4 поворачиваются в основаниях 3 на осях. 6, Длина нити 15, соответствующая сумме произведений меняющихся расстояний на заданные коэффициенты, уменьшается до предела при сохранении фокального свойства. Искомые значения расстояний счи- 5 тывают по шкалам 22 оснований 3 стоек, определяют длину нити-минимум фокально го свойства. ; Воспроизведение на устройстве многофокусных кривых-постоянных сумм расстоян1 й имеет особенностью то, что нерастяжимая нить 15 закреплена обоими концами (на каретках 10 и/или цилиндре 14) и натягивается цилиндром 14 распределительного элемента, который перемещают в плоскости рамы. Участвующая в имитации фокального свойства длина нити равна величине постоянной-суммы произведений переменных на заданные при них коэффициенты. Для воспроизведения многофокусных кривых-постоянных разностей расстояний используются две натягиваемые цилиндром 14 нити 15. При этом каждою из нитей 15 имитированы на соответствующих каретках 10 коэффициенты при переменных одного знака, а разность участвующих в имитации фокального свой ства длин нитей 15 постоянна. Закреплено лишь по одному концу каждой нити, а другим их концам в процессе воспроизведения кривой дают небольшие, одинаковые по длине приращения. На устройстве обеспечивается также моделирование нелинейных фу1ищий-сумм по парных произведений переменных величин на постоянные коэффициенты 2 Р 4 С гдеР - целочисленные коэффвдиенты ими тируемые числом участков нити 15 между втулками 11 и цилиндром 14 распределительного элемента; X - положительные значения переменных, имитируемые подъемом кареток 1О на стойках 4, считываемые со шкал 23; - - положительные значения других перюменных, имитируемые сдвигом стоек 4 по соединительШг1М звеньям 1 8 относительно распределительного элемента, считываемые по шка лам 22; С - постоянная величина, имит руемая рабочей длиной нити. Распределительный элемент при этом неподвижно укреплен в центре рамы, а нить 15 поочерё но обведена в .соответствии с коэффициентами Р вокруг каждой из втулок 11 и цилиндра 14. Значения переменных функций могут непрерывно воспроизводиться перемеще1тем кареток 1О и вертикальных стоек 4 и считыьаются по шкалам 22 и 2 Если среди слагаемых нелинейной функции имеются одиночные произведения переменных на коэффициенты то возможности имитации последних расширены: они могут воспроизводиться как произведения числа участков нити на секанс угла подъема раздвижного стержня 17. При этом либо значения переменной Y считывают по шкале 22, раздвижной стержень 17 закреплен под постоянным углом фиксатором 19, а шкала 23 на перемещаемой стойке не используется, либо значения переменной Х считьгоают по шкале 23 на фиксированной стойке 4 при разворачиваемом раздвижном стержне 17 умножая значения шкалы 23 на деление шкалы 22 у основания стойки, Нелинейные функции-разности расстоя«ий моделируются на устройстве подобно линейным-двумя нитями с закрепленными и ходовыми их концами Основным назначением устройства является моделирование и решение систем уравнений и неравенств. Для этого каждая из функции системы имитируется описанным образом разнесением нити (или двух нитей) при исходном положении стоек 4 в пазу 2 рамы 1 и закрепленном в центре рамы цилиндре 14 распределительного элемента. Шкала 24 на раме 1 проградуирована аналогично шкалам 23 стоек - в секансах горизонтальногоугла разворота раздвижных стержней 17, но имеет начальное-единичное деление посредине звена рамы. С целью упрощения разнесения нитей, постоянные коэффициенты и первую часть каждой из заданных функций следует на общие их множители, Д™ системы из m линейных функций с п переменными на каждой из п кареток 1О может имитироваться до m различных коэффициентов при одном переменном Х вхошпдем в разные функции: Чи.. 01 2i , a3i-7p mi..P . коэффициенты задаются, помимо многократных огибаний нитью, различным удалением стойки 4 от единичного деления шкалы 24. В зависимости от характера функции ее имитация на устройстве имеет свои особенности. Если имитируется уравнение-сумма слагаемых равная постояннойвеличине, то на стойке 4 в конечном счете выдается (например, с катушки через счетчик длины нитей) длина нити, соответствующая этой величине, которая в процессе решения системы должна быть приведена в натяжение. Если имитируется неравенство вида Меньше или Равно - рабочая длина нити определяется постоянной неравенства, но нить в процессе решения может остаться не израсходовавшей весь за пас длины. Если имитируется неравенство вида Больше или Равно, нить берет ся по длине не меньшей постоянной неравенства и должна быть натянута в ходе решения. Если имитируемая функция задана двусторонним ограничением-нить в ходе решения может натягиваться или стягиваться в пределах, заданных постоянными неравенства. Для неравенств, с коэффициентами разного знака, имитируемых парами нитей, соответственно обращается внимание на заданную постоянной разницу в длинах нитей и знак неравенства. В соответствии с условиями задачи, ограничения переменньк могут быть односторонними, двусторонними или относитель ными. Ненулевые ограничения имитируют установкой по шкалам 23 на стойках ограшгчителей перемещения кареток 10 (на чертеже не показаны), относительные ограничения имитируются перестановкой ог раничителей в ходе решения. После имитации нитями 15 функций системы и регулировки, держателями 12 параллельности нитей раздвижным стержням 17, приступают к решению. Решению системы m функций с п переменными на устройстве отвечает такое положение кареток 10 на стойках 4, при котором нити, имитирующие равенства или неравен ства вида Больше или Равно приведены в одновременное натяжение при заданных постоянными их длинах и соблюдении ограничений переменных. Для задач линейного программирования при этом определяют .предельную наименьшую или наибольшую длину нити, им тирующей оптимизируемую линейную форм Натяжение нитей начинают с подъема одиночных кареток 1О, выбирая сначала запасы длин наиболее коротких из нитей и/или наиболее быстро расходующих сво запасы г.лины, а далее приступают к парным и множественным встречным переме щениям кареток 10 на стойках. Условия натяжения двух и более нитей при встреч ных парных и множественных перемещени ях кареток и пределы перемещения последних выражаются аналитически - как решения соответствующих систем двух ил более уравнений с двумя или более неизвестными. Соответственно этим условиям существуют и пр0ви.гш выбора стоек для натяжения нитей. Исходным положением для кареток Ю на стойках может быть как нижнее - в основаниях стоек или на нижних пределах изменения переменных, так и в произволь-. ных, НО) заранее записанных, средних положениях, обеспечивающих требуемое изменение переменных в входе решения. Нижнйб исходные положения кареток предпочтительны при решении систем функдии, содержащих только положительные значения искомых переменных, а средние их положения необходимы при решении систем функций, содержащих искомые переменные разного знака. При последнем значения искомых переменных считывают как разности делений шкал 23. Для определения текущих и искомых значений переменных в промежутке Xj 1, удаляют фиксирующие элементы 21 JJ снимают тыльную стенку 20 паза 2 раМЫ. При нижних положениях кареток. 10 соответствующие стойки 4 выводят на соединительные звенья 18 и достигают укорочения разнесенных на стойках нитей смещением строчек в направлении цилиндрв 14. Значения переменных X j при этом считывают как произведения соответствующего деления шкалы 24 на отношение расстояния смещенной стойки 4 от цилиндра 14 к длине ограниченного рамой 1 участка соединительного звена 18. Если на смещенной стойке 4 имитировано парное произведение X j значения Y считывают по шкале 22, а значения Х - по положению каретки 10 на шкале 23 стойки. При необходимости имитировать для разных переменньк одинаковые или близкие по. общему множителю наборы коэффициентов О н; стойки 4 размещают в пазу 2 рамы по разные стороны от единичного деления шкалы 24. Предельная величина общих множителей коэффициентов а : может быть увеличена уменьшением масштаба моделирования. Для этого . смещают распределительный элемент в направлении рамы и соответственно заменяют шкалы 23 и 24. Предлагаемое устройство обеспечивает повышенную точность моделирования, надежность в работе, отсутствие помех и не зависит от энергетических источников питания. Формула изобретения Устройство для решения систем уравнений и неравенств, содержащее раму, в продольных пазах которой расположены основания вертикальных стоек, каждая из которых снабжена подвижной кареткой, на которой укреплена вращакядаяся втулка, выполненная с наружными кольцевыми канавками, распределительный элемент, выполненный в виде цилиндра с наружными кольцевыми канавками, носители инфор мации, выполненные в виде нерастяжимых нитей, размещенных в кольцевых канавках распределительного элемента и втулок, раздвижные стержни, одни концы которых соединены между собой и укреплены на распределительном элементе, а другие соединены с каретками соответствующих вертикальных стоек, соединительные звенья, концы которых соединены между собой и укреплены на распределительном элемент отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет введения дополнительной степени свободы, в него введены оси по 75
$(J(2. 51О числу вертикальных стоек, а также звенья и фиксаторы, в нижней части каждой вертикальной стойки и в соответствующем ей основании выполнены вертикальные отверстия, в которых расположена ось, каждое соединительное звено выполнено в виде планки с прорезью, в которой размещена ось, в каждом основании выполнено горизонтальное отверстие, в котором закреплен первый конец соответствующего звена, второй конец которого соединен с фиксатором, расположенным в продольном пазу рамы, тыльна стенка которого выполнена съемной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по N9 214823, кл. В 43 е 11/ОО, 1966. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2371945/18-24, кл. Q 06 Q 7/48, 11.06.77 (прототип).
