
【計】 analog differential analyzer
模拟微分分析機(Analog Differential Analyzer)是20世紀中期用于求解微分方程的機械-電子混合計算裝置。該設備通過物理系統(如齒輪傳動、電路電壓)模拟數學關系,将連續變量轉化為可測量的機械運動或電信號變化,其核心原理基于積分器的串聯組合實現微分方程求解。
在工程應用領域,該設備曾廣泛應用于彈道計算、航天器軌道預測和自動控制系統設計。麻省理工學院1942年研發的"Project Whirlwind"早期版本中,使用旋轉圓盤與差速齒輪構成的積分器網絡,可解算六階微分方程組,運算精度達到0.1%量級。美國國家标準局1953年技術報告顯示,典型設備包含12個積分器模塊,支持最大20個聯立方程求解,運算速度比人工計算提升400倍以上。
隨着數字計算機發展,該技術已逐步被數值算法替代,但其模拟計算理念仍在控制系統仿真、模拟集成電路設計等領域持續産生影響。IEEE Xplore數據庫收錄的多篇論文指出,現代混合信號處理器中的連續時間濾波器設計仍借鑒了微分分析機的拓撲結構。
模拟微分分析機(Analog Differential Analyzer)是一種基于模拟計算機原理設計的專用設備,主要用于求解微分方程。以下是其詳細解釋及特點:
模拟微分分析機屬于機械或電子模拟計算機的一種,通過物理量(如電壓、齒輪轉動角度等)的連續變化來模拟數學運算。其核心功能是解析微分方程,尤其適用于動态系統建模,如物理學中的運動規律、工程控制系統等。
20世紀中期曾廣泛使用,但隨着數字計算機的發展逐漸被取代。現代在特定領域(如實時控制系統)仍有混合型設備的應用。
微分分析機可求解的一階微分方程形式為: $$ frac{dy}{dt} = f(t, y) $$ 通過積分器組件直接輸出$y(t)$的連續模拟信號。
如需進一步了解其機械結構或混合型技術,可參考知網等學術來源。
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