Владимир Петров - Структурный анализ систем

Вредное действие между веществом и полем устраняется заменой вещества В 1на другое вещество В 2и введением поля:

— П 3(4.20);

— П 2в веполе на видоизменение (4.21);

— третья вариация поля П “„ 1 (4.22) .

Введенное поле ( П 3, П 2или П “„ 1) воздействует на В 2, которое управляя полем П 2или П ” 1.

Задача 4.13. Диод

Условия задачи

Диод пропускает ток в одну сторону и не пропускает в другую. Он это делает всегда. Чтобы сделать управляемый процесс, ставят, например, реле. Это значительно усложняет систему. Как быть?

Разбор задачи

Представим задачу в вепольном виде (4.23).

Дан веполь с неуправляемой связью:

В 1 — диод;

П « 1 — напряжение переменного тока;

П « 1 — напряжение постоянного тока.

Пунктирная стрелка показывает, что действие недостаточное (неуправляемое).

Воспользуемся схемой (4.20). Заменяем В 1на В 2, в котором имеется возможность управлять выходным полем П ” 1.

Решение задачи

Недостаток может быть устранен заменой диода В 1тиристором В 2. Тиристор выполняет ту же функцию, что и диод (пропускает ток в одну сторону и не пускает в другую), но имеет еще один управляемый вход. Если на управляющий вход не подать ток П “„ 1 открытия, то тиристор не пропустит ток даже в прямом направлении. Но стоит подать хоть краткий импульс, как он тотчас открывается и остается открытым до тех пор, пока есть прямое напряжение. Если напряжение снять или поменять полярность, то тиристор закроется.

Поле П “„ 1 — ток открытия (электрическое поле).

Вид технологического эффекта (физического, химического, биологического и математического, в частности геометрического), который необходимо использовать в веполе, определяется следующим образом.

Если вещество В 1преобразует одно поле П 1в другое П 2или изменяет параметры поля П »на П »», то название искомого технологического эффектаполучают соединением полей (5.1) и (5.2).

В соответствие с этим определяется не только структура будущего решения, но и вид технологического эффекта (глава 1), который нужно использовать, т. е. вепольный анализ является инструментом также для нахождения нужных технологических эффектов (физических, химических, биологических или математических) при решении конкретных задач. Окончательный поиск нужного эффекта осуществляется с помощью указателей эффектов.

Приведем пример на использование схемы (5.1).

Пример 5.1. Микрофон

Микрофон В 1переводит звуковые колебания (акустическое поле) П 1(П акуст) в электрические П 2(П электр).

Название необходимого эффекта — акустоэлектрический (5.3), по указателю физических эффектов находим подходящие эффекты — пьезоэлектрическийили сегнетоэлектрический эффекты.

Приведем пример на использование схемы (5.2).

Пример 5.2. Эхолокатор

Ультразвуковые исследования (УЗИ) или эхолокатор работают следующим образом. Посылается ультразвуковой (акустический) сигнал П », который отражается от исследуемого объекта В 1и принимается отраженный ультразвуковой (акустический) сигнал П »», содержащий информацию об исследуемом объекте.

Где:

В 1 — исследуемый объект;

П « — посылаемый сигнал (акустическое поле);

П «» — отраженный сигнал (акустическое поле).

На подобном принципе (отраженный сигнал) работает радар.

Закон увеличения степени вепольности заключается в том, что любая система в своем развитии стремится стать более вепольной, т. е. должна повышаться степень вепольности.

Первоначально этот закон был разработан Г. С. Альтшуллером. Ниже будет представлен закон увеличения степени вепольности в усовершенствованном автором виде.

Закон включает тенденции, описывающие последовательность изменения структуры и элементов (веществ и полей) веполей с целью получения более управляемых технических систем , т. е. более идеальных систем. При этом в процессе изменения необходимо осуществлять согласование веществ, полей и структуры .