Устройство для вычисления параметров вектора

 

(72) Авторы изобретения

Е. Н. Спокойнова и Л. Г. Шмерко (П) Заявитель (64} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВЕКТОРА

Изобретение относится к специализированным средствам жфровой вычислительной техники и может быть исрп зовано для вычисления вектора фнзичео- sol величнж но двум его ортогональным составляюпшм, в частности для вычисленйя вектора скорости судна.

Известно устройство, содержашее четыре регистра, связанные с шинами

H9p6h4E6WblX s прярашений с HOMQIIKbEO элементов И, элементы задержки и схе му сравнения P) .

С помошью этого устройства можно вычислить только вели щну модуля вектора Ф

Наиболее близким по технической cymности к предлагаемому является устройство, предназначенное для воспроизведения окружности системой программного управления двухкоординатным фрезерным станкомаш?,3.

Его работа основана на использовании цифровых интеграторов с последова2 тельным переносом (двоичных умножителей). .Известное устройство содержит reseратор тактовых импульсов, выход кото- . рого через элемент И, управляемый триггером соединен со входом делителя частоты3 первый и второй регистры, выходы разрядов которых соединены с одним иэ входов элементов И, другие входы которых соединены с выходами разрядов делителя частоты, причем выходы элементов И, управляемых от разрядов первого регистра, через элемент ИЛИ соединены со входом второго рею истра, à yapaanse- ° мых от второго регистра через элемент

ИЛИ - со входом первого регистра.

Указанное устройство обеспе жвает вычисление только мощщя вектора, но не дает воэможности определить его аргумент, т.е. построит вектор.

Белью изобретения является расширение класса решаемых задач эа счет воэможности вычисления дополнительно аргумента вектора.

943716

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для вычисления параметров вектора, содержащее генератор импульсов, элемент И, делитель частоты, триггер, две группы элементов И и два элемента ИЛИ, выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, первый вход которого соединен с входом запуска 1О устройства, выход элемента И соединен с входом делителя частоты, выходы „которого соединены с первыми входами соот- ветствующих элементов И первой и второй групп, выходы элементов И второй, 15 группы соединены с входами второго элемента ИЛИ, введены вычитающий и суммирующий счетчики, дешифратор нуля, делитель аргумента и счетчик аргумента, выход и вход которого соединены соот- гО ветственно с выходом аргумента вектора устройства и выходом делителя аргумента, вход которого соединен с выходом элемента И, выходы разрядов вычитаюшего счетчика соединены со вто- . 25

phIMIf входами соответсгвующих элементов И первой группы, выходы разрядов суммирующего счетчика соединены со вторыми входами соответствующих элементов И второй группы, входы установ- 5а ки вычитающего и суммирующего счетчиков соединены соответственно с входами координаты У и координаты Х устройств, выходы суммирующего счетчика соединен с выходом модуля вектора уст35 ройства, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены со счетными входами соответственно сумь ирующего и вычитаюшего счетчиков, выходы разрядов которого соединены через дешиф- 4О ратор нуля со вторым входом триггера.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 им45 пульсов, элемент И 2, делитель 3 аргумента, счетчик 4 аргумента, триггер 5, делитель 6 частоты, дешифратор 7 нуля, вычитающий счетчик 8, элементы И 91l, элемент ИЛИ 12, элементы И 1315, суммирующий счетчик 16, элемент

ИЛИ 17.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом вычисления параметров модуля Е и аргумента с6 значение ортогональной составляющей Х записывается в суммирующий счетчик 16, значению

У «в вычитающий счетчик 8. ф

Вычисление начинается с приходом импульса запуска на первый вход триггера 5, снимающего запрет с элемента

И 2. Импульсы с частотой f от генератора 1 импульсов через элемент И 2 поступают на вход делителя частоты 6, а также на вход делителя аргумента 3 и далее на вход счетчика аргумента 4.

На выходах делителя частоты 6, имеющего 0 разрядов, образуются последовательносги импульсов с частотами от

1о/2 до1о/2, которые через rt элементов И (на чертеже показано только три

9, 10, ll), управляемые от разрядов вычитаюшего счетчика 8, через элемент

ИЛИ 12 поступают на вход суммирующего счетчика 16, суммируясь с записанным там числом, пропорциональным составляющей Х. На выходе элемента

ИЛИ 12 получается последовательность импульсов с частотой f, зависящей от величины составляющей (записанной в вычитающем счетчике 8 „= —;„(-I<„d ), с ) о о где tl — число разрядов делителя частоты, f K — частота следования импульсов на выходе элемента ИЛИ 17.

Одновременно последовательности импульсов с выхода делителя част ты 6 через и элементов И (на чертеже показано только три 13, 14, 15), управляемые от разрядов суммирующего счетчика 16, поступают на вход элемента

ИЛИ 17, на выходе которой получается последовательность импульсов с частотой

, зависящей от величины Х, записанной в суммирующем счетчике 16

t (.2 )

Импульсы с частотой.f y поступают на вход вычитаюшего счетчика 8, вычитаясь из записанного там числа, зависящего от величины составляющей У.

По мере прохождения, импульсов с генератора 1 значение числа в счетчике

16 возрастает, а в счетчике 8 - убывает, и через время в нем установит ся число нуль, которое с помошью дешифратора 7 и триггера 5 запрещает прохождение импульсов от генератора 1 через элемент И 2 на делители 6 и 3.

Совместное решение уравнений (i) и (2) приводит к выражению г

04 3716 (s) о

15 решение которого имеет вид

fo 0

=Xco5 .+ (c)jn — 4 х 2П 2

По истечении времени с с момента начала вычисления в счетчике 16 записано число

Ол оп

N„ X cos — L iYs n — i

2П 2" яли, обозначив q = oL,, получаем

10 °

2"

Й„= Хсовоа+ У, „, х - (6) чго является выражением величины модуля вектора через его ортогональные составляющие.

В счетчике 8 записан нуль. С учетом этого условия после подстановки . значения f из- выражения (4) получаем число импульсов, отсчитанных счетчиком аргумента 4 за время, fo л

И = — — i = агсъЯ вЂ”.

А 2+ Бх то есть аргумент вектора, выраженный 25 ннслом импульсов:

М = агс1(— у)

Коэффициент деления делителя 3 выбирается таким, чгобы отсчет аргумента ж в счетчике 4 бып в угловых граду30 сах..

Итак, предлагаемая схема позволяет определить величину модуля Z = )(саами„+

1 Х

+1&006 и аргумента сс. =0rctg > вектора физической величины по его ортогональным составпяюшнм Х и У, т,е. расширяет клас решаемых устройством задач.

Ф

Использование предлагаемого устрой- 4й ства взамен существующих гидродинамических (электромеханическнх) дрейфомеров, эксплуатируемых на судах, позволит повысить точность и быстродействие вы числения величин модуля и аргумента . вектора скорости судна, а также уменьшить sec и габариты построителя, повысить технологичность при его изготовлении и ремонте. Кроме того, наличие выходного сигнала в виде цифрового кода позволит использовать построитель в составе корабельных комплексов, использующих вычислительные машины, дд автопрокладки курса и дпя решения других навигационных задач.

Формула изобретения

Устройство дпя вычисления параметров вектора, содержащее генератор импульсов, элемент И, делитель частоъы, триггер, две группы элементов И и два элемента

ИЛИ, выход генератора импульсов соедн« нен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом трит гера, первый вход которого соединен с входом запуска устройства, выход элемента И соединен с входом делитепя частоты, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И первой и второй групп, выходы элементов И первой группы соединены с входами первого элемента ИЛИ, выходы элементов И второй группы соединены с входами второго элемента ИЛИ, о тл и ч а ю ш е е с я тем, чго, с цепью расширения класса решаемых задач за счет возможности вычисления дополнительно аргумента вектора, в него введены вычитающий и суммируюший счетчики, дешифратор нуля, делитель аргумента;r счетчик аргумента, выход и вход которого соединены соответственно с выходом аргумента вектора устройства и выходом делителя аргумента, вход которого соединен с выходом элемента И, выходы разрядов вычнтаюшего счетчика соединены с вторыми входами соответствующих элементов И первой группы, выходы разрядов суммирующего счетчика соединены с вторыми входами соответствующих

-элементов H второй группы, входы установки вычитающего и суммирующего счетчиков соединены соответственно с вхо1дами координаты У и координаъы Х устройства, выход суммирующего счетчика соединен с выходом модуля вектора устройства, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены со счетными входами соответственно суммирующего и вычитающего счетчиков, выходы разрядов которого соединены через дешифРатор нуля с вторым входом триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 404082, кл. C. 06 P 7/38, 1973.

2. Воронов А. А. и др; цифровые аналоги дпя систем автоматического управления, АН СССР, 1960, с. 180182 (прототии).

Составитель А. Зорин

Редактор IL Лолинич Техред я. Рейаес Корректор У. Пономаренко.

Закаэ 5111/56 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам иэобрете ай и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4