УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ФОРМЫ КРИВОЙ Советский патент 1969 года по МПК G06K9/62 

Известные устройства для анализа формы Кривой содержат реверсивный счетчик с триггером управления реверсом, подключенный через схему неравнозначности к сдвигаюпдему регистру, и дешифратор, вход которого подсоединен к выходам сдвигающего регистра, а также триггер управления клапаном выдачи управляющих команд и позволяют осуществить распознавание исходной функциональной кривой лищь в случае ее задания в виде непрерывно изменяющегося электрического сигнала.

Предлагаемое устройство дополнительно содержит устройство управления, генератор импульсов заполнения счетчика, триггер управления клапаном отсечки импульсов заполнения реверсивного счетчика и блок считывания ординат распознаваемой кривой, состоящий из лентопротяжного механизма для протяжки диаграммной бумаги, видикона, оптической системы, фотосчитывающего узла с усилителем-формирователем импульсов, генератора вертикальной развертки, видеоусилителя, порогового устройства и задающего генератора импульсов.

Оно отличается тем, что вход генератора вертикальной развертки соединен через схему типа «ИЛИ и схемы задержки импульсных сигналов с выходами задающего генератора импульсов и усилителя-формирователя фотосчитывающего узла, причем выход задающего генератора подсоединен taкжe к C4etному входу триггера управления реверсом счетчика и входу устройства управления, а выход ус11лителя-формирователя фотосчитывающего узла - к единичному входу триггера управления реверсом счетчика, одиому из единичных входов триггера управления клапаном выдачи управляющих команд и через схемы типа «ИЛИ - к сдвигающему регистру и триггеру управления клапаном отсечки импульсов заполнения реверсивного счетчика. При этом выход устройства управления подключен ко второму единичному входу триггера управления клапаном выдачи управляющих команд и через схему типа к сдвигающему регистру.

Устройство в таком конструктивном варианте исполнения позволяет вести распознавание функциональной кривой ио ее характерным точкам ири задании ее в виде графика, изображенного, например, черным карандащом или тущью на диаграммной бумаге, что существенно уирощает и ускоряет ироиесс изменения программы в автоматических программно-управляемых системах (наиример, в автоматической системе боксовых испытаний авиадвигателей), так как при этом отпадает необходимость в громоздкой подготовительной работе по изменению программы, записываемой Л1ШО в ДЗУ, либо на магнитную ленту (перфоленту) с последующим переносом

данной информации в ОЗУ управляющей ЭЦВМ.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Оно выполнено нз двух сюьхроинзпрованных между собой блоков: блока считывания ординат распознаваемой кривой и анализатора. Первый состоит из лентопротя/кпого механизма / для протяжки диаграммной бумаги 2, оптической системы 3, видикопа 4, генератора 5 вертикальной развертки, видеоусилителя 6, порогового устройства 7, фотосчитывающего узла 8, 9 (лампочка 8 и фотодиод Р) с усилителем-формирователем W, задающего генератора импульсов //; второй - из реверсивного счетчика 12, содержащего триггеры 7i-Гю и клапаны /d и К-, с триггером 13 управления реверсом, генератора 14 импульсов заполнения счетчика, логической схемы неравнозначиости 15-19, сдвигающего регистра, вьшолненного из двух автономных двухразрядных регистров 20-22 и 23-25, дешифратора 26, схем задержки 27, 28, 29, клаианов 30 и 31 выдачи управляющих команд, триггера 32 управления клапаном 30.

Синхронизация работы этих блоков осуществляется с помощью схем задержки 33, 34, 35, схем «ИЛИ 36, 37, 38, клапана 39 отсечки импульсов заполнеиия реверсивного счетчика, триггера 40 уиравления клапагюм 39 и устройства управлеиия 41, иредставляющего собой двоичный ечетчик с дешифратором.

Иачало работы устройства синхронизируется с работой лентопротяжного механизма с помощью фотосчитывающего узла. Для этого в диаграммной бумаге, на котороГг черным карандащом или тугпью нанесен подлежащий распознаванию график, делается синхронизирующая пробивка (одииочное отверстие). В момент иуска лентоиротяжного мехаиизлга 1 загорается лампочка 8 нодсвета, и при совпадении указанного отверстия с местом установки фотодиода 9, определяющим начало отечета ио оси абсцисс, усилителем-формирователем 10 вырабатывается импульс положительной полярности. Этот импульс устанавливает триггер 13 в положение, при котором на клапаны Kz иодается высокий отрицательный потенциал, а на клапаны Al - низкий, что соответствует установке реверсивного счетчика 12 на сложение. Кроме того, данный импульс поступает :на схемы «ИЛИ 36 ,5, схему задержки 29 и на вход б триггера 32. При этом триггеры 32 и 40 устанавлнваются в иоложеиия, при которых клапаны 30 и 39 оказываются запертыми. Регистры сдвига (20, 21, 22) и (23, 24, 25) и реверсивный счетчик 12 (Ti-Гю) устанавливаются в исходпое («нулевое) состояние. Импульсом, прощедщим через схему 33 задержки и схему «ИЛИ 37 и задержанным схемой 33 на время, равное суммарному времени задержки схем 27 и 28 и времени установки реверсивного счетчика в «нуль, запускается генератор вертикальной развертки 5. Последний начинает подавать на

отклоняющую катущку видикона 4 развертывающее напряжение и одновременно в этим вырабатывает импульс начала развертки, иеребрасывающий триггер 40 в положение, при котором клапан 39 открывается. Через кланан 39 на счет-иый вход триггера Т реверсивного счетчика 12 от генератора 14 сиихронно с началом развертки иачииают поступать импульсы заполнения счетчика.

При пересечении счгггьшающим лучом видикоиа / ироекции расиозиаваемой кривой на сопротивлении 42 выделяется видооимиульс положительной полярности. Положение его во времени ироиорционально ординате считываемой точки кривой относнтельно опорной линии, условно ирииятой за начало отсчета и проведенной в нижней части листа, на котором изображена кривая. Данный импульс после усиления иостуиает иа пороговое устройство 7, которое ири превышении им определенного (ио амплитуде) уровия выдает короткий импульс (длительностью 0,5-1 мксек). Последний через схе.му «ИЛИ 56 иостуиает иа вход триггера 40 и устанавливает его в положение, прн котором кланан 39 закрывается. Импульсы от генератора 14 и а вход реверсивного счетчика при этом не проходят. Г1а этом первый такт считывания заканчивается. В счетчике оказывается заиисанным количество импульсов, пронорциональпое ординате считаниой точки кривой.

Через время, равное времеии одного такта считьшания иосле начала нервого (в общем, предыдущего) такта, с выхода схемы задержки 35 выдается сигнал на запуск задающего геиератора имиульсов //. Последний синхронизирует дальиейщую работу устройства до окончация считываиия всей кривой. Синхронизация осуществляется с частотой

, л - 1

/ , где /1 - количество последова - 111 in

тельных считываний значений ординат распознаваемой кривой, достаточных для определепия одной ее характерной точки, а б/min - минимальный интервал времени, на котором приращение ординаты остается постоянным или знак его меняется иа обратный. Она сводится к установке реверснвного счетчика 12 в ;ачале каждого четного такта на вычцтан)е и нечетного - на сложение, в запуске через схему задержки 34 и схему «ИЛИ 57 генератора 5 и в воздействии иа устройство управления 41, осуществляющее после каждого четного такта сброс реверсивного счетчнка в «нуль, сдвиг содержимого регистров (20, 21, 22) и (23, 24, 25) на одни разряд внраво и после каждых четырех тактов - открытие клапаиа 30.

Через 6/„,|-„ после записи в реверсивный счетчик кол чества импульсов, пропорциопаль юго ординате первой точки, т. е. при считывании второй по порядку точки кривой, на вход реверсивного счетчика иоступит количество нмнульсов, иропорциояальное ее ординате. Так как счетчик поставлен на вычитание,

то в нем окажется записанной величина Л, проиорииональная разности между иредыду цн.1 и вновь иолученным значением ордИНаты, т. е. велнчииа нриращеиня ординаты с присущим ей знако, характеризуемая сочетанием двух двоичных функций:

функции налнчия приращепий ординат ,, fO нри А5. О I i при Л О

и функини знака приращения „ - ( О при А О 1 1 при А-/О

На горизонтальном участке исследуемой крнвой нз-за налнчия флуктуаиий все трнггеры счетчика .могут устаиавливаться либо Б состояние «1, либо в состояине «О, т. е. может возникнуть неопределенноеть в установлении значений и «зн- Однако и то н другое состояние счетчика необходн ю счшать нулевым.

Для ликвпдаиии указанной неопределенности определение значений с/вел и ocyHicствляется логнчееко ехемой нсра:энозначности, состоящей из двух схем «ИЛИ (15, 16) на четыре входа каждая и схемы d-b /7 с иивертированиел. К входам схемы -ИЛИ 15 нодсоеднпены выходы Tpi-rrepoB Т-2, 7:, Т, Г:о, к входам ехемы «ИЛИ 16 - инверсные выходы тех же триггеров. Триггер Т не участвует в работе схе.лгы неразноз 1ачности, чтобы

Вид аипроксимирзеиого участка кривой

(ос.чабнть) чувствительность анализатора д.тя уменьшения влияния флуктуаЦ11Й счнтывае: юго значения ординаты на рез льтаты анализа.

При отсутствии приращений измерясдюй величины (..) на вход схе.мы «И 17 будет иодан один высокий н одни низки потенциалы, и клаиаиы 18 н 19 не открываются. Следозательио, в триггеры 20 и 23 двухразряд1;ых periiCTpOB сдвига будут заиисаны «О. Ири наличии нриращення А./-0 состояиие хотя бы одного 113 триггеров Го, 7:;, Г.-, будет отличаться от состояния триггера Гю. В этом случае и а входы «И 17 будут поданы два ВЫСОКГ1Х потенциала. В резу.льтате клаиаи 18 откроется, а кланац 19 будет иодготовлсН к унразлению триггером Гю, и если триггер 7;о находится в состоян1|Н, соогветствуюитсм «, т. е. фнкеирует отрицательное нрнращсиие, то клагити 19 также откроется.

Таким образо.м, в схе:ле устраияегся иеопjK.ie.ieiiiiocTb, описанная вьине.

В рез -льтате проделанных операций носле четырех тактов считыва:тня получается определенное сочетание состояннй триггеров 20,

5 соответствующее харакгеру криJ30i ; и а исс;:ед емом участке. Выходы триггеров 20, 2-2 н 2:, 25 подсоединяются к дешифратору 26, которы работает в соответствии е нриведен; ой ниже таблпией, учнтывающей

0 устранение неопределенности.

Второе ириращение

Первог приращение ординаты До ордииаты А

Выходы дешифратора 26 используются для управления клапанами 31. Импульс, поступающий от устройства управления 4 на шину сдвига регистров 20-22 и 23-25, проходит через схемы задержки 28 и 29, клапан 30 на входы клапанов 31. В результате на выходе одного из клапанов 31 появится импульсная управляющая команда, соответствующая характеру кривой на исследуемом участке. Кроме того, этот импульс проходит через схемы задержки 27 и 28 иа правые входы триггеров реверсивного счетчика 12 и сбрасывает его на «О, подготавливая счетчик для приема повой ипформаиии. Триггер 32 и управляемый им клапан 30 устраняют возмолшость выдачи ложной управляющей команды непосредственно в начале исследоваиия кривой, т. е. до вычисления второго ириращения, когда триггеры 22 и 25 находятся еще в состояниях, обусловленных случайными факторами. Для этого, как это указывалось выше, одновременно с началом исследования кривой на вход б триггера 32 от усилителя-формирователя 10 подается сигнал, устанавливающий триггер 32 в состояние «О, при котором клапан 30 закрывает импульсам доступ от схемы задержки 29 к клапанам 31, а следовательно, запрещает выдачу управляющих команд. По окончании вычисления второго после начала развертки кривой приращения на вход а триггера 32 от устройства управления 41 подается сигнал, устанавливающий этот триггер в состояние, при котором клапан 30 открывает импульсам доступ к клапанам 31 и, следовательно, разрешает выдачу управляющих команд.

Предмет изобретения

Устройство для распознавания формы кривой и формирования управляющих команд, содерл ащее реверсивный счетчик с триггером

управления реверсом, подключенный через схему неравнозначности к сдвигающему регистру, генератор импульсов заполнеиия счетчнка, дешифратор, вход которого подсоединен к выходам сдвигающего регистра, устройство управления, триггеры управления клапанами выдачи управляющих команд и отсечки импульсов заполнения реверсивного счетчика, блок считывания ординат распознаваемой кривой, состоящий из лентопротяжного механизма для протяжки диаграммной бумаги, видикона, оптической системы, фотосчитывающего узла с усилителем-формирователем, генератора вертикальной развертки, видеоусилителя, порогового устройства и задающего генератора импульсов, отличающееся тем, что, с целью упрощения и ускорения процесса изменения программы в автоматических программно-управляемых системах (например, в автоматической системе боксовых испытаний авиадвигателей), вход генератора вертикальной развертки соединен через схему «ИЛИ и схемы задержки импульсных сигналов с выходами задающего генератора импульсов и усилителя-формирователя фотосчитывающего узла, .причем выход задающего генератора подсоединен также к счетному входу триггера управления реверсом счетчика и входу устройства управления, а выход усилителя-формирователя фотосчитывающего узла подключен к единичному входу триггера управления реверсом счетчика, одному из единичных входов триггера управления клапаном выдачи управляющих команд и через схемы к сдвигающему регистру и триггеру управления клапаном отсечки импульсов заполнения реверсивного счетчика, при этом выход устройства управления подключен ко второму единичному входу триггера управления клапаном выдачи управляющих команд и через схему «ИЛИ - к сдвигающему регистру.