УСТРОЙСТВО для ВЫЧИСЛЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХПАРАМЕТРОВ Советский патент 1970 года по МПК G06F15/50 

1

Изобретение относится к сиецпалнзированным цифровым вычислительным устройствам.

Получение аэродинамических параметров на борту летательных аппаратов (высоты, скорости, числа М, температуры и др.) в настоящее время осуществляется при помощи приборов, вычисляющих выщеназванные параметры вычислительными устройствами непрерывного действия. Известные приборы имеют недостатки, присущие вычислительным машинам непрерывного действия, главный из которых - ограниченная точность вычисляемых величин.

Вычислеиие аэродинамических параметров можно производить при помощи вычислительных устройств дискретного действия. Это дает возможность получать результаты вычислений с любой точностью. Однако применение таких устройств в ириборах, предназначенных для работы иа борту летательных анпаратов, ограничивается громоздкостью и сложностью их электрических схем, что, в свою очередь, влияет иа веса и габариты ириборов.

Предлагаемое устройство отличается тем, что старщие разряды одного из регистров арифметического устройства соединены через вентили, управляемые дешифратором и блоком выработки импульсов, с младшпми разрядами адресной части регистра команд устройства унравлеиия, старшие разряды и кодовая часть которого соединены с блоком памятп.

Па фиг. 1 показана блок-схема оннсываемого устройства; иа фпг. 2 - его развернутая

блок-схема с внутренними связями, ноказывающими каиалы нрохождения информации отдельными узламн устройства.

Устройство состоит из преобразователя Я первнчной информации в двоичный код, вычислителя В, блока регистрашп и управлення БУ, сдвигового регистра 1, сумматора 2, сдвигового регистра 3-4, особой грунпы вентилей 5, регистра команд 6-8, счетчика адресов команд, дешифратора команд 10, блока

выработки управляющих пмпульсов н памяти 12--И.

Вычислитель нредставляет собой устройство дискретного действия последовательного типа с фикспроваииой запятой п длиной слова 15 двончиых разрядов. Система команд- одноадресная. Быстродействне - 4,2 тыс. операций в сек. Время вычисления всех параметров - 0,25 сек. Вычпсление аэродннам.нческнх нараметров

сводится к решению несколькнх алгебраических уравнений, два из которых имеют 14-ю степень. Решение всех этих уравненнй в реальном масштабе времени каким-либо численны; методом требует вычислителя с произвоарифметических операций в сек. Вес п габариты такого вычислителя получаются большими, что, в свою очередь, сиижает его иадежиость.

Очень эффективный способ уменьшения времени, затрачиваемого на определение требуемого значения фуикции, а равно уменьшения количества оиераций ири заданном быстродействии, состоит в использовании таблиц. В этом случае Ь долговременной памяти прибора помешают узловые значения функции и набор таких чисел, которые обеспечивают возможность осуществления интерполяции для определеиия промежуточных значений функций с требуемой точностью. Аргументом для выборки значений фуикции из таблиц является первичная информация, выдаваемая датчиками, находящимися в преобразователе первичной информации. Алгоритм выборки из таблиц оказывается самым простым в том случае, когда основной промежуток функции разбит на У равных нодинтервалов, где т-целое число. Если общее число двоичных разрядов равно , то логическое умиожение кода аргумента на константу, содержащую единицы в т старших разрядах п иули в k младших, позволяет сформировать адрес некоторого узлового значения фуикцни.

Введение в вычислитель определенной связи для передачи информации с одного нз регистров арифметического устройства позволило значение аэродинамических параметров не вычислять, а довольно нросто выбирать из таблиц, записанных в памяти прибора. При таком построении вычислителя можно исключить сложные вычислительные ироцессы решеиия алгебраических уравнений иттерационным или другим численным методом, а следовательно, и сам вычислитель может иметь гораздо меньшее быстродействие. Более того, записав в иамять еще и таблицы логарифмов и антилогарифмов, можно еще больше упростить вычислитель, так как этим самым исключаются операции «умножения и «деления, а вышеназванные операции в этом случае выполняются путем сложения или вычитания логарифмов.

Следует отметить, что иромежуточиые зиачения функцни вычисляются методом кусочно-линейной анпроксимации.

Работает прибор следующим образом.

Входная ннформация в виде статического и динамического давлений, температуры торможения и угла атаки из нреобразователя Я первичной информации поступает на первый сдвиговой регистр 1, отсюда через одноразрядный сумматор 2 неренисывается на второй регистр 3-4 арифметического устройства и при необходимости записывается в оперативиое запоминающее устройство (память) 14. Зиачеиия давлеинй и темиературы торможеиия являются аргументами высоты, скорости, числа М, и др., таблицы узловых значений которых записаны в долговременной памяти 13. По т старшим разрядам (в нашем случае пять) производится обрашение в таблицу за узловым значением функции. Для этого содержимое т разрядов второго регистра 3-4 через вентили 5 переписывается в младшие разряды регистра команд 6. К этому времени в средней части регистра команд 7

находится номер таблицы необходимой функции, а в старшей части регистра команд 8- код оиера-ции, выбранные из накопителя программы (памяти) 12. В результате в регистре команд 6-8 сформировалась команда выборки функции, соответствующая данному аргументу, где 6, 7-адрес, а 5 - код операции, по которому выбирается соответствующая шина на дешифраторе команд 10. Избранная шина с дешифратора комаид управляет вентилями 5 переписи.

Код младших девяти разрядов аргумента, находящийся во втором регистре 4, служит для получения поправки к узловой части фуикции методом кусочно-линейной аппроксимации. При этом используются таблицы логарифмов и антилогарифмов, адрес выборки из которых также формируется через связь. Управление выборкой команды из накопителя программ осуществляет счетчик адресов команд 9. Общая синхроиизация работы всего прибора осуществляется блоком выработки уиравляющих импульсов //.

Предмет изобретения

Устройство для вычисления аэродинамических нараметроБ, например высоты, скорости, числа М, содержащее преобразователи первичной ннформации в двоичный код, присоедииениые через сдвиговый регистр и сумматор на вход арифметического устройства, блок иамяти, дешифратор, блок выработки импульсов, устройство управления и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью упрощения электрической схемы и уменьшеПИЯ габаритов, старшие разряды одного из регистров арифметического устройства соединены через вентили, управляемые дешифратором и блоком выработки импульсов, с младшими разрядами адресной части регистра команд

устройства управления, старшие разряды и кодовая часть которого соединены с блоком памяти.

JH

fus. 7

. f-ИИИИ

ЬУ

f3

li

4feu.2

/7