Устройство для вычисления параметров вектора Советский патент 1982 года по МПК G06F7/548 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВЕКТОРА

, Изобретение относится к спецвапвзнрсжавным средствам вычислитеяьнов теэошвв н может быть вспопь рпя вычнспения вектора фкзичеокой велвчигал по двум его сртоговаль вым составпякхцвм, в частности для вычисления вектора скоросш судна. Известяо устройство, содержащее четыре регистра, связанные с шинами перемзаяых и прврашений с помощью элементов И, эл евггы задержки в сх&му сравнения f . С помощью этого устройства можно вычислить только веггачвну модуття вектора. Наиболее близким по технической сущ ности к предлагаемому является устройство, предназначенное для воспровзведения окружности системой программного управления двухкоординатным фрезе яым станкомС З. Его работа осшжава на использовании цифровых интеграторов с последовательным переносом (фювчных умножителей). Известное устройство соаержлп reateратор тактсжых импупьсов, выход которсих) 4epe3 jneMeHT И, ущювляемый трааггером соединен со входом делителя частоты} пе|}вый в второй регястры, вы7ЮДЫ которых соединены с одним из входов элементов И, друпсе входы ко горых соединены с выходами разрядов делителя частоты, щячем выходы элсме. тов И, управляемых от рб13рядов первобГо регистра, через элемент ИЛИ соединены со входом вторсяго регистра, а управляемых от регистра через элемент ИЛИ - со входом первого регистра. . Указанное устройство обеспечивает вычисление только модуля вектора, но не дает возможности определить его аргумент, т.е. построят вектор. Целью изобретения является расщи- ревие класса рещаемых задач за счет возможности вычисления дополнительно аргумента вектора. Поставленная цепь достигается тем, чгго в устройство доя вычисления параметров вектора, содержащее генератор импульсов, элемент И, делитель частоты, триггер, две грутшы 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 соеданен с входом запуска устройства, выход элемента И соединен с входом дешггеля частоты, выходы,которого соединены с первыми входами со ветствующих элементов И первой и второй групп, выходы элементов И второй группы соединены с входами второго элемента ИЛИ, введены вычитающий и суммирующий счетчики, дешифратор нуля делитель аргумента и 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 вычитающего счетчика соединены со вторыми входами соответствуюншх элементов И первой группы, выходы разрядов суммирующего счетчика соединены со вторыми входами соответствующих элементов И второй группы, входы установ ки вычитающего и суммирующего счетчиков соединены соответственно с входами координаты У и координаты X устройств, выходы суммирующегхэ счетчика соедамен с выходом модуля вектора уст ройства, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены со счетными входами соответственно суммирующего и вычитающего счетчиков, выходы разрядов которого соединены через дешифратор нуля со вторым входом триггера. На чертеже представлена блок-схема устройства. .. Устройство содержит генератор 1 им пупьссда, элемент И 2, делитель 3 аргу мента, счетчик 4 аргумента, триггер 5 делитель 6 частоты, дешифратор 7 нуля вычитающий счетчик 8, элементы И 911, элемент ИЛИ 12, элементы И IBIS, суммирующий счетчик 16, элемент ИЛИ 17. Устройство работает следую.щкм образом. Перед началом вычисления параметро модуля 2; и арг умента об значение ортогональной составляющей X записывает ся в суммирующий счетчик 16, значени У - в вычитающий счетчик 8. Вычисление начинается с приходом импульса запуска на первый вход триггера 5, снимающего запрет с элемента И 2. Импульсы с частотой 1 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 П разрядов, образуются последовательности импульсов с частотами от 0/2 дoio/2, которые через It элементов И (на чертеже показано только три 9, 10, 11), управляемые от разрядов вычитающего счетчика 8, через элемент ИЛИ 12 поступают на вход суммирующего счетчика 16, суммируясь с записанным там числом, пропорциональным составляющей X. На выходе элемента ИЛИ 12 получается последовательность импульсов с частотой ly , зависящей от величины составляющей Y записанной в вычитающем счетчике 8 ) гце п - число разрядов дешггеля частоты; - частота следования импутпьсов на выходе элемента ИЛИ 17. Одновременно последовательности импульсов с выхода делителя частоты 6 через П элементов И (иа 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 i X зависящей от величины X, записанной в суммирующем счетчике 16 i ). - О Импульсы с частотой i х поступают на вход вычитающего счетчика 8, вычитаясь из залисаиного там числа, зависящего от величзяны составляющей У. По мере прохождения, импульсов с генератора 1 значение числа в с,четчике 16 возрастает, а в счетчике 8 - убывает, и через время в нем установится число нуль, которое с помощью дешифратора 7 и триггера 5 запрещает прохождение импульсов от генератора 1 через элемент И 2 на делители 6 и 3. Совместное решение уравнений (l) и (2) приводит к выражению 0 л о2 Л решение которого имеет вид l, .Ye. По истечении времени t с момента начала вычисления в счетчике 16 записано число Xcos. ЯЛЕ, обозначив -5-t : ot/, ногеучаем - -. NX COSOC- -Ys noc тго является выражением величины модуля вектора через его ортогональные составляющие. В счетчике 8 записан нуль. С учетом этого условия после подстановки значения i из выражения (4) получаем число импульсов, отсчитанных счетчиком аргумента 4 за время Noc выраженный то есть аргумент вектора, шелом импуттьсов: ,o. Коэффициент деления делителя 3 выбирается таким, чтобыотсчет аргумент 00 в счетчике 4 был в угловых градусах.. Итак, предлагаемая схема позволяет определить величину модуля Z Xcoso6 Y +VeinoG и аргумента об arctg.вектора физической величины по его ортогональным составляющим X и У, т.е. расширяет класс решаемых устройством задач. Использование предлагаемого устрой ства взамен существующих гидродинами ческих (электромеханических) дрейфоме рОБ, эксплуатируемых на суДах, позвсмш повысить точность и быстродействие вы числения величин модуля и аргумента . вектора скорости судна, а также уменьщить вес и габариты построителя, повы сить технолйгичность при его изготовле нии и ремонте. Кроме того, наличие вы ходного сигнала в виде цифрового кода позвогаит использовать построитель в со ставе корабельных комплексов, испопьзу щих вычислительные машины, для автоп юкладки курса и для решения других навигационных задач. 66 Формула изобретения Устройство для вычисления параметров вектора, содержащее генератор импульсов, элемент И, делитель частоа-ы, триггер, две группы элементов И и два элемента ИЛИ, выход генератора импульсов соединен с первым входом элемшта И, второй вход которого соединен с выходом , первый вход которого соединен с входом запуска устройства, выход элемента И соединен с входом делителя частоты, выходы котсрого соединены с первыми входами соответствующих элементов И первой и второй групп, выходы элементов И первой грухшы соединены с входами первого элемента ИЛИ, выходы элементов И второй группы соединены с входами второго элемента ИЛИ, о т личающеес я.тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет возможности вычисления дополнительно аргумента вектора, в него введены вычитающий и суммирующий счетчики, деши4 ратор нуля, делитель аргумента л счетчик аргумента, выход и вход которого соединены соответственно с выходом аргумента вектсра устройства и выходом делителя аргумезп а, вход которого соединен с выходом элемента И, выходы ра: рядов вычитающего счетчика соединены с вторыми входами соответствующих эл« 1€нтов И первой группы, выходы раорядов суммирующего счетчика соединены с вторыми входами соответствующих элементов И второй группы, входы установки вычитающего и суммирующегч) счетчиков соединены соответственно с входами координаты У и координа-ры X уетройства, выход суммирующего счетчика соединен с выходом модуля вектора устройства, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены со счетными входами соответственно суммирующего и вычитающих) счетчиков, выходы разрядов которого соединены через дешифратор нуля с вторым входом триггера. Источники иифсчмецош, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 404082, кл. С. 06 F 7/38, 1973. 2.Воротов А. А. и др; Цифровые аналоги для сяст«л автоматического управления, АН СССР, I960, с. 18О182 (прототип).