Судовой цифровой аксиометр

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Севз СоеетскииСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 02. 04. 79 (2)2739151/27-11 (1 М. Кп. с присоединением заявки ЙВ -В 63 Н 25/366 05 0 3/00 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(23) Приоритет -Опубликовано 30,1 1,82. Бнщлетень ИЙ 44 Дата опубликования описания 30.11.82 3 УДК 629.12. . 01 46 (088. 8)(71) Заявитель Харьковский институт радиоэлектроники(54) СУДОВОЙ ЦИФРОВОЙ АКСИОИЕТР Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым цифровым акснометрам. По основному авт.св, В 921965 известен судовой цифровой аксиометр, содержащий генератор импульсов, делитель, первый, вторОй и третий формирователи, датчик положения пера руля, измеритель модуля угла перекладки руля, первый, второй и третий элементы И, счетчик модуля угла, регистр модуля угла, определитель борта, включающий схему определения приоритета и регистр борта, дешифратор, цифровой и стрелочные индикаторы, таймер, распределительный блок, триггер управления, реверсивный счетчик, дешифратор нуля, регистр прираирния модуля угла, дополнительный регистр модуля угла, управляемый делитель, первый и второй дополнительные регисгистры барта, блок сравнения,при этом выход генератора импульсов через.последовательно включенные первый элемент И,счетчик модуля угла и регистр модуля угла соединен с внешним выходом аксиаметра,а через последовательна включенные делительпервый формиро ратель, датчик и второй формирователь - с первым входом измерителя модуля перекладки руля, второй входкоторого соединен с вторым выходомпервого формирователя, первый выходизмерителя модуля угла перекладкируля соединвн с вторым входом перво",го элемента И, второй выход - с вторым входом счетчика модуля угла ипервым входом схемы определения приоритета, третий выход - с вторым вха,1дом регистра модуля угла и первыКвходом регистра борта, четвертый выход - с вторым входом схемы определения приоритета, выходы которой через регистр борта с внешними выхода ми аксирметра. Кроме того, выход двшнфратора соединен с входом цнфровага индикатора. а первый вход распределительного блока соединен с вторым выходом измерителя модуля угла перекладки руля и входом таймера, второй вход распределительного блока - с выходом таймера, третий вход - с третим выходом измерителя модуля угла перекладки руля и первым входом управляемого делителя, а выходы распределительного блоха соответственно соединены с первыми входами блока сравнения, второго донолнительного регистра борта, регистра приращенияходом управляемого делителя 2 б, с65 которым также связан вход первого модуля угла ренерсивного счетчика, второго и третьего элементон И и первым установочным входом триггера управления, второй установочный вход которого соединен с выходом третьего формиронателя, счетный вход триггера 5 управления - с выходом дешифратора нуля, а прямой и инверсный выходы - с вторыми входами соответственно второго и третьего элементов И, у которых третьи входы соединены с выходом 1 О первого элемента И, а выходы - соответственно с вторым и третьим входами реверсивного счетчика, выход которого, в свою очередь, соединен с входом дешифратора нуля и вторым нходом регистра приращения модуля угла, , у которого выход соединен с вторым входом управляемого делителя соединен, с первыми входами первоГо дополнительного регистра борта и дополнительного регистра модуля угла, у которого второй вход соединен с выходом счетчика модуля угла, а выход - с дешифратором, кроме того, выход блока сравнениясоединен с входом третьего Формирователя а его второй и третий входы соединейы с выходами второго дополнительного регистра борта, чет" вертай и пятый входы блока сравнения соединены с выходами схемы определения приоритета и соответственно с втоф рыми и третьими входами первого и второго дополнительных регистров борта, выходы первого дополнительного регистра борта соединены с входами стре-лочных индикаторов 113, 35Известный судовой цифровой аксиометр позволяет вычислять и индицировать угол кладки руля, автоматизировать процесс выбора скорости нынода информации ни индикация, однако не 40 включает предварительную математическую обработку измеренных результатов, что снижает вго функциональные воэможности.Бель изобретения - расширение .45функциональных воэможностей аксиометра. Поставленная цель достигается тем, что в судовой цифровой аксиометр введены сумматор число-импульсных кодов,5 ф регистр среднего значения угла, дополполнитвльный дешифратор нуля, счетчик числа кладок, регистр числа кладок дополнительный делитель, элемент эа" держки,при этом третий выход измерителя модуля угла перекладки руля че- рез дополнительный делитель соединен с входами регистров среднего эначе" иия угла и числа кладок,а выход дополнительного делителя через элемент 6 О задержки соединен с первыми входами счетчика числа кладок и сумматора число-импульсных кодов, причем второй и третий выходы последнега соединены с ныходами регистра борта,а его четвертый вход соединен с выходом первого элемента И, при этом выход сумматорачисло-импульсных кодов через регистр среднего эначе" ния угла соединен с выходом аксиометра, вход дополнительного дешифратора нуля соединен с выходом регистра приращения модуля угла, а его выход через счетчик числа кладок и регстр числа кладок соединен с выходом аксиометра,На чертеже представлена структурная схема судоного цифровога аксиометра.Выход генератора 1 импульсов соединен через делитель 2 с входом первого формирователя 3, Первый выход первого формирователя 3 снязан через датчик 4 положения пера руля и второй Формирователь 5 с перным входом измерителя б модуля угла перекладки руля второй выход первого формирователя3 непосредстненно - с вторым входомизмерителя б модуля угла перекладкируля. Выходы измерителя модуля углаперекладки руля соответственно сое"динены: первый - с вторым нходампервого элемента И 7, первый входкоторого соединен с выходом генератора 1, второй - с вторым входомсчетчика 8 модуля угла, выход которого связан с входом регистра.9 модуля угла и первым входом входящей н блок 1 О определителя борта схемы -11 определения приоритета, третий -с вторым входом регистра 9 модуляугла, первым входом регистра 12 борта, входящего н блок определителя борта, четвертый - с нторым входом схемы 11 определения приоритета.Выход счетчика 8 модуля угла соединен через регистр 9 модуля угла с внешним выходом аксиометра "К ПВМ"и через дешифратор 13 с входом цифрового индикатора 14, Кроме того, имеются стрелочные индикаторы 15 и 16, Второй выход измерителя б модуля угла перекладки руля связан также с входом таймера 17 и первым входом распределительного блока 18, с третьим входом которого связан третий выход измерителя модуля угла перекладки руля. Прямой и инверсный ныл ходы триггера 19 управления соответственно соединены с вторыми входами второго и третьего элементов И 20 и 21, выходы которых соответственно соединены с вторым и третьим входами реверсивного счетчика 22. Выход реверсивного счетчика 22 через дешифратор 23 нуля соединен с счетным входом триггера 19 упранления и свторым входом регистра 24 приращения модуля угла. Первый вход дополнительного регистра 25 модуля угла соединен с вы977279 ля угла соединен с вторым входом управляемого делителя 26.Выход первого элемента И 7 соединен с первым входом счетчика 8 модуЛя угла и третьими входами второго 20 и третьего 21 элементов И.Выходы схемы 11 определения приоритета соединены соответственно с вто рыми и третьими входами регистра 12 борта, первого и второго дополнительных регистров 27 и 28. борта и четвертым и пятым входами блока 29 сравнения. Выходы регистра 12 борта сое динены с внешними выходами аксиометра фК ЫВМ. Выходы первого и дополнительного регистра 27 борта соединена с входами стрелочных индикаторов 15 и 16 . Выходы второго дополнительного регистра 28 борта соответственно соединены с вторым и третьим входами .блока 29 сравнения, Выход бло, ка 29 сравнения чврвэ третий формирователь 30 соединен с вторым установочным входом триггера 19 управления, у которого первый установочный вход соединен с шестым выходом распределительного блока 18. Остальные выходы распределительного блока 18 соответственно соединены: первый - с первым входом блока 29 сравнения, второй - с первым входом дополнительного регитсра 28, третийс первым входом регистра 24.прира щения модуля угла, четвертый - с первым входом реверсивного счетчика 22, пятый - с первыми входами второго и третьего элементон И 20 и 21, Второй вхо 11 распределительного блока 18 соединен с выходом таймера 17.Кроме того, в судовой цифровой аксиометр входят сумматор 31 число- импульсных кодов, регитр 32 среднего значения угла, дополнительный дешифратор 33 нуля, счетчик 34 числа 50 25 ется с учетом изменения направленияего движения.Предлагаемая структурная реализа.ция судового цифрового аксиометра позволяет, применив несложные допол нения, расширить его функциональныевозможности: вычислить среднее значение угла кладок и число кладок эа заданный временной интервал, что необходимо при решении задачи вычисЗ 5 ления критериев качества управлениясудном. 55 дополнительного регистра 27 барта. Выход регистра 24 приращения модуля угла соединен с вторым входом управляемого делителя 26. В линию связи счетчика 8 модуля угла с дешифратором 13 нключен дополнительный регистр 25 модуля угла.Выход регистра 24 приращения модукладок, регистр 35 .;числа кладок, дополнительный делитель Зб, элемент 37задержки.Третий выход измерителя б модуляугла перекладки руля через дополнительный делитель 36 соедиенвн с вхоборта, его четвертый вход соединенс выходом первого элемента И 7, авыход через регистр 32 среднего значения угла соединен выходом устрой.ства. Вход дополнительного дешифратора нуля соединен с выходом регистра 24 приращения модуля угла 24, а его выход через счетчик 34 числа кладок и регистр 35 числа кладок соединен с выходом устройства.Аксиометр работает следующим образом.В блоке вычислвния и борта перекладки руля, н который входят элементы 1-16 схема, происходит преобразование угла поворота руля в цифровой код и его индикация с указани ,вм борта перекладки руля.Блок автоматизации переключения частоты вывода параметра на индикацию, в который входят элементы 17 - 30 схемы, построен на принципе преобразования приращения параметра в частоту следования импульсов, причем приращение угла укладки руля нычисляВычисление среднего значения угла кладок руля происходит следующим образом, Число-импульсные коды значе" ний углов с выходов первого элемента И 7 поступают на четвертый вход сумматора 31 число-импульсных кодов, причем суммирование осуществляется с учетом .борта, код которого поступает свыходов регистра 12 борта. Вычисление осуществляется по следукщему аналитическому выражению: где п - количество замеров.Для упрощения схемой реализации и количества межблочных связей коэффициент деления дополнительного делителя 36, определяющего период вычисления среднего значения, выбирается таким образом, что для получе65 дами регистра 32 среднего значенияугла и регистра 35 числа кладок, кроме того, выход дополнительного делителя 36 через элемент 37 задержки соединен с перными входами счетчика ЗФ числа кладок и сумматора 31 число-импульсных кодов, Второй и третий входы сумматора число-импульсных кодов соединены с выходами регистра 12 ния среднего значения угла кладки руля достаточно отбросить мпадшие разряды суммы, т.е, число отсчетов эа выбранный временной интервал кратно системе счисления, н которой получена сумма.Количестно кладок руля вычисляется по значению приращения на выходе регистра 24 приращения, Наличие при 977279ращения соответствует движению руля, а его отсутствие - окончанию пере" кладки. Таким образом, на выходе доаолнительного дешифратора 33 нуля сигнал изменяется соответственно с кладками руля: при наличии кладки на 5 выходе дешифратора - нулевой уровень, при отсутствии - единичный уровень,Количество переходов фиксируется всчетчике 34 числа кладок.Импульсом с выхода дополнительно го делителя 36 вычисленные значения числа кладок руля и средние значения угла записываются в регистрЗЬ числа кладок и регистр 32 среднегозначения углас выходов которых поа"15 тупают на выход устройства для дальнейшей математической обработки. Эатем сумматор 31 число-импульсныхкодов и счетчик 34 числа кладок природятся в исходное состояние перед 2 Обпедующим циклом .замера импульсом,задержанным на элементе 37 эадрежки.Ведение вычисления среднего значе" ния угла кладки руля и числа за заданный временной интервал непосред" 25 ственно в цифровом аксиометре позволяет получить технико-экономический эффект за счет сокращеййя времвнИ, в течение которого необходимо занимать канал связи с БВМ при вычислении укаэанных параметров, сократить ма" шинное время на обработку данных, уменьшить загрузку центральной ЭВМ,Формула изобретенияСудовой цифровой аксиомвтр по авт. св. 9 921965, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностейаксиометра, в него введены сумматорчисло-импульсных кодов, регистр среднего значения угла, дополнительныйдешифратор нуля, счетчик числа кладок, регистр числа кладок, дополнительный делитель и элемент задержки, при этом третий выход измерителямодуля угла перекладки руля черездополнительный делитель соединен авходами регистров среднего значенияугла и числа кладок, а выход дополнительного делителя через элементзадержки соединен с первыми входамисчетчика числа кладок и ауьйаторачисло-импульсных кодов, причем второй и третий входы последнего соединены с выходами регистра борта, аего четвертый вход соединен с выходом первого элемента И, при этом выход сумматора число импульсных кодов через регистр среднего значенияугла соединен с выходом аксиометра,вход дополнительного. дешифраторануля соединен с выходом регистраприращения модуля угла, а его выходчерез счетчик числа кладок и регистрчисла кладок соединен с выходом аксиометра,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 921965, кл. В 63 Н, 25/36,10.07.78 (прототип).977279 Составитель В. Макееведактор С. Крупенина ТехредИ,Надь Корректор В.Бутяг 9090/21ВН За ПН фПатентф, г.ужгород, ул.Проектна Филиа Тир ИИПИ Госуд по делам 13035, Москж 462рственноизобрета, Жо коми ийио Раушск одписноета СССРрытийнаб., д. 4/