Устройство для моделирования прямолинейного движения судна с тралом относительно рельефа дна

858016 10 15 25 20 35 45 иамический запоминающий элемент, причем пер.вый вход узла подключен к. первому входудинамического запоминающего элемента, второй вход узла соединен с первым входом триггера,третий. ващ узла. пбдкаощи к первым управляющим входам первого и второго ключей,выходы которых соединены ооответстзенно со счетными входами первого и,второго счетчиков,3формирования рельефа диа под судном и тралом, первые выходы которых являются соответствен-, но. первым и вторым выходами устройства и сумматор, первый и второй входы которого яв ляются соответственно первым и вторым входаМи устройства, дополнительно введены триггер, преобразователь длительности в напряжение н кварцевый генератор, причем первый выход модели рельефа дна подключен к первым входам узлов формирования рельефа дна под суд. иом и тралом, ко вторым входам когорв 1 х под. ключен второй выход модели рельефа, дна, выход кварцевого генератора соединен с треть. ими входами узлов формирования рельефа дна под судноь 4 и тралом, вторые выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам триггера, выход которого соеди. нен со входом преобразователя длительности в напряжение, выход которого подключен к третьему входу сумматора, выход которого. соединен с четвертым входом узла формирования рельефа дна под тралом, четвертый вход узла формирования рельефа. дна под судном подключен к первому входу устройства, кроме того, модель рельефа дна содержит генератор, источник опорного напряжения, два триггера, . элемент И, четыре ключа, формирователь пря. моугольного импульса и интегратор, причем выход генератора соединен с первыми входами элемента И, первого ключа и входом первого триггера, выход которого подключен ко второ.му входу элемента И, к первому входу вто. рого ключа и ко входу второго триггера, вы. ход которого соединен с первым входом третьего ключа и третьим входом элемента И, вы. . ход которого подключен ко входу формирователя прямоугольного импульса, выход которого является вторым .выходом модели рельефа. дна и подключен ко входу четвертого ключа, выходкоторого подключен к первому входу интугратора, выход которого является первым выходом модели рельефа дна, выход источника опорного напряжения подключен ко вторым и третьим входам первого, второго и третьего ключей; выходы которых . соединены соответ. . ственно со вторым, третьим и четвертым входами интегратора, кроме того, узел формирования рельефа диа под .судком и тралом содер. жит триггер, два ключа, два счетчика, элемент И, преобразователь найряжения в длительность, Формирователь прямоугольного импульса и ди 4выходы которых подключены соответственнок первому и второму входу элемента И, выход которого соединен с первым входом пре.образователя напряжения в длительность и совторым входом триггера, выход которого является вторым выходом узла и подключен ковторому входу первого ключа, четвертьв входузла соединен со вторым входом преобразова-.теля напряжения в длительность, выход которого подключен ко второму входу второгоключа и ко входу. формирователя прямоуголь.ного импульса, выход которого соединен с установочным входом первого счетчика и со входом динамического запоминающего элемента,выход которого является первым выходом узла,На чертеже представлена схема устройства.Устройство для моделирования прямолинейного движения судна с тралом относительнорельефа дна. содержит модель 1 рельефа дна,узел 2 формирования рельефа дна под судном,узел 3 формирования рельефа дна нод тралом,триггер 4, преобразователь 5.длительности внапряжение, сумматор 6 и кварцевый генератор 7.Модель рельефа дна содержит генератор 8,трщгеры 9 и 10, элемент И 11, ключи 12 - 14,формирователь 15 прямоугольного импульса, ключ 16, интегратор 17, Выход интегратора 17 является нервь 1 м выходом модели рельефа дна, а выход формирователя 15 - вторым выходом модели рельефа дна.Узел формирования рельефа дна нод судном и узел формирования .рельефа дна под тралом выполнены идентично и каждый из них содержит соответственно триггеры 18 и 19, первые ключи 20 и 21, счетчики 22 и 23, вторые ключи 24 и 25, счетчики 26 и 27, элементы И 28 и 29, преобразователи 30 и 31 напряжения в длительность, формирователи 32 и 33 прямо угольного импульса, динамические запоминающие элементы 34 и. 35, Кроме. того, модель 1 содержит источжп 36 опорного нзнряжеиия.Устройство работает следующим образомЧастота следования нрямоугольных иьевльсов с выхода генератора 8 последовательно делится на двух триггерах 9 и 1 О.Сигналы, снимаемые с выходов генератора и триггеров, подаются на управляющие ахова. киючей 12 - 14 и управляют их работой. Когда на унравляющие входы этих ключей поступают сигналы, соответствующие "1", с их вы. ходов снимается напряжение отрицательной полярности и постоянной амплитуды, при посту. пленки на управляющий вход сигналов, соответствующих "О", полярность сигнала, на.выходах ключей меняется, сохраняя прежнюю амплитуду. Выходы ключей 12 - 14, подключен.ные к входам интегратора 17, заряжзют или858016 0 разряжают емкость интегратора в зависимости от управляющих сигналов,В момент нахождения в единичном состоянии генератора 8 и двух триггеров 9 и 10срабатывает элемент И 11 и запускает формирователь 15, который при помощи ключа 16на короткое время сбрасывает интегратор внулевое состояние.После окончания импульса формирователянапряжение на выходе интегратора начинаетизменяться но сложному закону в зависимости от работы ключей и коэффициентов передачи интегратора по входам. Но так как периоды времени, в течение которых с выходовключей снимается положительное и отрицательное напряЖение, одинаковь то напряжение на,выходе интегратора к моменту очередного егосброса будет близким к нулю и сброс интегратора в данном. устройстве необходим длятого, чтобы исключить накопление ошибки,связанной с несимметрией работы генератора.Таким образом, с выхода интегратора будет сниматься периодически повторяющийсясигнал сложной формы, характер измененияво времени амплитуды которого будет являться моделью рельефа дна и может задаватьсяи изменяться прн постановке задачи изменени.ем коэффициентов передачи интегратора повходам,эОУзел формирования рельефа дна нод судном Э работает циклически с периодичностью цик. лов, соответствующей работе формирователя 15; : В каждом цикле происходит замер и запоминание до следующего цикла амплитуды напряже 15 иия, поступающего с выхода интегратора 17 в определенный момент времени. Причем этот момент замера в каждом цикле сдвигается вираво ио оси времени относительно импульса фор: мирователя 15 на величину, пропорциональную40 скорости движения судна. Работа этого узла происходит следующим образом.В момент включения устройства все счетчн. ки и триггеры устройства устанавливаются в нулевое состояние. Затем, с приходом импув 45 са с выхода формирователя 15., перебрасывается в единичное состояние триггер 18. Сигнал , с выхода этого триггера открывает ключ 20, через который в счетчик 22 поступает серия импульсов с кварцевого генератора 7, Так как50 счетчик 26 находится в нулевом состояний, то с приходом первого импульса в счетчик. Ээ происходит срабатывание элементаИ. 28, который перебрасывается в единявсе состояние при условии записи в счетчик 22 числа боль 55 щего, чем число, записанное в счетчик 26, При этом сигнал с выхода элемента И 28 воэ. вращает триггер 18 в исходное состочиие, закрЫвая тем самыМ ключ 20, и одновременно Ьс этим запускает преобразователь 30 напряжежения в длительность. Преобразователь 30 напряжения в длительность выдает на выходе импульс напряжения, пропорциональный по длительности напряжению, поступающему на другой его вход и пропорциональному скорости движения судна.На время действия выхоцного импульса с преобразователя 30 открывается ключ 24, про. пусканнций на вход счетчика Эб серию импульсов с кварцевого генератора 7, Таким образом,в счетчике 26 запишется число импульсов,пропорциональное скорости движения судна.По заданному фронту импульса преобразова-,теля 30 запускается формирователь 32,с-орый вырабатывает короткий импульс напряже-. ния прямоугольной формы Импульс направления с формирователя 32 сбрасывает в нулевое состояние счетчик 22 и разрешает запись в ди. намическое запоминающее устройство 34 амплитуды напряжения, поступающего в данный момент времени на его информационный вход с выхода суммирующего интегратора 17. После окончания импульса с фэрмирователя 32 динамический запоминающий элемент переходит в режим хранения записанного в него напряжения, Эта сохраняемая до нового замера величина напряжения является выходной вели., чиной устройства. На этом пикл работы узла формирования рельефа дна под судном заканчивается.После поступления на вход триггера 18 следующего импульса с формирователя 15 начи.нается другой цикл работы. При этом в счетчик 22 поступит число импульсов на единицубольше, чем число импульсов, которое осталось записанным в предыдущем цикле в счетчике 26,после чего срабатывает элемент И 28. Сбрасывается в нулевое состояние триггер 18, запус.кается преобразователь 30 и в счетчик Эб, к ранее записанному числу импульаов, добавитсячисло. импульсов, пропорциональное скорости движения судна, а момент записи.и запоминания амплитуды напряжения, снимаемого с иитегратора 17, сместится вправо по оси временипо отношению импульса формирователя 15 на время, пропорциональное скорости движения судна.Таким образом, с каждым новым циклом на величину, пропорциональную скорости движения судна, будет увеличиваться число, затпь. сываемое в счетчик 26, а время нахождения триггера 18 их в единичном состоянии будет с каждым циклом увеличиваться на величину, которая зависит от скорости движения судна. При этом с каждым новым циклом найряже. нне, замеряемое и запоминаемое динамическим занаминающим элементом, будет изменяться по закону, соответствующему характеру изменения858016 7напряжения на выходе интегратора 17, но в другом растянутом маснпабе времени, эавиаьмом от скорости движения судна и частоты работы кварцевого генератора.Частота работы кварцевого генератора на нес. колько порядков вылив частоты следования импульсов с. Выхода формирователя.15, а максимально возможное число, которое может бытьзаписано в счетчик 26, равно отнбшению периода следования импульсов с выхода формирователя 15 к периоду следованияимпульсовкварцевого генератора. Поэтому при полномзаполнении счетчика 26 момент записи в динамический запоминающий элемент напряжения,снимаемого с выхода интегратора, будет соот. ветствовать по временной осн моменту, максимально приближенному к концу периода периодического сигнала снимаемого с выхода интегратора 17, имеющего амплитудное значе. нне нзпряжвния, близкое к нулевому.После переполнения счетчика 26 он абрасы. вается в нулевоесостояние. и счет импульсоМ в нем продолжаетая снова При этом момент записи напряжения в динамической эзпомнна. ющнй элемент переместится в начало периоди- ческого сигнала, снимаемого с Выхода интегратора 17, где его амплитуда имеет тзкже нулевое значение,Таким образом, после переполнения счвтчнка 26 процесс считывания нериодического сигнзлз интегратора начнется снова беэ разрыва н скачка нзлряжения на выходе динамическогозапоминающего элемента, Этот процесс повторения может даться бесконечное чиано Разпроцесс получают на выходе динамичвско.го запоминающего устройства одного периодапериодически повторявъвго сложного сипеласоответствует модвлнровзщио пфохоящеещ судфном нескольких километров пути Относительнозаланного рельефа дна. Таким образом, с выхода динамического запоминающего элемента будет сниматься напряжение, характер изменения которого происходит во времени по сложному закону и периодически повторяется. Причем скорость Вз.гзенения этого напряжения во времени прямо40 пропорнионально скорости движения судна, т,е. получается йроцзсс моделнуовааЮя движения судна относительно рельефа дна, если ачзгтзть, ,что величина напряжения, снимаемого с выхе да дннзмическОГО ззиомннаницвГО зйзйщий В45 каждый момент вуемени соответствует глубине места Йод аудНОМ. А длительность изхоящв.ющ триггера 18 в вдпннаом состоянии соответствует расстоянию, пройденному судном От-йоснтельно точки, соответствующей началу пе.56 риоднчвски новторявмой картины рельефа дна. 8Узел формирования рельефа дна под траломработает аналогичным образом, но момент за-.писи напряжения снимаемого с выхода икгегратора 17 и динамического запоминающегоэлемента 35, будет отставать во времени ноотношению к моменту записи этого иапряжения. в динамиюском запоминающем.элементе 34 зз счет того, что напряжение 01 пронорционзльнов скоросттз движения судна, пойавтея на вход преооразоватвля 31 напряжения в длительность через сумматор, 6, на друтзю вхо.ды которого подается напряжение 0 г и изврьжение, снимаемое с преобразователя 5 давальности импульса в напряжение 5. НапряжениеОг НРопорционзльно ДЛиые вытузвлениых ваеров и имеет знак, противоположный знаку напряжения 01 а так как расстояние от суднадо трала прямо пропорционально длине вытрав. ленных взоровто значит напряжение 0 г нро. норцнонально расстоянию от судю до трала.После включеюж устройства все. трщтври и счетчики сбрасываются в нулевое состояам. С приходом первого импульса формирова. 1 теля 15 происходит одновременный перарос в единичное состояние триггеров 18 и 19, а после поступления.первого импульса с кварцевого генератора в счетчики 22 и 23 происхо. днт срабатываюе элементов И 28 и Щ, которые возвращают трютеры 18 н 19 в нулевов состояние. Выходы тратеров 18 и 19 подсоединены к входим триггера 4 с раздельным ззпуском причем задний фронт импульса а трипврз 19 перебрасывает триггер 4 в единичное состояние, а задний фронт импульса с вы. ходе триггера 18 перебрасывает его в нулевое состояние.Импульс с выхода триггера 4 подзется на вход преобразователя 5 длительности импульса в напряжение, напряжение с выхода которого,поступает на вход сумматора 6 с полярностью,противоположной полярности напряжения Ог.Преобразователь 5 обладает некоторой ииерцв.онноспю преобразования,. Поэтому в первом цикле, после вкэпочени устройства, нзнряжение на выходе преобразователй 5 нв успеет нарасти, и так как в момент включения напряжеуие 0 г ужв имело опредвлеинув звецнгтуцу ;Определяемую начальной длиной вытравленных ваеров, то с выхода сумматора 6 будет сниматься напряжение меньнюе чем О, равноеО,-Ог. Длительность иьззульаз на выхадв нре.обрззовзтеля ЗО будет больше, чем длительностьимнульаа на выходе преобразователя 31, а значит в счетчике 26 заикается больпюе число, чем в счетчике 27. ВО втором цнкле с приходом импульса от формирователя 15 тратеры 18 и 19 перебро. алтая снова в единичное состояние, но время9 85801 нахождения в единичном состоянии трнпеРа ЛГ окажется больше, чем ирена нахождения в единиигом состоянии триггера 19, Длительность им пульса на выходе триггера 4 будет равна раз. ности длительностей нахождения в едшщчном состоянии трщтеров .18 и 19,Напряжение с выхода преобразователя 5 йеакопько скомпенсирует напряжение О, иа входе аумматора 6, ио все же.с выхода сумматора 6 будет сниматься напряжеюе меньшее, чем 01, и снова в счетчик 27 эапвктая число мень. шее, чем в счетчик 26, т.е. а каждым последующим циклом разность между длительностью нахождения в единнщом состоянии триггеров . 18 и 19 будет увеличиваться и прн этом буд:т увеличиватьая напряжение на выходю преобразователя 5.В момент, когда -,напряжение на выходе цреобразователя 5 станет рзвным напряжению Оз, они акомпенснрувтг друг друга, свыхода сум. матора 6 будет сниматьая напряжение О к наступит установившийся режим, прн котором момент считывания напряжения с интегратора 17 в динамиюском ззповщнающем элементе 35 буди отставать иа постоянную величину по врЮмеин от момепга считывания этого напряжения в динамическом запоминающем элементе 34. А так как длительность нахождения в 15 26 ю 6 10величины напрязання 01 и нарастание числа.в счев.нке 27 будет происходить быстрее илнже медленнее, а временная задюржка междумоментаьщ считывзння рельефа будет увели-чиваться или же уменьшаться.Повышение точносвс поддержания врезанной зздюржки между моментами считывания, в арзвиеащ с известным устройством, доатпгаетаяза счет того, что в каждом цикле измеренияв данном устройстве происходит замер ирой.данного пути судком н тралом и постояннОФсравнение к корректировка разницы пройден- .ного пути с требуемым расстоянием, задана.,емим напряжением.Ъатройство при работе не требует перкоМческого выключекия.и потерй прк этом полез.ного рабочего втеменк, которое требуетал для .смены носителя информации в известном уат, .ройстне, Для работы устройства нз требуетсатакже специальной аппаратуры, звпнсываалцейинформацию о рельефе дна ка носитель инфор;Крома того, в предлагаемом устройстве кет механизмов протяжки носителя зщформации и устройств; считывающих информацию а Кереме щающегося носителя, что повышает надежность его работы; .единичном состоянии триггеров 18 и 19 лропоркпональна пройденному судном и тралом пути, Зоотсщтащому от начала периода периодически повтэрякяцейся картины рельефа дна, то этотустановавшийся режим будет являться модельюдвижения судна с тралом относительно рель-. ефа дна.35После перепсянения счетчика 26 считывание карпам рельефа дна узлом 2 формирования рельефа диа под судном переместится в начальную томку периода к длительность къвульса ка выходе триггера 18 станет меньше.дйк- . 4 з телькоати иьшульса на выходе триггера 19, по длительность импульса на выходе триггера 4 все равно. будет оставаться нропорцконаа, жй расстоянию между судном и трзлом, так :кзк оиа будет пропорциональна сумью рассто.- 45 яиий, которое тралу необходимо еще пройтив предыдущем периоде, до коню периода повторязицейся картины рельефа дна н рзсстоятине, которое уже прошло судно в следующем50После перенолнекия счетчика 27 процесс увботы устройства будет таким же, как до.переполнения счетчика 26,При изменении длины вытрзвленных взеровменяется нзп 1 аженне 0 и кзрушзется комкек.сация напряжения О напряжением с выхода преобразователя 5, прн этом напряженке на выходе сумматора 6 будет больше клк меньше1 Формула иэобретеаня. 1, Устройство для моделирования прямож нейного движения.судна с тралом откоантель но рельефа дна, содержащее модель рельефа дкз, узлы формирования режефа дна под суд. .ком и тралом, первые .выходы которых являются соответствевю первымн и вторыье выходами устройства и сумматор, первый н второй входы которого являются соответственно первым н вторым входзмк устройства, о т л.ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повыше.ккя точности в него дополнительно введены трйггер, преобразователь длктельносщ в напряжение к кварцевый генератор причем первый выход модели рельефа дка подключен к первым входам .узлов формирования рельефа дна лоц судком н тра лом, ко вторим входам которых подключи второй выход. модели рельефа дка, выход кварцевоо генератора соединен а третьими входзмн узлов формирования рельефа дка под судном и тра лом, вторые выходы которых подключены со. ответствекно к первому и второму входам.триггера, выход которого соединен со Входом преобразователя длительности в напряжение, вмход которого ащкяюен к третьему входу сумматора, выход которого соединен с четвер.тым входом узла форьщровзння. рельефа дка йод тралом, четвертый вход узла формврова11 85801 б 12нии рельефа дна под судномподклющн к пер- ватель прямоугольного импульса и дииамнчесвому входу устройства, кий запоминаахпий элемент, нрнчем первый2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е- вход узла подключи к первому входу дина. е с я тем, что модель рельефа дна содержит мического запоминаалпего элемента, второй генератор, источник опорного напряжения, два 5 вход узла соединен с первым входом трщтетрвтера, эиемент Н, четыре ключа, формиро- ра, третий вход узла подключен к первым упватель прямоугольного импульса и интегратор, рвляаяпим входам первого н второго ключей, Мрифюм выход генератора соединен с первыми выходы которых соединены соответственно со входами элемента И, первого ключа и входом, счетными входаье первого и второго счетчи,первого триггера., выход котора о подключен10 ков, выходы которых подключены соответсг. Ко второму входу элемента И, к первому вхо. венно к первому и второму входу элемента И, ду Второго ключа н ко выду второго триггера, выход которого соединен с первым входом. вмход которого соединен с нервцм входом преобразователя напряжения в длительность третьего клюв и третьим входом элемента И со.вторым входом третера,.выход которого выход которого подключен ка входу формиро- а является вторым выходом узла и подкаочен нателл прямоугольного импульса, выход которо ко второму входу первого ключа, четвертый го явавтся вторым вмходом моделй релмфа вход узла соединен со вторым входом прео 6- диа. и подключен ко входу четвертого ключа, разователя напряжения в длительность, выход выход. которого подключен.к первому входу которого подключен ко вторюиу входу второ. щ 6 Ьгратора, выход которогв является первым эр го ключа и ко входу фомщввателя прямо. выходом модели рельефа диа, выход источюь. угольного импульса, выход которого соединен ка опорного аапряження едключеи ко вторым с установочным входом первого счетчика и со и третьим входам первого, второго и третьего входом динамического запоминающего элеменключей, выходы которых соединены соответст- тавыход котОрого является первым выходом венно со вторыц, третьим и четвертым Входа- нми интегратора., Источники информации,3, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е- припятью во внимащю при экспертизе е с я тем, что узел ФормиФованил рельеФа 1 Авторское свидетельство СССР Иф 52250 б, дна под судном и тралам содержит тр 36 тер, кл. 6 ОВ 8 748, 197 б.. два люча, два счетчика, элемент И, преобра- за 2, Авторское свидетельство СССР У 409240, зоввтель напряжения в дпитепьноев, Формнро кл. б 66 6 748, 1974 (прототип).