DE2309769C3 - Einrichtung zur Steuerung einer Bewegung durch fortlaufende Einstellung mindestens eines Positionskoordinaten-Registers in Abhängigkeit von der Bewegung eines Gebers - Google Patents

Description

Eine weitere Ausbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist gekennzeichnet durch solche Ausbildung des elektronischen Rechenwerks, daß es Beichleunigungsänderungswerte errechnet und an einem Ausgang in Kodeform zur Übermittlung an den E!ektronenrechner bereitstellt

Weiterhin ist eine Einrichtung nach der Erfindung gekennzeichnet durch einen in dem elektronischen Rechenwerk vorgesehenen Umsetzer, der die dem Elektronenrechner in Kodeform zu übermittelnden Werte (Werte der Beschleunigung oder der Beschleunigungsänderung) unterhalb einer vorgegebenen Grenze hält.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteranjprüchen entnehmbar.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt in schematisierter Darstellung einen Rollkugelgeber;

F i g. 2 zeigt den Aufbau eines elektronischen Rechenwerks zur Bildung an einen Elektronenrechner zu übermittelnder Beschleunigungskodes;

Fig.3 zeigt den Aufbau eines elektronischen Rechenwerks zur Bildung an einen Elektronenrechner zu übermittelnder Beschleunigungsänderungskodes.

In F i g. 1 ist 1 ein kalottenförmiges Gehäuse, in dem eine Rollkugel 2 nach allen Richtungen frei drehbar so gelagert ist, daß sie mit einer kleinen Kalotte nach unten aus dem Gehäuse herausragt. Die Rollkugel 2 kann nach allen Richtungen gedreht werden indem das Gehäuse 1 auf einer festen Fläche 3 in entsprechenden Richtungen verschoben wird, wobei die Rollkugel 2 auf der Fläche 3 abrollt. Dieser Rollkugelgeber dient zur Bewegung einer Marke auf dem Schirm einer Elektronenstrahl-Bildschirmröhre. Zu diesem Zweck wird eine Bewegungskomponente der Rollkugel 2 durch ein Reibrad 4 als x-(Horizontal-)Komponente und die dazu senkrechte Bewegungskomponente der Rollkugel durch ein Reibrad 5, dessen Achse in gleicher Ebene mit der des Reibrades 4 senkrecht zu dieser verläuft, als y-(Vertikal-)Komponente abgegriffen. Mit dem Reibrad 4 ist eine Impulsgeberscheibe 6x zu gemeinsamer Drehung verbunden, mit dem Reibrad 5 eine gleich ausgebildete Impulsgeberscheibe %y. Ta und Tb sind schematisch dargestellte Abfühivorrichtungen, die in dieser Art für beide Kodescheiben 6,v und 6y vorgesehen sind. Aus eiern oberen Teil des Gehäuses 1 ragt eine Drucktaste 8 heraus, die, wenn die Bildschirmmarke durch Verschiebung des Gehäuses 1 bewegt werden soll, mit der inneren Handfläche niedergedrückt wird und dabei einen Wechselkontakt 9 von einem Kontakt 10 auf einen Kontakt H umlegt. Die Klemmen der Abfühleinrichtungen Ta, Tb und der Kontakte 10 und 11 sowie die Stromzuführungen sind mit einem flexiblen, aus dem Gehäuse 1 herausführenden, nicht dargestellten Kabel verbunden, über das der Rollkugelgeber mit einem elektronischen Rechenwerk verbunden ist.

Jede Impulsgeberscheibe 6x bzw. 6y weist Kontakte in solcher Anordnung auf, daß jede Abfühlvorrichtung 7a, Tb bei der Drehung der Impulsgeberscheibe eine Rechteckimpulsfolge mit äquidistanten Flanken abgibt, ein Schleifer 7c dient dabei der Stromzuführung. Durch geeignete Ausbildung der Kontakte oder auch gegenseitige Winkelversetzung der Abfühivorrichtungen Ta, Tb sind die von diesen abnehmbaren Rechteckimpulsfolgen um die Hälfte eines Flankenabstands gegeneinander versetzt, wodurch es möglich wird, in bekannter Weise die Drehrichtungen der Impulsgeberscheibe zu unterscheiden und aus den RechteckimDulsen Zählimpulse herzuleiten, die je nach Drehrichtung entweder an einem Aufwärts- oder an einem Abwärts-Zählausgang eines Diskriminators erscheinen.

In den Blockschaltbildern F i g. 2 und F i g. 3 ist das Drucktastenwerk 8 bis H der F i g. 1 mit TA bezeichnet, eine Impulsgeberscheibe nebst Abfühivorrichtungen 7a, Tb mit RK und der vorerwähnte, dieser Impulsgeberscheibe zugeordnete Diskriminator mit D. Bei der Impulsgeberscheibe möge es sich für das Folgende um die Impulsgeberscheibe 6x für die x-Richtung handeln; alle nachfolgend beschriebenen Einrichtungen sind in gleicher Weise für die y-Richtung vorgesehen, bis auf die Einrichtungen N und TG. die beiden gemeinsam sein können. N ist ein Normiersignalgeber, TG ist ein Taktgeber, der Taktimpulse T im Abstand von z. B. 55 msec auszugeben vermag. Da sich in diesen Zeitintervallen nachstehend zu beschreibende Vorgänge wiederkehrend wiederholen, wird ein solches Zeilintervall als Zyklus bezeichnet. Der jeweils aktuelle Zyklus sei durch die Bezeichnung n, der vorangegangene durch n— 1 symbolisiert.

Mit Rt ist ein in beiden Zählrichtungen zählvähiges, z. B. achtstelliges Binärregister bezeichnet, welches Bestandteil eines am Ort des Rollkugelgebers und eines Sichtgerätes befindlichen elektronischen Rechenwerks ist. Die bei Bewegungen der Rollkugel von RK abgegebenen Impulse werden der niedrigsten Stelle des Registers Ri zugeführt als Zählimpulse, die je nach Angabe des Diskriminators D Aufwärts- oder Abwärtszählimpulse sind. Am Beginn eines Zyklus wird das Register Ri zunächst normiert, anschließend addieren sich dann die Zählinkremente, welche Koordinateninkrementen entsprechen, während des aktuellen Zyklus zu einem Betrag DxRn auf, welcher die Dimension einer Geschwindigkeit hat. Ein Register Rl, in welchem ?u Beginn des Zyklus ein für den vorangegangenen Zyklus rechnerisch, wie weiter unten angegeben, ermittelter Geschwindigkeitswert Dxn— 1 enthalten ist, ist mit dem Register Ri durch ein Subtrahiernetzwerk Sl verknüpft, welches die Differenz des Inhalts beider Register, einen Beschleunigungswert bn, bildet. Dieser wird bei der Ausführungsform des elektronischen Rechenwerks gemäß F i g. 2 einem Umsetzer U zugeführt, welcher, wenn der absolute Betrag von bn kleiner oder gleich 6 ist, den positiven oder negativen Beschleunigungswert in Form eines vierstelligen Binärkodes weitergibt, in allen Fällen jedoch, wo der absolute Betrag von bn größer oder gleich 7 ist, gibt der Umsetzer U immer einen Kode des Wertes 8 mit positiven oder negativen Vorzeichen aus.

Der vom Umsetzer U der F i g. 2 ausgegebene Kode wird einmal an einen entfernt untergebrachten Elektronenrechner ER übermittelt und zum anderen in dem elektronischen Rechenwerk einem Addierer Al zugeführt, welcher mit dem Register Rl verbunden ist und den gegebenenfalls transformierten, nämlich reduzierten Beschleunigungsbetrag bri in das Register Rl vorzeichengerecht einaddiert, welches damit einen errechneten Geschwindigkeitsbetrag Dxn= Dxn— 1 + bn' zum Vergleich mit dem »Meßergebnis« im Register Ri des nachfolgenden Zyklus und damit zur Bildung eines neuen Beschleunigungswertes enthält, der wiederum, gegebenenfalls in dem Umsetzer U begrenzt, dem entfernten Elektronenrechner ER übermittelt und außerdem in dem örtlichen elektronischen Rechenwerk wie angegeben verarbeitet wird.

Die Register des elektronischen Rechenwerks (gemäß F i g. 2 also Ri und R2) werden bei losgelassener

Taste 8 (F i g. 1) und damit an Kontakt 10 gelegtes Potential normiert gehalten, während Drücken der Taste 8 und damit Potentialanlegung an Kontakt Il den Taktgeber TG zur Wirkung bringt. Der Elektronenrechner ER erhält so während der Zeit der Betätigung des Rollkugelgebers die Beschleunigungswcrte. wie angegeben, für die x- und ^-Richtung und ist in der Lage, an Hand dieser Werte den Inhalt eines a- und eines /-Positionskoordinatenregisters, nach dessen Inhalt die Position einer Marke auf dem Bildschirm des Sichtgerätes einstellbar ist, in derselben Weise zu verändern, wie sich der Inhalt des Registers Rl ändert, wodurch die Marke mit einer entsprechenden Geschwindigkeit über den Bildschirm läuft. Die Bewegungen der Marke geraten dabei auch bei sehr hohen, der Rollkugel von Hand vermittelten Beschleunigungen nicht außer Kontrolle, vielmehr bewegt sich wegen der Begrenzung der dem Rechner übermittelten Beschleunigungswerte die Marke in solchen Fällen nur langsamer, als es der Gebergeschwindigkeit entspricht, in der gewünschten Richtung über' den Bildschirm. Die Wirkung des Umsetzers U, der, wie angegeben, auch negative Beschleunigungen, also Verzögerungswerte begrenzt und mit der Masse eines Schwungrades vergleichbar ist, hat zur Folge, daß bei hohen Verzögerungswerten ein kurzzeitiges »Überschießen« der Markenbewegung nach Beendigung der Geberbewegung staltfindet, wenn mehrmalige Subtraktionen des Vcrzögerungs-Maximalwerts (- 8) stattfinden, bis der Inhalt des Registers R2 auf Null reduziert ist.

Bei Beschränkung des Datenflusses auf eine Bit-Oktade je Zyklus kann eine Nacheinanderübertragung der Beschleunigungswerte für χ und y mit je vierstelligem Kode stattfinden. Es ist vorgesehen, daß drei Stellen des für jede Koordinate zu übermittelnden Beschleunigungskodes die Betragswerte »null« bis »sechs« der Beschleunigung binärkodiert angeben, daß das Maximal-Tripel LLL nicht den Beschleunigungswert 7, sondern (auf Grund praktischer Versuche) den höheren Wert 8 bezeichnen soll und daß die vierte Kodestelle das Beschleunigungsvorzeichen angibt, indem sie für positive Beschleunigungen z. B. = 0, für Verzögerungen = L ist. Bei der angegebenen Benutzungsart des Maximaltripels LLL ist es zur Erzielung eines normal binären Addiervorganges im Addierer A2 zweckmäßig, im Umsetzer U einen Logikteil vorzusehen, welcher dem Addierer statt des genannten Tripeis den »echten« Binärwert acht positiv oder negativ zuführt.

Eine Nachsteucrung z. B. einer Bildschirm-Marke mit in etwa den vorbeschriebenen Hilfsmitteln kann auch in der Weise bewirkt werden, daß die dem Elektronenrechner zu übermittelnden Kodes Beschleunigungsänderungcn beinhalten. Ein Beispiel für eine hierfür zu treffende Ausbildung des elektronischen Rechenwerks ist in F i g. 3 dargestellt, wobei Teile wiederkehren, die bereits beschrieben wurden und ebenso wie in F i g. 2

■ ο bezeichnet sind.

In der elektronischen Recheneinrichtung nach F i g. 3 wird der dem Subtrahiernetzwerk Si am Ende eines Zyklus entnehmbare Beschleunigungswert, er sei jetzt als »aktueller« Beschleunigungswert mit bRn bezeich-

>5 net, in ein Register /?4 eingetragen, das am Beginn des Zyklus gelöscht wurde. Ein Register R3, in welchem zu Beginn des Zyklus ein für den vorangegangenen Zyklus ermittelter Beschleunigungswert bn — Γ enthalten ist, ist mit dem Register /?4 durch ein Subtrahiernetzwerk S2 verbunden, welches die Differenz des Inhalts beider Register, einen Beschleunigungsänderungswert dbn, bildet. Dieser Beschleunigungsänderungswert wird einem Umsetzer U, der wieder, wie zuvor erläutert, ausgebildet sein kann, zugeführt. Der Umsetzer U gibt einen Beschleunigungsänderungswert dbri aus, der in der gleichen Weise, wie dies vorher für den Beschleunigungswert bn' beschrieben wurde, kodiert und begrenzt sein kann. Dieser Wert wird dem entfernten Elektronenrechner ER übermittelt und ferner, auch hier zweckmäßig in rein binärer Form dargestellt, einem Addierer A4 zugeführt, der den Wert bn' in das Regi ster R3 einaddiert, wodurch dieses Register einen jeweils aktuellen errechneten Beschleunigungswert bn enthält. Wie bereits bei F i g. 2 beschrieben, wird diesel Wert bn' in das Register R2 einaddiert, welches übei den jeweils aktuellen errechneten Stand der Geschwin digkeit Buch führt, so daß auf Grund des beim nächster Zyklus im Register Ri gemessenen Geschwindigkeits werts ein neuer aktueller Beschleunigungswert bRn ge bildet werden kann. Der Elektronenrechner hat aus dei übermittelten Beschleunigungsänderungswerten für je den Zyklus die aktuelle Beschleunigung zu berechne! und über diese Buch zu führen, wie das im Register Rl der Fall ist, und daraus wieder die aktuelle Geschwin digkeit in einem Register entsprechend R2 zu bilder nach dessen Inhalt die Bildschirm-Marke steuerbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Steuerung einer Bewegung durch fortlaufende Einstellung mindestens eines Registers eines Elektronenrechners nach Maßgabe von Positionskoordinaten in Abhängigkeit von der Bewegung eines Gebers, wobei mindestens ein durch die Geberbewegung betätigter Kodegeber vorgesehen ist sowie eine gleichmäßig getaktete Abfragevorrichtung, die mit jedem Takt den zu dieser Zeit bereitstehenden Kode abfragt und dem Elektronenrechner übermittelt, der hieraus einen Wert der gesteuerten Positionierung errechnet und in das Register einträgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (F i g. 1) bei seiner Bewegung Koordinaten-(nkremenie in an sich bekannter Weise als Impulsfolgen ausgibt, die die Bewegungsrichtung zu diskriminieren gestatten, und daß als Kodegeber zur Bildung der an den Elektronenrechner zu übermittelnden Kodes ein elektronisches Rechenwerk (Fig.2 oder 3) vorgesehen ist, welches die Impulsfolgen aufnimmt und hieraus Beschleunigungswerte errechnet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Ausgang des elektronischen Rechenwerks (F i g. 2), über den die Beschleunigungswerte in Kodeform an den Elektronenrechner (ER) übermittelt werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch solche Ausbildung des elektronischen Rechenwerks (F i g. 3), daß es Beschleunigungsänderungswerte errechnet und an einem Ausgang in Kodeform zur Übermittlung an den Elektronenrechner (ER) bereitstellt.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen in dem elektronischen Rechenwerk vorgesehenen Umsetzer (U), der die dem Elektronenrechner in Kodeform zu übermittelnden Werte (Werte der Beschleunigung oder der Beschleunigungsänderung) unterhalb einer vorgegebenen Grenze hält.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein durch die Impulsfolgen betätigtes, in beiden Richtungen zählfähiges, die Koordinateninkremente jeweils während der Dauer eines Taktintervalls zählendes Register (Al) sowie eine Recheneinrichtung (Sl, U, -42, R2), die in jedem Taktintervall den Inhalt dieses Registers mit einem durch die Zählergebnisse vorangegangenen Taktintervalle bestimmten Wert vergleicht und einen Beschleunigungswert in Kodeform ermittelt.

6. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Register (A4), in das für jedes Taktintervall ein in diesem ermittelter Beschleunigungswert eingetragen wird, sowie eine Recheneinrichtung (52, U, A4, R3), die in jedem Taktintervall den Inhalt dieses Registers mit einem durch die Beschleunigungen vorangegangenen Taktintervalle bestimmten Wert vergleicht und einen Beschleunigungsänderungswert in Kodeform ermittelt.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch einen Umsetzer (U), welcher Kodes, deren Wertigkeit eine vorgegebene Grenze überschreitet, in einen Kode eines festen, an oder nahe dieser Grenze liegenden Wertes transformiert.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung einer Bewegung durch fortlaufende Einstellung mindestens eines Registers eines Elektronenrechners nach Maßgabe von Positionskoordinaten in Abhängigkeit von der Bewegung eines Gebers, wobei mindestens ein durch die Geberbewegung betätigter Kodegeber vorgesehen ist, sowie eine gleichmäßig getaktete Abfragevorrichtung, die mit jedem Takt den zu dieser Zeit bereitstehenden Kode abfragt und dem Elektronenrechner übermittelt, der hieraus einen Wert der gesteuerten Positionierung errechnet und in das Register einträgt.

Eine solche Einrichtung ist aus der deutschen Offenlegungssch: ift 19 16 348 bekannt. Eine Rollkugel des zu bewegenden Gebers betätigt hier mechanisch für jede Koordinatenrichtung eine Kodescheibe, die für einen vorgegebenen Abschnitt der in diese Koordinatenrichtung fallenden Bewegungskomponente eine diesen Abschnitt abbildende Folge von Positionskodes in mehreren gleich großen Sektoren jeweils einmal bereitstellt, und es wird von dem Elektronenrechner im Abfragetakt aus mehreren zuletzt aufeinanderfolgend abgefragten Positionskodes ein Erwartungswert der gesteuerten Positionierung errechnet, nach Maßgabe einer Restklassenbestimmung, des zuletzt abgefragten PositioRskodes und gegebenenfalls eines Anfangskorrekiurwertes korrigiert und das Ergebnis in das betreffende Positionskoordinaten-Register eingetragen.
Insbesondere ist dabei vorgesehen, daß an Hand des jeweiligen Inhalts der Positionskoordinaten-Register des Elektronenrechners der Auftreffpunkt des Elektronenstrahls einer Bildschirmröhre einstellbar ist, so daß nach Maßgabe der Geberbewegungen eine Marke auf dem Bildschirm bewegt wird.

Die Übertragung der Kodes vom Geber zum Elektronenrechner ist mit geringerer, z. B. von einer üblichen Fernschreibleitung bereitgestellter Bandbreite durchführbar, als erforderlich wäre, wenn man die Positionskoordinaten-Register im Wege des Koordinateninkrementen entsprechenden Aufwärts- und Abwärtszänlens durch Geberimpulse betreiben würde, was ebenfalls bekannt ist, insbesondere in der Form, daß für jedes Register zwei Rechteckimpulszüge übermittelt werden, wobei deren gegenseitige Phasenlage die Zählrichtung bestimmt (wie in dei DT-OS 15 49 916 angegeben).

Bei der bekannten Einrichtung nach der deutschen Offenlegungsschrift 19 16 348 ergibt sich jedoch die Förderung, daß sprunghafte erhebliche Geschwindigkeitsänderungen des Gebers vermieden werden müssen, weil andernfalls die gesteuerte Bewegung außer Kontrolle geraten kann.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung, bei der die durch die vorgenannte Forderung gegebene Beschränkung nicht besteht.

Erfindungsgemäß ist bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, daß der Geber bei seiner Bewegung Koordinaten-Inkremente in an sich bekannter Weise als Impulsfolgen ausgibt, die die Bewegungsrichtung zu diskriminieren gestauen, und daß als Kodegeber zur Bildung der an den Elektronenrechner zu übermittelnden Kodes ein elektronisches Rechenwerk vorgesehen ist, welches die Impulsfolgen aufnimmt und hieraus Beschleunigungswerte errechnet.

^h5 Insbesondere ist ein Ausgang des elektronischen Rechenwerks vorgesehen, über den die Beschleunigungswerte in Kodeform an den Elektronenrechner übermittelt werden.