Analog Computers

Reference / Paper · 1969

EAI Report Nr. 016 — Mitteilungsblatt der Electronic Associates GmbH

Read the PDF (28 pp) ↗ Read the English translation →

EAI Report Nr. 016 is a German-language company newsletter (May–June 1969) from Electronic Associates GmbH, Aachen. It covers Clevite/Brush strip chart recorders (including the Mark 280 6-channel portable and the Datapoint multipoint recorder), introduces the EAI 430 Dataplotter (an XY plotter with RAPID polynomial interpolation), presents a technical article on autocorrelation analysis of stochastic time functions using hybrid computers (including the EAI-380), and includes a programming exercise on the pursuit problem, a Hannover-Messe 1969 trade-fair report, an Apollo 9 tribute, the EAI 380 system description, a trade-in program announcement, and MC laboratory connector accessories.

Manufacturer
EAI
System
EAI 380, EAI 430, EAI 7945, EAI 8900
Author
Electronic Associates GmbH
Year
1969
Type
Reference / Paper
Language
German
Learning track
specific applications
Pages
28
Credit
Electronic Associates GmbH, 51 Aachen — Bergdriesch 37; Nr. 016, 5. Jahrgang, Mai 1969 – Juni 1969.
  • EAI 380, EAI 430, EAI 7945, EAI 8900
  • EAI
  • hybrid computing
  • autocorrelation analysis
  • XY plotter
  • strip chart recorder

← Back to the Reference Library

EAI Report Nr. 016 — Mitteilungsblatt der Electronic Associates GmbH

EAl —Kacort MITTEILUNGSBLATT DER ELECTRONIC ASSOCIATES GMBH 51 AACHEN - BERGDRIESCH 37 Mai 1969 — Juni 1969 Nr. 016 — 5er Jahrgang Place Mark 260 6-channel Portable. r ai Ss h R E | O R D E R Low Cost-per-channel TTT IT | | | {| ITN, {Hh > | L | I ARTEL DER Du IHM tomy Lil MM RECORDING CLEVITE bush SYSTEMS BRUSH Instruments USA, eine von 12 Töchterfirmen der Clevite Corporation USA, wurde 1921 von Charles F. Brush gegründet, dem Sohn des Erfinders der Bogenlampe. BRUSH Instruments hat grundlegende Leistungen bei der Entwicklung von piezoelektrischen, akustischen und Ultraschall-Geräten vollbracht; BRUSH-Entwicklungen sind z.B. der erste praktisch einsetzbare Magnetdraht-Recorder, der. erste magnetische Schreibfeder-Motor, das erste Magnetbandgerät für Unterhaltungszwecke. In den letzten Jahren hat sich BRUSH auf die Entwicklung und Fertigung von schreibenden Meßgeräten spezialisiert und eine führende Position in diesem Fachbereich eingenommen. Eine der letzten schrittmachenden Neuerungen, der auf den folgenden Seiten vorgestellte: Punktschnelldrucker "DATAPOINT", wurde auf der letzten IEEE in New York als "revolution- ärste Neuentwicklung der letzten Jahre auf dem Schreibermarkt" bezeichnet. Im Hauptwerk Cleveland, OHIO USA, fertigt BRUSH Instruments in modernen Anlagen alle Typen des BRUSH-Schreiberprogramms und unterhält eine eigene Druckerei für das bedruckte Standard-BRUSH-Registrierpapier. BRUSH-Vertriebs- und Service-Organisationen sind in allen Erdteilen vorhanden. Die europäische BRUSH-Generalvertretung befindet sich in Ant- werpen, Belgien, und trägt die volle Verantwortung für alle BRUSH Aktivitäten in Ver- trieb, Service und Applikation. Das BRUSH-Büro in Antwerpen beliefert von Belgien alle europäischen BRUSH-Vertretungen mit Geräten, Zubehör, Papier, Ersatzteilen etc. Wir, die EAI-GmbH in Aachen, sind seit 1965 die autorisierte deutsche Vertretung für BRUSH Instruments und unterhalten, neben dem Vertrieb, eine flexibel arbeitende Service- abteilung (mit Ersatzteillager), die sich bemüht, kurzfristig die Mängel zu beheben, die sich gelegentlich selbst beim besten Gerät einstellen. Beiliegend finden Sie unseren BRUSH-Kurzkatalog, eingehende Informationen über den BRUSH 6-Kanal-Schnellschreiber Mark 260, einen Probeschrieb des BRUSH 2-Kanal-Schreibers MK 220 und eine Antwortkarte. Auf den nachfolgenden Seiten berichten wir über einige BRUSH-Geräte und deren Anwendungen. Dürfen wir für Sie tätig werden? Bitte rufen Sie uns an: u S5rush Anwendungsbereiche der BRUSH-Schnellschreiber und Lichstrahloszillographen Da unsere BRUSH-Registriergeräte in der Lage sind, die meisten auftauchenden Mess- und Registrierprobleme zu lösen, geben wir Ihnen im folgenden eine Aufstellung typischer BRUSH-Applikationen, die Ihnen sicher helfen kann, bei der Lösung Ihres spezifischen Problems den richtigen Weg zu finden: Industrielle Applikationen: Displacement (Verschiebung) Temperatur Differenzdruck Spannung und Verformung Druck Drehmoment Beschleunigung Gewicht Stoss Geschwindigkeit Vibration Drehzahl ballistischer Druck Leistung Kraft elektrische Spannung, Strom Verdrehung Telemetrie: FM, PDM, PCM Wissenschaftliche Applikationen: - Registrierung der Lösungen am Analogrechner - Stabilitätsmessungen und Driftmessungen an DC-Verstärkern und Netzgeräten - Aufzeichnung der Messergebnisse von Brücken und Messgeräten wie Differen- tialvoltmeter, Schwingungsanalysatoren, Frequenzanalysatoren, elektronischen Filtern, Messverstärkern, Oszillographen etc. Chemische Applikationen: Prozessteuerung, Registrierung des Regelverhaltens, Massenspektrometer - Signalausgänge pH - , Leitfähigkeits-Steuerungen niedrige DC-Potentiale etc. Wir sind gerne bereit, Ihnen für den Einsatz unserer Geräte auf Ihrem Fachgebiet Referenzen zu benennen. e ı 06060688; i fot ist Mark 220— Mark 2300 Mark 250 5” Strip Chart Recorder New Hi 4 Pert Portabl Lightb Oscill h Fastest, most versatile strip-chart re- ew High Performance Portable ig . sam User ograp corder anywhere. To 10Hz fullscale, 40 Weighs just 25 pounds; uses same Application possibilities of this versatile ms rise time. Contactless servo. Detach- patented writing system as Mark 200 portable recorder are almost unlimited. able chart magazine. Portable or rack Series. ‘“Throw-away'' cartridge contains Simple incandescent light-source is mounting. Accepts 4200 Series preamps ink for one year of normal writing. fail-safe. — brush INSTRUMENTS DIVISION Meet Datapoint. Its 20 times faster than other multipoint recorders. And infinitely more versatile. DATAPOINT 20mal schneller als andere Punktdrucker, ; Und vielseitiger. 8 Kanäle auf 11,5 cm überlappend Multipoint: Abtasten von | bis 8 Kanälen mit Geschwindigkeiten von 20 Punkten/sec bis 2 sec/pkt. Punkte gleichmässig über die angewählten Kanäle verteilt. Betriebsarten Intensiv: Kanal | oder 2 oder beide bevorzugt ausgedruckt, übrige aktive Kanäle weniger oft. Kontinuierlich: I Kanal (wählbar) wird kontinuierlich (nicht punktweise) ausgeschrieben, Frequenzen bis 5 Hz über volle Schreib- breite. Elektrischer Kanalwechsel per Druckschalter. Weitere Daten Abtastraste: 20 Pkt./sec bis 2 sec/pkt, kontinuierlich einstellbar Kanal-Kenn- jeder Kanal wird kurz unterbrochen, wenn am Papierrand zeichnung: seine Nummer erscheint. An- und abschaltbar über Druck- schalter "ident". Schreibart: geradlinig Papier: Faltpapier, interne Aufnahme, Länge 23 m, Breite 15 cm, Kanalbreite 11,5 cm, 50 Skalenteile, leicht auswertbar Papiervor- 12 Geschwindigkeiten: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; schub: 1 inch/min.; umschaltbar auf inch/sec. Papierantrieb: Uber Igelwalze, automatischer Stop bei Papierauslauf Nichtlinearität: weniger als 0,5%, erreicht durch berührungsloses Servo- system Eingang: + 2,5 V, 5 k.. Impedanz, kompatibel zu allen BRUSH-Vorver- stärkern und -kopplern. Zusätzliche Eingänge: Verstärker mit automatischer Nullpunkt-Kompensation für Thermoelemente, Verstärkungseinstellung und Nullpunktunterdrückung, Empfindlichkeit:5 mV Vollausschlag, | k.- Impedanz, 8 zusätzliche Eingänge zur Mischung von Vor- verstärker-Signalausgängen mit Thermoelement Ereignis und Zeitmarkierer zusätzlich erhältlich Steuerung: Netzschalter, Papier-Vorschub-Schalter, Stop, 0,02; 0,05; d 0,1; plus MIN/SEC-Umschaltyng, plus Faktor 10, Betriebsart: Drehschalter, Steuerung der Punktrate, kontinuierlich ver- änderlich. Stop, schaltet kontinuierliche Betriebsart auf nächsten aktiven Kanal. Filter, schaltet 60-Hz-Filter ( -30dB) ein. Ident, Ein-Aus für Kanal-Kennzeichnung. Kanal-Anwahl -Schal- ter 1 bis 8. Alle Druckschalter sind illuminiert. Netzanschluss: 230 V/50 Hz, 100 W; andere Anschlussmöglichkeiten auf Anfrage. Abmessungen: 23 cm breit, 37 cm hoch, 30,5 cm tief Gestelleinschub:Modell 15-6617-40 Typische Applikationen für den DATAPOINT: Temperatur-Verteilung Prozessüberwachung Umfang und Geschwindigkeit von Temperaturänderungen Chemische Analysen Druckverteilung in Schiffskörpern Maschinen- und Fahrzeugdynamik Strukturelle Kräfte-Analyse Überwachung biologischer Funktionen eV Wartung mail-in Services Betr.: Neuregelung im Wartungsbereich der Firma EAI-GmbH Aachen Sehr geehrte Herren! Die Firma EAI-GmbH, Aachen, beabsichtigt, ab sofort allen ihren Kunden ein neues Wartungssystem anzubieten. Neben den bisherigen Wartungslei- stungen soll ein sogenannter "MAIL-IN-SERVICE" eingerichtet werden, ei- ne Idee, die bereits viele unserer Kunden an uns herangetragen haben. Das neue Wartungssystem wird folgendermaßen aufgebaut sein: Für die Wartung Ihrer EAI-Geräte schliesst die Firma EAI-GmbH, Aachen, mit Ihnen einen Vertrag ab, der auf | Jahr befristet ist. In diesem Vertrag wird ein Festbetrag vereinbart, gestaffelt je nach Anzahl und Grösse der zu wartenden Geräte. Dieser Betrag wird fällig bei Vertrags- abschluss. Der Vertragspartner hat nun die Möglichkeit, alle Geräte oder Einzelbau- steine nach Aachen zur Reparatur einzuschicken. Alle Reparaturen werden im Rahmen dieses Vertrages durchgeführt, unabhängig von der Anzahl der erforderlichen Arbeitsstunden und Ersatzteile. Ausgenommen sind selbst- verständlich Verbrauchsmaterialien wie Batterien, Schreibfedern, Tinte, Papier etc., ausserdem durch unsachgemässe Behandlung zerstörte Geräte, wie z.B. gebrochene Schaltfelder und Steckerleisten und durch unsachge- mässen Transport beschädigte Geräte. Wir glauben, daß unser neues Wartungssystem auch Ihr Interesse finden wird. Bitte, lassen Sie uns eine kurze Nachricht zukommen, wir werden Ihnen dann unverzüglich ein entsprechendes Angebot unterbreiten. Bis dahin verbleiben wir mit freundlichen Grüssen EAI-ELECTRONIC ASSOCIATES GMBH = Kunden hens tapeer tine - u Er ( Ing. D. Schwarz ) C Abt.-Leiter Die Beschreibung stochastischer Zeitfunktionen mittels der Autokorrelationsfunktion Prof. Dr.-Ing., Dr.-Ing. E.h. Walther Wegener F.T.I. Dipl.-Ing. Giinter Feier Die Korrelationsanalyse ist ein wichtiges Verfahren der Signal- verarbeitung. Sie ist insbesondere fiir die beiden folgenden weit- gespannten Anwendungsgebiete geeignet: 1. Zur Entdeckung periodischer Signale im Rauschen und zur Analyse von Signal- oder Rauschfrequenzbänder. 2. Zum Vergleich zweier Signale, die beide durch Rauschen oder auch durch andere Signalfrequenzen gestört sein dürfen. Dabei kann der Grad der "Verwandtschaft" zwischen den beiden Signalen ermittelt werden. Im ersten Fall wird die sogenannte Autokorrelationsfunktion ver- wendet, im zweiten Fall die Kreuzkorrelationsfunktion. Üblicherweise wird die Autokorrelationsfunktion in der unnormierten Form +T 1 . Kea) =o f x(t) x(t+t) dt angegeben. Kurz sei darauf eingegangen, wie sich verschiedene Eigenschaften des zu untersuchenden Signals x(t) in der Autokorrelationsfunktion wiederfinden bzw. welchen Einfluß sie auf den Verlauf der Autokorrelationsfunktion haben. Die Autokorrelationsfunktion einer streng periodischen Zeitfunktion ent- hält alle in dieser Zeitfunktion enthaltenen Komponenten des Frequenz- spektrums, wobei jedoch jede Phaseninformation verloren geht. Durch diese Eigenart bedingt, entspricht der Verlauf der Autokorrelationsfunktion keines- wegs dem Verlauf der Signalfunktion. Es können jedoch die Wellenlängen der im Signal x(t) enthaltenen Periodizitäten aus dem Verlauf der Autokorrelations- funktion ermittelt werden. So ergibt sich für die Signalfunktion x(t)= A sin(wt +9) 2 A . . . K TI s— eine Autokorrelationsfunktion (t) ad Dabei können J und t durch Skalieren einander zugeordnet werden. Wird die periodische Funktion x(t) als Gemisch von harmonischen Schwingungen mit Ae oa x(t)= +2, A, sin (nwt +9) angesetzt, so ergibt sich für die Autokorrelationsfunktion: 2 A 12 2 K (t) ara A, cos nwt Ein Rauschsignal scharf begrenzter Bandbreite hat eine Autokorrelationsfunktion, sin x die durch die Funktion beschrieben wird. Ein Katalog solcher Zuordnungen erlaubt die Analyse auch komplizierterer Signale. Signalfunktion Autokorrelationsfunktion [Luise N Rechteck x(t) | | 7 K{r) RA | | ; Sägezahnpuls x(4#) Kir) Sic T Breitbandrauschen x(¢) K(r) \ ae t Tre u: Schmalbandrauschen Die Autokorrelationsanalyse wird, trotz ihrer unbestreitbaren Vorteile, noch relativ wenig in der Praxis verwendet. Dies ist darauf zurückzuführen, daß ge- eignete Korrelationsrechner meist nicht zur Verfügung stehen. Dabei ist im Grunde genommen jeder Rechner geeignet, der die mathematischen Operationen obiger Defini- tionsgleichung zuläßt. Besonders günstig für die Autokorrelationsanalyse scheint der Analogrechner zu sein. Die Produktionsverfahren in der Textiltechnik sind im allgemeinen sehr kompli- ziert, wobei sehr viele Zusammenhänge bisher im wesentlichen intuitiv erfaßt wurden und erst allmählich durch einen großen Forschungsaufwand einer exakten Er- fassung und Beschreibung zugänglich gemacht werden können. So ist die Anordnung von einzelnen Fasern entlang einem Faserlängsverband sehr vielen Zufälligkeiten unter- worfen. Bei den einzelnen Produktionspassagen wird die Ungleichmäßigkeit der Faser- anordnung zunehmend erhöht. Das hat ein ungleichmäßiges Aussehen des Faserlängsver- bandes zur Folge. Darüberhinaus können durch fehlerhafte Maschinenelemente periodische Störungen auftreten, die bei der Weiterverarbeitung des Faserlängsverbandes zu Faser- flächengebilden wertmindernde Effekte erzeugen. Durch die Verwendung der Autokorrelationsanalyse gelang es, diese Periodizitäten festzustellen und ihre Entstehung zu erklären. Eine sehr wichtige Anwendung be- trifft den Vergleich verschiedener Produkte oder auch verschiedener Verfahren. Auch hier ermöglicht die Autokorrelationsanalyse interessante Aussagen bezüglich der Un- gleichmäßigkeit. Das dabei untersuchte Merkmal kann sowohl der optische Durchmesser als auch die Masse pro Längeneinheit sein. Dies erfordert lediglich verschiedene Meßwertwandler. lt) — Rauschsignal mit versteckter Periode und zugehöriges Autokorrelagram. Die Autokorrelationsanalyse erlaubt auch in vielen anderen Gebieten grundlegende Aussagen über Gesetzmäßigkeiten und Zusammenhänge. Beispielsweise seien angeführt die Akustik, die Pneumatik und die Hydraulik, die Meteorologie, Untersuchungen des Fahrverhaltens von Fahrzeugen, Haft-Gleit-Untersuchungen usw. Die Liste der Anwendungsgebiete läßt sich fast beliebig erweitern. Überall, wo in der Meß- und Simulationstechnik stochastische Prozesse auftreten, kann die Korrelationsanalyse wesentliche und oft grundlegende Gesetzmäßigkeiten aufdecken. Der elektronische Analogrechner gestattet die nach der Befinitionsgleichung notwendigen Operationen Multiplikation und Integration. Dabei ist für die Genauigkeit der Multiplikation etwa 1% zu fordern. Die Integration sollte so genau wie irgend möglich durchgeführt werden, da bei den für die Korrelations- analyse notwendigen Rechenzeiten Integrationsfehler besonders störenden Einfluß haben. Ein für die Autokorrelationsanalyse notwendiger Baustein ist das Laufzeitge- rät, das das Signal x(t) um die Korrelationsverschiebung © zeitlich verzögert. Dieses Laufzeitgerät wurde bisher durch einen Magnetbandspeicher mit Endlos- schleife realisiert und war wegen des unvermeidlichen Verschleißes sehr stör- anfällig. Heute kann die Laufzeitverzögerung durch ein rein elektronisch arbeitendes Gerät erzielt werden. Das elektronische Laufzeitgerät LGZ arbeitet hybrid und kann Signale bis zu 1000 Sekunden verzögern. Da die Zeitverzögerung durch einen externen Takt beeinflußt werden kann, ist eine Steuerung durch einen angeschlossenen Analog-Hybrid-Rechner (z.B. EAI-380) möglich. Dieser Hybridrechner kann dann auch die Rechenoperationen für die Et- mittlung der Autokorrelationsfunktion durchführen und das Ergebnis entweder auf- zeichnen (VARIPLOTTER) oder in Digitalform anzeigen. x(t) MULT. LGZ MULT. = Multiplikator LGZ = Laufzeitgerät x(t) = Signal Blockschaltbild zur Autokorrelationsanalyse Kann bei dem zu untersuchenden Signal Stationärität vorausgesetzt werden, so kann die Rechnerschaltung direkt an die Signalquelle angeschlossen werden. Dieser Fall ist insbesondere bei Simulationen auf dem Hybridrechner interessant, wenn mit Rauschsignalen gearbeitet wird. Ist das zu untersuchende Signal ein Meßsignal, so ist eine Zwischenspeicherung auf Magnetband sinnvoll. Dies ist unbedingt notwendig, wenn die Stationärität des Signals nur in erster Näherung angenommen werden kann. Ein Vergleich der Autokorrelationsfunktion des Meßsignals mit der Autokorrelations- funktion des Simulationsversuches erlaubt oft einen tiefen Einblick in die Gesetz- mäßigkeiten der durch die Simulation zu erfassenden Zusammenhänge. The EAI 430 DATAPLOTTER provides automatic conversion of computer generated data, either on-line or off-line, into graphic form quickly... accurately .. . reliably . . . and efficiently. Der DATAPLOTTER EAI 430 Der Anfall von Computerdaten in den verschiedenen Fachgebieten steigt von Jahr zu Jahr mit der Anzahl der installierten Rechenanlagen. Es stellte sich daher die Forderung nach einem Gerät, welches diese Daten mit grösstmöglicher Geschwindigkeit in graphischer Form angeben kann. Mit der Erfahrung von 20 Jahren im Bau von schreibenden Geräten (X-Y-Schreiber VARIPLOTTER, DATAPLOTTER, etc.) ausgestattet, präsentiert EAI-Electronic Associates Inc., nunmehr ihre neueste Entwicklung, den Dataplotter EAI 430. Das System wurde mit grossem Erfolg zum ersten Male ausserhalb der USA auf der diesjährigen Hannover-Messe ausgestellt. \ Der EAI 430 kann, je nach Bedarf des Anwenders, in verschiedener Weise ausgerüstet werden. Das Blockdiagramm lässt erkennen, dass ein voll funktionsfähiges Grundsystem z.B. schon q bestehen kann aus einer Steuerkonsole, einer Magnetbandeinheit (oder Interface), einem Zeichentisch und einer Einfach-Federausrüstung. Die übrigen Einheiten stehen als Er- weiterung oder Alternative zur Verfügung. | | Der EAI 430 kann im off-line oder on-line-Betrieb eingesetzt werden. Als Eingabemedien stehen sowohl 7- als auch 9-Spur-Magnetbänder zur Verfügung. Für die gebräuchlichsten | Digitalrechner kann eine On-line-Interface angeboten werden. q Im Moment stehen zwei Zeichentischgrössen zur Verfügung: 31 x 36" (78 x 91 cm) und 54 x 76" (137 x 193). Im Tisch selbst sind lediglich die Antriebssysteme fiir X und Y enthalten, | während die Elektronik in der Steuerkonsole untergebracht ist. Der EAI 430 benutzt ein einmaliges hybrides Analog/Digital-Servosystem, welches die hohe Geschwindigkeit eines | analogen Servosystems mit der Präzision eines digitalen Servosystems verbindet. Hoch- leistungsfähige analoge Servomotoren bewegen den Arm und die Feder des DATAPLOTTER. Mit der Bewegung des Arms und des Federwagen ist ein optischer Impulsgenerator (Encoder) ge- koppelt, der für jedes 0.001" (0.025 mm) an Bewegung bei allen Geschwindigkeiten einen Rück- führimpuls abgibt. Dies bietet die Möglichkeit, das Befehlsregister (Desired Position Re- gister) mit dem Positionsregister (Feedback Register) zu vergleichen. Die Differenz dieser beiden wird zum Antrieb der Mechanik benutzt, bis der digitale Fehler Null geworden ist. Die positive Positionierung vermeidet eine Akkumulierung von Fehlern, so dass bei Eingabe eines Fehlpunktes hieraus keine Verschiebung der Kurve oder Gerade resultiert. a a — al == in Die maximale Zeichengeschwindigkeit für Geraden beträgt 20"/sec (50 cm/sec), für Kurven 16"/sec (40 cm/sec). Der DATAPLOTTER zeichnet selbst bei maximaler Geschwindigkeit ohne Beeinträchtigung von Qualität oder Genauigkeit des Schriebs. Die Steuerkonsole des DATAPLOTTER EAI 430 steht in 2 Versionen zur Verfügung: BASIC und RAPID. BASIC enthält die Elektronik für die Betriebsarten Point, Line, Free Run, Scribe und Point Mode, während RAPID zusätzlich die RAPID-Betriebsart (Rapid Accurate Polynomial Interpolation Device) enthält. Folgende Betriebsarten können einzeln oder in Kombination benutzt werden: Point Mode. Line Mode. Scribe Mode. Print Mode. Free Run Mode. RAPID Mode. Hierbei werden die Daten als eine Folge von Punkten oder Symbolen ge- plottet. Geschwindigkeit bei Punktplotten ist 300/min. Gerade Linien jedweder Länge unter beliebigem Winkel können gezeichnet werden, wobei lediglich Anfangs- und Endpunkt angegeben werden muss. Geschwindigkeit max 20"/sec (50 cm/sec). Hierbei werden über vorgegebene Unterprogramme alphanumerische Zeichen in beliebiger Grösse in beliebiger Winkelstellung geschrieben. Diese Betriebsart wird im Zusammenhang mit dem Symboldrucker benutzt. 48 alphanumerische Zeichen können mit Schreibmaschinen-Qualität gedruckt werden. Geschwindigkeit 170 bis 300 Zeichen/min. Man benutzt diese Betriebsart zum Zeichnen stetiger Kurven bei kon- stanter Geschwindigkeit, wobei die Feder durch eine Serie von nahe beieinanderliegenden Datenpunkten (0.125') gesteuert wird. Die Free Run Mode ist eine hervorragende Betriebsart zum Zeichnen von Konturen, da hierbei die Daten normalerweise nicht ganz genau sind und ein stetiger Kurvenverlauf wichtiger ist als das genaue Ansteuern eines Datenpunktes. (Rapid Accurate Polynomial Interpolation Device) Mit der RAPID-Mode Ausführung werden Kurven exakt durch jeden einge- gebenen Datenpunkt gezeichnet. Diese Betriebsart benutzt zur Inter- polation ein Polynom 3er Ordnung und erreicht damit eine bessere Rechner- ausnutzung. Das RAPID-Unterprogramm ist so ausgewogen, dass die Hard- ware zur Interpolation zwischen den Datenpunkten herangezogen wird. Es berechnet ausserdem die optimale Geschwindigkeit, welche die Mechanik und Servoantriebe der Hardware als Funktion der Krümmung noch tolerieren kann. Die Interpolation resultiert in einer Kurve, welche durch alle ge- gebenen Datenpunkte geht und kontinuierlich und sanft ist. Eine “look ahead''-Einrichtung erlaubt eine Beschleunigung oder Abbremsung aus einer berechneten Geschwindigkeit. Mit Hilfe der EAI-Rechner-Software wird die Geschwindigkeit automatisch unter Berücksichtigung des Verlaufs des nächsten Segments verändert, so dass maximal schnell eine Kurve durchlaufen wird. Selbst sehr enge Krümmungen werden mit 3"/ sec (7,6 cm/sec) gezeichnet. Die Geschwindigkeit erhöht sich bei steigenden Krümmungsradius bis zum Maximum. In allen EAI 430 gehört die Geschwindigkeitssteuerung zur Standardausrüstung. Die Ge- schwindigkeit des Plotters wird durch Rechnerbefehle bestimmt und automatisch durch einen kontinuierlich veränderlichen Geschwindigkeitsgenerator gesteuert . Diese Vorrichtung be- stimmt in jedem Fall die maximal erlaubte Zeichengeschwindigkeit. Die Plotter mit der RAPID-Mode-Ausrüstung haben zusätzlich die Eigenschaft, die Steuerung zum Zeichnen von Kurvenzügen einzusetzen. In Verbindung mit .der in hybrider Technik ausgelegten Hardware des EAI 430 macht die von EAI gelieferte Software aus dem System ein äusserst flexibles und wirtschaftliches Zeichen- gerät, das mit einem Minimum an Datenpunkten und grosser Geschwindigkeit unter hoher Magnetbandausnutzung im Digitalrechner errechnete Daten aufzeichnet. Steuer- konsole RAPID / Steuer- konsole BASIC > > Magnet band On-line 7 Spur / Interface 11 ips FILE FILE > Erken- 14 > Erken- | 4, nung nung Kernspeicher- Einheit > > > — Zeichen- Zeichen- tisch <j > tisch 31 x 36" 54 x 76" >. I» + [ —4 Automat. Automat. Papier- Papier- vorschub vorschub i ro = af > > —- > u) En | uf a ! Einfach- Vier fach- Feder Feder is 1 E Symbol- drucker > ——— EAI 430 Series 5 () DATAPLOTTER Ein Vergleich mit konventionellen Inkrementalplottern zeigt die hohe Magnetbandaus- nutzung des EAI-430. EAI-430 Preislich vergleich- bare Inkremental- Plotter Wesentlich teurer Inkremental-Plotter Zeichnen einer Geraden von . 0.06'' Magnet- band erfor- 56" Magnetband erforderlich 10" Magnetband erforderlich 75 cm derlich Zeichnen eines 0.4" Magnet- 175" Magnetband 31.5" Magnetband Kreises von band erfor- erforderlich erforderlich 75 cm Durch- derlich messer Ein wichtiger Vorteil des Systems besteht in der Vereinfachung der Software. So sind z.B. lediglich 2 Datenpunkte notwendig zum Zeichnen einer Geraden in beliebiger Rich- tung und Länge bis 20"/sec. (50 cm/sec). Diese vorteilhafte Reduzierung von erforder- lichen Plotterbefehlen erleichtert wesentlich das Zeichnen von Kurven, d.h. wenn diese Betriebsart aufgerufen wird, können Symbole wie z.B. eine Ellipse von 50 cm gezeichnet werden, wenn 40 Punkte entlang der Ellipse dem Plotter übergeben werden, und nur 4 Punkte bestimmen einen Kreis von 2.5 cm. Sämtliche Programme sind in FORTRAN IV geschrieben. Wie schon ausgeführt, ist der DATAPLOTTER EAI 430 auf vielen Gebieten die Antwort auf den grossen Anfall von Computerdaten. Eine kleine Auswahl an Anwendungen sei hier gegeben: Anfertigung von Wetterkarten Raumflug- und Windtunneldaten-Aufzeichnungen Profil- und Konstruktionszeichnungen von Strassen- bauunternehmen und Architekturbüros Lagepläne, seismische Analysen, etc. von Ölgesell- schaften, gezeichnet in perspektivischer, isometrischer oder 3-D-Ansicht Zeichnen gedruckter Schaltungen, elektronischer Bauelemente, integrierter Schaltkreise etc. Allgemeine technische Zeichnungen POINT LINE FREE-RUN B DO 2 AB RAPID SCRIBE PRINT Unsere Beteiligung an der diesjährigen Hannover-Messe war ein grosser Erfolg. Wir stellten zum ersten Mal ausserhalb der USA zwei Neuentwicklungen von EAI aus, und zwar 1. Das grosse Hybrid-Rechensystem EAI 7945, womit eine Mondlandung simuliert wurde. Auf einem Grossbildsichtgerät konnten unsere Gäste beobachten wie das Mondlandefahrzeug sich aus der Parkbahn um den Mond löste, Kurs auf die Mondoberfläche nahm und schliesslich mit der Geschwindigkeit Null aufsetzte. Nach Ausschalten der "automatischen Steuerung" konnten hunderte Gäste "handgesteuert'' das Mondlandefahrzeug auf dem Mond landen. Viele mit grossem Erfolg! Auch die Vorträge unseres Mr. SIM(ulation) auf dem Bildschirm fanden grosses Interesse und zeigten die Leistungsfähigkeit des EAI-7945 Hybrid-Rechensystems. 2. Der neue DATAPLOTTER EAI-430 fand grosse Beachtung und war schnell das Messegespräch der Fachleute. Hunderte Vorführungen wurden durch- geführt, wobei die ansprechende Demonstrationszeichnung sich grosser Beliebtheit erfreute. Die abgebildeten Fotos sollen Ihnen einen kleinen Eindruck über unsere erfolgreiche Beteiligung an der Hannover-Messe 1969 geben. MC-Laborkabel 1 mm Stecker-@) Messing hartversilbert Hochflexible Litze 0,25 mm? 9 Farben Isolation des Steckers: Schrumpfschlauch MC-Laborkabel 2,3 mm Stecker-Q, 5A Berylliumbronce hartvergoldet Hochflexible Litze 0,5 mm? 9 Farben und 5 Standardlängen (7,5, 15, 30, 45, 60 cm) Isolation des Steckers: Schrumpfschlauch MC-Laborkabel Typ A 4 mm Stecker-Q), 10 A Berylliumbronce hartvergoldet Hochflexible Litze 1 mm? 9 Farben und 6 Standardlängen (25, 50, 75, 100, 150, 200 cm) Isolation des Steckers: MC-Knüpftülle Typ A MC-Laborkabel TypB 4mm Stecker-Q, 10 A Berylliumbronce hartvergoldet Hochflexible Litze 1 mm? 9 Farben und 6 Standardlangen (25, 50, 75, 100, 150, 200 cm) Isolation des Steckers: MC-Knüpftülle Typ B MC-Laborstecker LS 2,3 2,3 mm Stecker-@, 5A Berylliumbronce hartvergoldet Isolation aus Schrumpfschlauch kann auf Wunsch mitge- liefert werden. MC-Laborstecker LS 4 Stecker-4, 4mm, 10A Berylliumbronce hartvergoldet MC-Knüpftülle Typ A Material: Rilsan 9 Farben MC-Knüpftülle Typ B Material: Polypropylen 9 Farben MC-Mini-Buchsen von Durchmesser 0,5 mm an werden in allen gewünschten Formen hergestellt. Zur Stromübertragung wird die bewährte MC-Kontaktlamelle eingesetzt. MC-Laborbuchse LB4 für MC-Laborstecker LS4 Messing hartvergoldet Lötfahne Einfachste Montierung: Loch bohren, ansenken und Buchse hineindrücken. MC-Laborbuchse LB-IF 4 Universalbuchse für alle gebräuchlichen starren und ge- federten 4mm Stecker verwendbar (MC-Laborstecker, Büschelstecker, Bananenstecker). Lötanschluss Isolation: Aculon MC-Laborbuchse LB-14 nur für gefederte 4mm Stecker verwendbar Lötanschluss Isolation: Aculon MC-Kurzschluss-Stecker KS 4-19, 15 A Stiftabstand: 19 mm Für Buchsen von 3,9-4,2mm © Aus einem Stück Berylliumbronce gerollt, hartvergoldet Isolation: Weich-PVC, schwarz MC-Kurzschluss-Stecker KS4-12, 15 A Stiftabstand: 12mm Für Buchsen von 3,9-4,2 mm © Aus einem Stück Berylliumbronce gerollt, hartvergoldet Isolation: Weich-PVC, grau MC-Komponenten-Stecker KP 4 Ideal zum einlöten kleiner Schaltelemente. 4 mm Stecker-/, vergoldet Kombination von Buchse und Stecker, gegeneinander isoliert. Material: Berylliumbronce hartvergoldet Isolation: MC-Knüpftülle Typ KP NC-Stecker LS 4-KP passend zu MC-Knüpftülle Typ KP Beryliliumbronce hartvergoldet MC-Knüpftülle Typ KP Material: Transparentes Nylon P | 4 : ; ; MC-Laborkabelhalter für ca. 150 Laborkabel 4 mm Zwischenräume der einzelnen.Konsolen verstellbar MC-Ankerschiene zu Laborkabelhalter, Eisenprofil vernickelt. Lieferbar in der Standardlänge 30 cm sowie gewünschte Längen. MC-Konsole zu Laborkabelhalter, bestehend aus Kunst- stoffteil, einer Schraube und einem Fixierplättchen. Konsolen lassen sich auch direkt an die Wand schrauben ohne Verwendung der MC-Ankerschiene. MC-Kleinmaterial-Ständer 6 Kunststoffschalen, unterteilt in 4 Fächer, sind mit einem standfesten Sockel verbunden. Einzelne Schalen lassen sich drehen. MC-Kunststoffschalen Stellen Sie Ihren Ständer nach 5 Wunsch her. Sie Gerne sind wir bereit, Ihnen eine Offerte für die verschiedenen Teile zu machen Rufen Sie uns bitte an: Viele Leser unserer REPORTS haben uns schon wiederholt gebeten, den Anteil der Applikations- beiträge im REPORT zu vergrössern. Andererseits bitten uns Anfänger im Analogrechnen laufend um ausführliche Unterlagen über einfache, logisch aufgebaute und durchschaubare Beispiele, die man nachvollziehen kann und die einem Anfänger das Einarbeiten erleichtern können. In diesem Sinne starten wir in diesem Heft eine neue Serie: Wir stellen Ihnen ein- fache Probleme vor, die wir kurz analysieren und mehr oder weniger für das Pro- grammieren vorbereiten. Ihnen möchten wir es überlassen, das Problem auf dem Analog- rechner zu lösen. Das soll Ihnen helfen - hier sind insbesondere Anfänger ange- sprochen - mittels kleiner Probleme, die wahrscheinlich ausserhalb Ihres Aufgaben- gebietes liegen, mit dem Analogrechner vertraut zu werden. Als Anreiz setzen wir für jede richtige Lösung, die Sie uns einsenden, eine Garni- tur Schablonen ("Anna" und "Digi", siehe Report 015) aus. Wert der Schablonen DM 9, == Wir wünschen Ihnen viel Glück! EINFÜHRUNG Bereits im Altertum, als man noch nichts von Raumfahrt, von "Rendez-vous-Manövern" und nichts von Abfangjägern wusste, haben sich Wissenschaftler von Verfolgungspro- blemen erregen lassen. Kurz gesagt: es handelt sich dabei um ein Ziel, das von einem Angreifer verfolgt wird. Der Angrei- fer kann die relative Position des Ziels erfassen und seinen eigenen Weg so ein- schlagen, dass er das Ziel erreichen kann. In den meisten Fällen ist es erforderlich, daß der Angreifer seine Geschwindigkeit verändern kann. Das ist insbesondere der Fall, wenn sich das Ziel frei und zwang- los bewegen kann. Wenn dagegen das Ziel die Zone eines möglichen Fanges durch- läuft, um z.B. ein Sicherheitsgebiet zu erreichen, dann ist es nicht nötig, daß der Angreifer seine Geschwindigkeit än- dert. Die einfachste Strategie des Angreifers ist die, daß er laufend seine Richtung ändert, so daß er stets dem Ziel zustrebt. Das wäre z.B. die natürliche Einstellung eines Hundes der einen Hasen jagt. Dies führt zu einer mathematischen Beschreibung der Situation; allerdings ist es nicht ein- fach, einen expliciten Ausdruck für die re- lative Position von Hase und Hund anzugeben. (Es handelt sich um nichtlineare Differential- gleichungen auch wenn man Vereinfachung ein- führt, wie: die Geschwindigkeit des Hundes ist konstant.) Die Geschichte wird kompli- zierter, wenn der Hase Haken schlägt, und wenn der Hund unterschiedlich schnell läuft. Die Lösung wird noch schwieriger, wenn man sich vorstellt, daß der Hund den Weg des Hasen abschätzt und versucht, den Weg abzu- kürzen. Verlassen wir Hase und Hund und denken wir an die Schwierigkeiten die auftreten, wenn ein Abfangjäger im drei-dimensionalen Raum ein Objekt verfolgt, wenn Taktiken für Abfang- jäger oder Boden-Luft-Raketen entworfen werden sollen. Welche Anwendung es auch sein mag, die Ver- folgungsprobleme, die zwar rasend interessant sind, sind zu schwierig, als daß man sie ohne Benutzung eines Rechners erforschen könnte. Schon mit einem kleinen Rechnerprogramm kann man alle Aspekte eines zweidimensionalen Pro- blems wie das von Hase und Hund untersuchen. Komplizierte Probleme kann man i.a. als Zu- sammenfassung mehrerer kleiner Probleme auf- fassen. Wir wollen deshalb ein solches zwei- dimensionales Problem betrachten. MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG Zur Vereinfachung stellen wir uns ein Ver- folgungsspiel auf einer ebenen Oberfläche vor. Wir betrachten das Beispiel von Hase und Hund in einem rechtwinkligen Koordinatensystem xy. Die Koordinaten des Hasen zur Zeit sind (p,q), die des Hundes (x,y). Die Parameter x,y,q und p sind zeitabhängig. Der Hund rennt immer gerade auf den Hasen zu, d.h. die tangen- tiale Geschwindigkeit entspricht der relativen Ortsänderung. Der Hund startet und versucht den Hasen zu \ bekommen. Der Hase rennt mit einer Geschwin- NY digkeit v auf der entgegengesetzten Seite %o (pia) einer Hecke in Richtung auf ein Loch an der 1 anderen Ecke dieser Seite. Welches Geschwin- I digkeits-Verhältnis muss gelten, damit der Ya | Hund den Hasen fängt? Der Hase läuft mit kon- (ea © | stanter Geschwindigkeit. 25 (x,y) | / I Bei diesem Problem ist p (Länge der Hecke)= / konstant. Die Koordinate q wächst linear mit Y fence der Zeit. Die Länge p setzen wir gleich der ° . Einheit. Bild 1 t (4,5) p=1 a-[ ve oO dy dx (1) a-y px (v= Geschwindigkeit des Hasen in Hecken/sec.) Wenn der Hund eine Geschwindigkeit k :-v hat, dy q-y dx so gilt (2) at px" dt (6) dt a)” Es handelt sich um die Bahngleichung in ex- pliziter Form. Die Gleichung für p und q Zur Lösung des Problems benötigen wir eine sind lineare Funktionen der Zeit. Wir wollen vierte Gleichung, da das Problem durch vier untersuchen, ob, wie und wann der Hund den Variable (p,q,x,y) bestimmt wird: Hasen fängt;bei unterschiedlichen Anfangs- 2 ee und Grenzbedingungen für die Geschwindigkeit (7) a =o = des Hundes. Wenn wir die Gleichungen auflösen und für p I. Fall: Jagd’entlang der Hecke die Einheit setzen, gelangen wir zu (Bild 2) (8) p=1 t Der Hund sitzt in einer Ecke eines quadra- (9) 4=q, +f eae tischen Feldes und sieht den Hasen an einer bs Ecke der gegenüberliegenden Seite auf das ” Feld laufen. (10) fits f k (1-x) v - EL 7 ? [a-»2 + (q-y) t k (q-y) v Loch N [a-x + a | Dabei nehmen wir an, daß der Hund im Koor- dinaten Nullpunkt startet. Diese Gleichungen sind einfach auf einem Analogrechner zu pro- grammieren. Sie stellen eine punktweise De- monstration der Hasenjagd dar. Die unab- hängige Variable ist in diesem Falle die i Zeit. Hund @ % Da bei einem solchen Verfolgungsproblem die 7 (x, y) Zeit i.a. uninteressant ist, wählen wir für weitere Betrachtungen die x-Koordinate des x Hundes als unabhängige Variable. Wir müssen also eine nicht lineare Transformation der Bild 2 Variablen t durchführen. Die Gleichungen (8) bis (!1) bekommen dadurch folgende Gestalt: (12) p =1 dy q-y (13) pak SESE E ax = Se 1/2 dq _1 ay (14) a: i Sn oder (15) p=1 X a-y (16) =] ee 0 x 2 1/2 1 q-y (17) gQ,. j 1l1.(e)] dx 2. Fall: Jagd vom Zentrum eines Kreisfeldes aus (Bild 3) Nehmen wir an, das Kreisfeld sei eingezäunt. Der Hase läuft mit konstanter Geschwindigkeit v entlang dem Umfang. Der Hund startet im Miteelpunkt des Kreises mit einer Geschwin- digkeit digkeit k - v. Wie gross muss k sein, damit der Hund den Hasen fangen kann? Bild 3 Die Bewegungsgleichung des Hasen lautet: (18) p = cos vt (19) Der Radius des Kreises habe die Grösse einer Einheit. Die Geschwindigkeit des Hasen sei v in Einheiten/sec. Wenn der Hund immer gerade auf den Hasen zuläuft, gilt: q =sin vt (20) ax > p-x Die Geschwindigkeit s des Hundes hat die Komponenten dy oes d def a at 2_(ax\” ay)’ Ge \ae) * \ae (21) Durch Ordnen der Gleichungen (18) bis (21) erreichen wir: t (22) p=1- (va (o} t o t k (q-v) + Vv (24) y =+ f : Tat > [o-» + @-1)? | k (p-x) «Vv a (25) HF 5 5 1/2 " [e-» + a-y | In diesem Fall zeigt keine der vier Vari- ablen x,y,p,q monotones, lineares Zeitver- halten und kann deshalb nicht als unabhängige Variable betrachtet werden. EXPERIMENTE AM RECHNER 1. Fall: Jagd entlang einer Hecke Bild 4 zeigt die analoge Rechenschaltung für die Anordnung entsprechend Bild 2. Wählen Sie qo = 1/8 und variieren Sie k zwischen | und O solange bis der Hund den Hasen fängt, und zwar an der entgegenge- setzten Ecke. Auf dem Rechner bedeutet das Fangen des Hasen nicht unbedingt, daß q = I wird, innerhalb der Rechenzeit, die mit t=10 sec gewählt werden sollte. Schreiben Sie den Weg des Hundes für jeden eingestell- ten Wert von k mittels eines XY-Schreibers auf. Wiederholen Sie die Rechnung für andere Werte von q, (qo = 8/4, 3/8, 1/2). Ver- merken Sie die eingestellten Werte von k. | fay UV x nm + Bild 4 2. Fall: Jagd auf einem Kreisfeld Programmieren Sie Ihren Rechner entsprech- end Bild 5, das die Schaltung des in Bild 3 dargestellten Problems zeigt. Die Ge- schwindigkeit v des Hasen wird zu | ange- nommen. Berechnen Sie die in der Schaltung ange- gebenen Grössen für folgende Anfangswerte p=i1,q#=1, x = 1/2, y = 1/2 und prüfen Sie die am Rechner auftretenden Werte. 590 Hybrid Computing System Bild 5 (Dipl.Ing. W. Twert) Schreiben Sie mittels XY-Schreiber die Funktion y = £f(x) für folgende k-Werte nieder: k = 2/5, 3/5, 4/5, 1, 6/5 und den Anfangsbedingungen p = 1, q = 0, X = 0, Y= 0. Untersuchen das Verhalten für die Anfangs- bedingungen p= 1, Q=0, X=2, Y= 1 “ox, EAI SALUTES RUSTY SCHWEICKART Kaltes und regnerisches Wetter konnten den herz- lichen Empfang nicht beeinträchtigen, den die Einwohner des New Jersey Kiistenstreifens dem Apollo 9-Astronauten Russell Schweickart berei- teten. Mehrere Tausend Menschen waren zur Stelle, um den in Wall Township Gebiirtigen zu begriissen. Unter den Gratulanten befand sich auch Fred Martinson, Vizepräsident und General Manager der Computer Division von EAI. Mr. Martinson über- reichte Russell Schweickart ein Tischmodell des Hybridsystems EAI 8900. Dieses System wurde er- folgreich bei der Simulation von Raumflug- und Koppelmanövern von Apollo 9 eingesetzt. Während der Entgegennahme des Geschenkes führte der Astronaut aus, daß das Hybridsystem EAI 8900 "ausgezeichnet arbeitete". In mehr als 750 Simulationen wurde das kritische Koppelmanöver der Apollo 9 Kommandokapsel mit dem Mondlande- fahrzeug geübt. Mit den während der Flüge von Apollo 9 und 10 gewonnenen Erfahrungen hofft die NASA Mitte Juli 1969 den ersten Menschen auf dem Mond landen und wieder zur Erde zurückbringen zu können. Fred Martinson, Vizepräsident und General Manager der Computer Division bei EAI, überreicht dem Astronauten Russell Schweickart ein Modell des Hybridsystems EAI 8900, welches zur Simulation des Apollo 9 - Koppelmanövers eingesetzt wurde. PRODUCTS AND SERVICES ‘ee oe neu —2 "Trade-In" Mit Eingang vom I. Mai 1969 bietet EAI-Europa ihren | Kunden die Möglichkeit bereits vorhandene EAI-Rechen- systeme auf "Trade-In"-Basis bei Ankauf eines neuen bzw. grösseren EAI-Rechners in Zahlung zu geben. Durch dieses neue Verfahren ist der EAI-Kunde in der Lage langfristig zu planen und trotz der Erstbeschaffung eines "kleineren" EAI-Rechners den Weg zu einem grösseren . System offen zu halten. Der von EAI angebotene "Trade-In" Preis für den in Zahlung zu gebenden EAI-Rechner hängt im allgemeinen hauptsächlich von nachfolgenden Faktoren ab: 1. Alter und technischer Zustand des in Zahlung zu gebenden Rechners. 2. Neu-Beschaffungswert des in Zahlung zu gebenden Rechners (unverzollt, verzollt) 3. Jeweilige Weiter-Verkaufs-Möglichkeiten für den in Zahlung zu gebenden Rechner über die EAI im europäischen Bereich. 4. Modell und Preisklasse des neu zu be- schaffenden EAI-Rechners. Die in Zahlung genommenen EAI-Rechner werden in einem "Pool" in der EAI-Europäischen Hauptverwaltung in Brüssel aufgenommen und durch eine speziell hierfür eingerichtete Kundendienst-Gruppe überholt und in technisch einwand- freien Zustand gebracht. Die überholten Geräte werden als Gebraucht-Systeme dem europäischen EAI-Kundenkreis angeboten. Wenn Sie an näheren diesbezüglichen Einzelheiten interessiert sind, bitten wir um Ihre Nachricht. Unsere Vertriebsingenieure übermitteln gerne in einem Ge- spräch alle Details. EAI 380 Analog/Hybrid Computing System Equipment Be oe. u ne EAI 380 Analog/Hybrid Scientific Computer System Der Analog/Hybridrechner EAI 380 ist das jüngste Glied in der Reihe der analogen Rechensystemen von EAI-Electronic Associates. Das volltransistorisierte Gerät, das mit einer Referenzspannung von + 10 V