Устройство для преобразования координат

Устройство для преобразования координат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>568947

О П И С Л Н И И

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.07.74 (21) 2044631/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.08.77. Бюллетень № 30 (45) Дата опубликования описания 23.12.77 (51)М.Кл.е С 06 F 15/20

Государственный комитет

Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 681.3(088.8) (72) Авторы изобретения

А. Л. Рейхенберг и Р. Я. Шевченко (71) З аявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

КООРДИ НАТ

Изобретение относится к области, цифровой вычислительной техники и может быть использовано для аппаратной реализации операции преобразования прямоугольных координат в полярные в системах автоматического управления, навигации, наведения и т. п.

Известно устройство для преобразования систем координат (11, содержащее регистры, ячейки сдвига, сумматоры-вычитатели, блок памяти и блок управления, выходы регистров соединены со входами сумматоров-вычитателей и входами ячеек сдвига, выходы которых соединены с входами соответствующих сумматоров-вычитателей, выходы которых соединены со входами соответствующих регистров.

Однако такое устройство имеет высокую методическую погрешность.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для преобразования координат (21, содержащее блок управления, блок памяти, первый сумматор-вычитатель, пять сдвигающих регистров, элемент И, причем первый выход блока управления соединен с первыми входами блока памяти и сдвигающих регистров, второй выход блока управления соединен со входом элемента И, первый выход блока памяти через элемент И соединен со вторым входом первого сдвигающего регистра, первый выход второго сдвигающего регистра соединен с первым входом первого сумматора-вычитателя, выход которого соединен со вторым входом второго сдвигающего регистра.

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие.

С целью, повышения, быстродействия в ,предлагаемое устройство введены,два сумматора-вычитателя, узел анализа знака и коммутатор, причем второй выход блока памяти

10 и первый выход первого сдвигающего регистра соединены с первым и вторым входами второго сумматора-вычитателя, выход которого соединен со вторым входом первого сдвигающего регистра, выходы третьего и пятого сдвигающих регистров соединены с первым и вторым входами третьего сумматора-вычитателя, выход которого соединен со вторым входом третьего сдвигающего регистра, выход четвертого сдвигающего регистра соединен со

20 вторым входом первого сумматора-вычитателя, вторые выходы второго и третьего сдвигающих регистров соединены соответственно со вторыми входами пятого и четвертого сдвигающих регистров, третий выход блока управ25 ления через последовательно соединенные ,коммутатор и узел анализа знака соединен с третьими входами сумматоров-вычитателей, входы .коммутатора соединены со вторыми выходами первого и второго сдвигающих регист30 ров.

568947

На чертеже представлена:блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит одноразрядные сумматоры-вычитатели 1 — 8, сдвигающие регистры 4 — 8, блок 9 памяти, элемент И 10, коммутатор 11, узел 12 анализа знака и блок 18 управления.

Устройство для преобразования .координат работает следующим образам.

Процесс преобразования прямоугольных координат в полярные осуществляется в .два цикла. B первом цикле;производится собственно преобразование координат путем вращения вектора, заданного горизонтальной Х и вертикальной 1 составляющими вектора до получения его модуля и аргумента. В конце цикла получается точное значение аргумента вектора, модуль которого увеличен в К„=

= 1,64676025 раз.

Первоначально в сдвигающий регистр заносят значение У, в сдвигающий регистр б заносят значение Х. Содержание сдвигающего регистра 4 равно нулю. Элемент 10 И закрыт.

Вход узла 12 соединен через коммутатор 11 с выходом ячейки знакового разряда сдвигающего регистра 5. Поступающие от блока 18 тактовые импульсы в виде последовательностей в каждой итерации сдвигают содержание сдвигающих регистров 7 и 8 и продвигают содержания сдвигающих регистров 4 — 8 на входы сумматоров-вычитателей 1 — 8. На второй вход сумматора-вычитателя 2 поразрядно подается очередная константа. С выходов сумматоров-вычитателей полученный результат записывается младшими разрядами вперед в освобождающиеся старшие разряды сдвигающих регистров 4 — б и продвигаются к началу этих сдвигающих регистров.

В соответствии со знаком содержания сдвигаю щего регистра 5 узел 12 устанавливает режим работы сумматоров-вычитателей

1 — 8 на следующей итерации. При знаке «+» сумматор-вычитатель 1 работает в режиме вычитания, сумматоры-вычитатели 2 и 8 — в режиме сложения. При знаке « — » режим их работы меняется на обратный.

После выполнения (и+1) итераций по (и+т) тактов каждая, где т — число дополнительных (защитных) разрядов для компенса ции усечения чисел при сдвиге, в сдвигающем регистре 4 находится точное значение аргумента вектора О, а в сдвигающем регистре б — значение .модуля вектора ) х +у, увеличенное в К„раз.

Во втором цикле производится компенсация удлинения вектора (методической погрещности). Для этого полученный «растянутый» вектор поворачивают на сумму углов (констант), равную р=агс sin 1/К, причем квадрат коэффициента удлинения необходим для компенса ции удлинения вектора также во втором цикле.

Работа устройства в этом цикле проходит совершенно аналогично процессу первого цик5

Зо

45 ла, за исключением того, что первоначально сдвигающие регистры 4 и 5 устанавливаются в нулевые состояния, содержание сдвигающего регистра б сохраняется, прежним, в сдвигающем регистре 4 через открытый элемент 10

И,переписывается значение р, а инверсный выход знакового разряда сдвигающего регистра 4 подсоединен через комиутатор 11 к узлу 12. При положительном знаке сумматорывычитатели 2 и 8 работают в режиме вычитания, сумматор-вычитатель 1 — в режиме сложения. При знаке « — » их режим ра боты изменяется на обратный. В конце процесса второго цикла в сдвигающем регистре 5 содержится точное значение модуля вектора. Время выполнения двух циклов преобразованич систем, координат в тактах равно

Т = 2 и + 8n + 6.

Таким образом, предлагаемое устройство имеет более высокое быстродействие по сравнению с,прототипом, кроме того, улучшены точностные характеристики.

Формула изобретения

Устройство для преобразования координат, содержащее блок управления, блок памяти, первый сумматор-вычитатель, пять сдвигающих регистров, элемент И, причем первый выход блока управления соединен с первыми входами блока памяти и сдвигающих регистров, второй выход блока управления соединен со входом элемента И, .первый выход блока памяти через элемент И соединен со вторым входом первого сдвигающего регистра, первый выход, второго сдвигающего регистра соединен с первым входом первого сумматора-вычитателя, выход которого соединен со вторым входом второго сдвигающего регистра, от л и,ч а ю щ е е с,я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены два сумматора-вычитателя, узел анализа знака и коммутатор, причем второй выход блока памяти и первый выход первого сдвигающего регистра соединены с первым и вторым входами второго сумматора-вычитателя, выход которого соединен со вторым входом первого сдвигающего регистра, выходы третьего и пятого сдвигающих регистров соединены с первым и вторым входами третьего сумматора-вычитателя, выход которого соединен со вторым входом третьего сдвигающего регистра, выход четвертого сдвигающего регистра соединен со вторым входом первого сумматора-вычитателя, вторые выходы второго и третьего сдвигающих регистров соединены соответственно со вторыми входами пятого и четвертого сдвигающих регистров, третий выход блока управления через последовательно соединенные коммутатор и узел анализа знака соединен с третьими входами сумматоров-вычитателей, входы коммутатора соединены со вторыми выхода,ми первого и второго сдвигающих регистров.

568947

Составитель А. Рейхенберг

Техред М, Семенов Корректор И, Симкина

Редактор Н. Каменская

Заказ 678/1907 Изд. № 681 Тираж 818 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе1

1. Авторское свидетельство СССР № 478306, кл. G 06 F 15/20, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

М 451996, кл. G 06 F 15 20, 1973.