Устройство для преобразования координат на плоскости

Устройство для преобразования координат на плоскости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О и и с A Н и E ygg4gi

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскни

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 260678 (21) 2633731/18-24 (51) М. КЛ.

G 06 G 7/22 с присоединением заявки Й9(23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.07.80. Бюллетень М 26

Дата опубликования описания 15.07.80 (53) УДК 681. 3 3 5 (088.8) (72) Авторы изобретения В. Г. Майоров и Ф. М. Шлыков г

Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

КООРДИНАТ HA ПЛОСКОСТИ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в специализированных вычислителях при решении задачи пере-5 счета ортогональной системы координат относительно направляющего вектора.

Устройства для преобразования координат на плоскости известны. Одно из них сбдержит модуляторы, подклю о ченные к сумматору, блоки фазоимпульсного преобразовании, генератор, триггеры, компараторы (1j .

Устройство определяет проекции вектора на систему координат, угол поворота которой задан.

15,Недостатками известного устройства являются сложность функциональной схемы и ограниченные функциональные воэможности, не позволяющие решать 20 задачу IioBopoTB координат, если угол поворота не задан в явном виде.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для преобразования координат, в котором проекции координат на новое напрявление получаются детектированием гармонического сигнала, представляющего векторную сумму ортогональных составляющих, фазовыми детекторами, в которых сдвиг коммутирующего напряжения относительно фазы сумарного гармонического сигнала задается углом поворота координат (2) .

Недостаток прототипа заключается в невысоком быстродействии преобразователя из-эа наличия инерционных звеньев в тракте формирования суммарного гармонического сигнала, а также в невозможности преобразования, если вместо угла поворота координат заданы ортогональные составляющйе направляющего вектора.

Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение области применения устройства при задании угла поворота координат изменением ортогональных составляющих направляющего вектора.

Цель достигается тем, что устройство для преобразования координат на плоскости, содержащее первый сумматор, входы которого через первый и второй модуляторы связаны с соотве.тствующими шинами задания прямоуголь-. ных составляющих, выход первого сумматора связан с входами первого и второго фазовых детекторов, управляющие входы которы, подключены к соответст3 7484.41 вующим,выходам формирователя коммути рующих напряжений, а управляющие входы.модуляторов подключены к соответствующим выходам генератора квадратурных гармонических функций, дополнительно содержит второй сумматор, подключенные к его входам третий и четвертый модуляторы, и два дифференциатора, входы которых подключены к шинам задания координат направляющего вектора, а выходы — к входам соответственно третьего и четвертого модуляторов, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами генератора квадратурных гармонических функций, а выход второго сумматора соединен с входом формирова- 15 теля коммутирующих напряжений. При этом генератор квадратурных гармонических функций содержит синусный генератор, к выходу которого подключены первый аналого-цифровой преобразова- Щ тель и через интегратор- второй аналого-цифровой преобразователь, выходы аналого-цифровых преобразователей являются выходами генератора, при этом модуляторы выполнены в виде преобразователей кода в напряжение, а формирователь коммутирующих напряжений содержит соединенные последовательно первый усилитель-ограничитель, вход которого является входом формирователя, интегратор и второй усилитель-ограничитель, при этом выходы усилителей-ограничителей являются выходами формирователя.

Устройство, блок-схема которого представлена на чертеже, содержит

35 дифференциаторы 1, 2, синусный генератор 3, аналого-цифровые преобразователи 4, 5, интегратор 6, генератор 7 квадратурных гармонических функций, модуляторы 8 — 11, сумма- 40 торы 12, 13, усилитель-ограничитель

14, интегратор 15, усилитель-ограничитель 16, формирователь 17 комму тирующих напряжений, фазовые детекторы

18 и 19.

Устройство работает следующим образом.

Преобразуемые координаты 6,Х и аУ поступают на входы модуляторов 9 и

11, которые запитаны переменными сигналами, поступающими с выхода генератора 7 и изменяющимися по закону синуса и косинуса. На выходе .сумматора 13 образуется гармоническое напряжение, фаза и амплитуда ко орбго соответствуют аргументу

55 и модулю вектора преобразуемых координат. Это напряжение поступает на входы фазовых детекторов 18, 19.

Фаза коммутирующих напряжений, поступающих на управляющие входы 60 фазовых детекторов, ойределяется требуемым углом поворота координат.

Она вычисляется следующим образом.

Текущие координаты Х, у начала преобразуемого вектора задают траек- 65 торию его перемещения на плоскости.

Задача состоит в том, чтобы пересчитать заданные координаты бх и ь Y к направлению касательной к траектории, или, другими словами, повернуть на угол наклона касательной. В соответствии с этим текущие координаты

Х, у, определяющие точку на траектории, дифференцируются, а затем с помощью модуляторов 8, 10 и сумматора 12 определяется угол поворота, характеризуемый фазой суммарного гармонического напряжения.

С помощью формирователя 17 вырабатываются два квадратурных коммутирующих напряжения, поступающих на управляющие входы детекторов 18 и 19. На их выходах вырабатываются сигналы, соответствующие тангенциальной и нормальной относительно траектории составляющим преобразуемого вектора.

1 Повышение быстродействия устройства обусловлено отсутствием в блоксхеме инерционных элементов.

Технико-экономический эффект от использования изобретения обусловлен также возможностью расширения класса решаемых задач, связанных преобразованием координат.

Формула изобретения

2.устройство для преобразования координат на плоскости, содержащее первый сумматор, входы которого че-. рез первый и второй модуляторы связаны с соответствующими шинами задания прямоугольных составляющих, выход первого сумматора связан с входами первого и второго фазовых детекторов, управляющие входы которых подключены к соответствующим выходам формирователя коммутирующих напряжений,а управляющие входы модуляторов подключены к соответствующим выходам генератора квадратурных гармонических функций, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с ! целью повышения быстродействия и расширения области применения устройства при задании угла поворота координат изменением ортогональных составляюших направляющего вектора, устройство дополнительно содержит второй сумматор, подключенные к его входам третий и четвертый модуляторы,и два дифференциатора, входы которых подключены к шинам задания координат направляющего вектора, а выходы — к входам соответственно третьего и четвертого модуляторов, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами генератора квадратурных гармонических функций, а выход второго сумматора соединен с входом формирователя коммутирующих напряжений.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что генератор

748441

Составитель Т. Осипов

Редактор Н. Каменская Техред E.Êàñòåëåâè÷ Корректор Ю. Макаренко

Заказ 4241/37 Тйраж 751 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ф М ЮНВЮМ ЯФЖ6 ЬФЫФВФЪМ ЬФ Ъ ФРОММ ъй, и - ° Ф»

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 квадратурных гармонических функций содержит синусный генератор, к выходу которого подключены первый аналого-цифровой преобразователь и через интегратор-второй аналого-цифровой преобразователь, выходы аналого-цифровых преобразователей являются выходами генератора.

3. Устройство по пп. 1 и 2, î гл и ч а ю щ е е с я тем, что модуляторы выполнены в виде преобразователей кода в напряжение.

4. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что формирователь коммутирующих напряжений содержит соединенные последовательно первый усилитель-ограничитель, вход которого является входом формирователя, интегратор и второй усилитель-ограничитель, при этом выходы усилителей-ограничителей являются выходами формирователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Японии Р 49-5585, кл. G 06 G 7/22, кл. 97(8)B9, опублик. 1974.

2, Авторское свидетельство СССР

Р 572800, кл. G 06 G 7/22, 1975 (прототип).