Тригонометрический преобразователь

Тригонометрический преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

а ъ. °, . юи,,о, ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ л» т е}+: ч: Ie .И. -:томь,.

}.}итлнсзт}ив М Г д !

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii}788120

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свмд-ву

51)М. Кл.з (22) Заявлено 291278 (21) 2726382/18-24 с присоединением заявки Hо

G 06 G 7/22

G 06 G,7/26

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 151280. Бюллетень Н 46 (53) УДК 681. ЭЗ (088.8) Дата опубликования описания 15.1 280

Г. И. Курахтанов, A. И. Москалев, В. И. Пименов, И. И. Румянцев и В.Ф. Тараев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) TP ИГОНОМЕТРИЧЕСКHA ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных устройствах, воспроизводящих тригонометрические соотношения, например, . 5 в системах управления манипулятором.

Известны функциональные преобразователи, основанные на формировании временных интервалов при сравнении гармо ничес к их напряжен ий с входны- 1() ми.

Известен преобразователь, содержащий генератор гармонического напря же ния и подключенные к нему модуляторы, фазовравсатель и формирователь.

Схема срав нения, св яэа нная входами с выходами модуляторов, определяет момент регистрации интервала времени и значения гармонической функции (Ц, Недостаток устройства — невысокая точность и ограниченные функциональные воэможности.

Наиболее близким по технической сущности является функциональный преобразователь, содержащий генератор гармонического напряжения, выход которого соединен с входом модулятора н через формирователь — с входом блока регистрации, при этом .гармонический сигнал модулируется . З0 первым входным напряжением, промодулированное напряжение сравнивается с .вторым входньв} напряжением, в момент сравнения срабатывает регистратор, на выходе которого вырабатываются обратные тригонометрические функции 12).

Недостаток устройства — ограниченный класс воспроизводимых функций .

Цель изобретения — расширение класса воспроизводимых функций.

Ук аз а иная цель дос тигаетс я тем, что тригонометрический преобразователь, содержащий генератор гармонического напряжения, формирователь и блок сравнения, выход которого соединен с входом блока зегистращ и, содержит коммутатор, блок запоминания временного интервала, двуполярный источник опорного напряжения и блок управления, при этом четыре входа коммутатора являются соответствующими входами преобразователя, пятый вход соединен с нулевым выходом двуполярного источника опорного напряжения, первый выход коммутатора соединен с первым входом блока сравнения и с первым выходом генератора гармонического напряжения, 788120 второй выход коммутатора соединен с вторым входом блока сравнения, с вторым выходом генератора гармонического напряжения, с выходом блока запоминания временного интервала и с первым выходом блока регистрации, выход блока сравнения соединен с установочным входом генератора гармонического напряжения, с первым уцравляющим входом блока запоминания временного интервала и через формирователь — с входом блока управления, первый, второй и третий выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами генератора гармонического напряжения, четверФ тый и пятый выходы — соответ твенно с управляющими входами коммутатора и блока регистрации, шестой выход с вторым управляющим входом блока запоминания временного интервала.

Причем генератор гармонического З напряжения содержит первый интегратор, инвертор и второй интегратор, соединенные последовательно, при этом выход инвертора является первым выходом генератора, выход второго интегратора подключен к входу первого интегратора и является вторым выходом генератора, запускающие входы интеграторов соединены с первым управляющим входом генератора, шины установки начальных условий ин- 30 теграторов соединены с установочным входом генератора, шины исходного положения и останова интеграторов подключены соответственно к второму третьему управляющим входам гене 35 ратора.

При этом блок управления содержит последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик и дешифратор, а также распределитель импульсов, пер- 4О вый вход которого соединен с выходом дешифратора, а второй является входом блока управления, выходы распределителя импульсов служат выходами блока управления.

На фиг.1 изображена блок-схема 45 предлагаемого преобразователя; на фиг.2 — схема генератора гармонического напряжения; на фиг.3 — блок управления.

Преобразователь содержит коммута- 5О тор 1, блок 2 сравнения, генератор 3 гармонического напряжения, блок 4 регистрации, блок 5 запоминания временного интервала, формирователь б, двуполярный источник 7 опорного напряже-, ния, блок 8 управления, интегратор 9, инвертор 10, интегратор 11, генератор 12 импульсов, счетчик 13, дешифратор 14, распределитель 15 импульсов.

Рассмотрим пооперационно работу преобразователя при получении выход © ного сигнала, описываемого выражением

Ua. ()в,q =U®cos (arctgU -arcsin ), (3)

3 1+()ъ где U —; U4 — входные с иг налы.

1. По сигналу с блока 8 управления к первому входу блока 2 сравнения через коммутатор 1 подключается третий (общий) выход двуполярного источника 7 опорного напряжения .

Этим осуществляется запись в блок 5 напряжения, соответствующего нулевому временному интервалу.

2. Сигналом с блока 8 управления ° через коммутатор 1 на второй вход блока 2 сравнения подается напряжен ие U, первый выход 19 генератора

3 подключается к первому входу блока 2 сравнения, выход которого соединен с входом 21 генератора 3.

Таким образом, устанавливается начальное условие х = U< в первый интегратор 9.

3. По сигналу с блока 8 управления через коммутатор 1 на первый вход блока 2 сравнения подается напряжение U> . Тем самым на втором интеграторе 11 устанавливается начальное условие у U>.

4а. Сигналом с блока 8 управлени по третьему управляющему входу 17 осу ществляется запуск генератора 3, т.е. модулирование функций (1),(2) .

4б. Момент выработки сигнала запуска генератора 3 фиксируется в блоке 8 управления, как начало временного интервала.

4в. Этим же сигналом первый вход блока 5 подключается к первому выходу источника 7. Происходит запись временного интервала в блоке 5 путем заряда конденсатора интегратора.

4г. Одновременно с запуском генератора 3 модулированного гармонического напряжения и началом записи временного интервала проводится срав ение модулированного гармонического

5 напряжения (1) с постоянным напряжением Б . Для этого напряжение U> через коммутатор 1 подключается к первому входу блока 2 сравнения.

4д. В момент t выполнения равен 60 ства формирователь б вырабатывает сигнал, соответствующий концу временного интервала. Этим сигналом второй вход блока 5 отключается от первого выхода источника 7, и блок

5 начинает работать в режиме хранеПозициями 16-18 обозначены управляющие входы генератора гармонического напряжения, а позициями 3 19, 20 — выходы, 21 — установочный вход.

Преобразователь работает следующим образом.

При наличии начальных условий Х, на интеграторах 9 и 11 их выходные сигналы в процессе решения описываются выражениями

x ttl= 4х +ч sin(urt arctg ф), (1)

g (t) = -/х + у sin (zt+arctg +), (2) 788120 ния. Длительность полученного временного интервала 4,t составляет

at=I -t = (arcsin -arctg ) . (4)

Ба U

Пв

5. Аналогично пп. 2 и 3 вторично проводится установка начальных условий в интеграторы 9 и 11 генератора

3 модулированного напряжения х = О, в

"о 4

6. По сигналу блока 8 управления повторно осуществляется запуск генератора 3. На его выходе 20 вырабатывается второе гармоническое напряжение, модулированное по амплитуде постоянным напряжением П4 ()г2 () в 4 созиу

7. Одновременно с запуском генератора 3 модулированного гармонического напряжения начинается воспроизведение временного интервала zt путем разряда конденсатора интегратора блока 5 и сравнением напряжения на его вьходе с нулевым сигналом.

Для этого второй выход источника 7 подключается к второму входу блока

5 его нулевой (средний) выход через коммутатор 1 подключается к выходу блока 5. В момент равенства нулю напряжения на выходе блока 5 формирователь 6 вырабатывает сигнал, по которому прекращается воспроизведение временного интервала zt и производится останов генератора 3, при этом на его выходе 20 сохраняется значение сигнала, соответствующее выражению (3) .

Рассмотрим еще несколько примеров получения различных функциональных зависимостей.

Пример 1. Реализация функциональной зависимости вида

Б U„. При первых начальных условиях x = U 1, Ч = U = О получим напряжение U<„ (t) = sin t. В момент равенства этого напряжения второму входному сигналу .U находим — arcsin U . При вторых началь<Э 2 ных Услов иях хс(()4 а (О получаем U(-z(t) = U4 sin (arcsinU>) =

*U4 sinwt, тогда U b>q = П U4 .

Пример 2. Получение функциональной зависимости вида Usbx = ()4 ) Ал.

При первых начальных условиях хр = U, Y = О„приняв U = 1, получаем () = U, sinwt = 1.

Отсюда at = — (arcsin -„,) . При вто- рых начальных условиях х,,= U4, у = О получаем Ur (t) = U4 sinu(t

=Ц» sin (arcsin — „), откуда Uzb(q =

Пример 3. Реализация функИиоиалаиоа вааиоимооти нида Ив

Установив первые начальные условия хо= U» 3g = О, получаем Ur (t) д ) „s inn

Отсюда at = —,, arcsin

arccos)q (vgiu„ ).

3а вторые начальные условия примемх =П4=U,, =0

Тогда U (t) = U совий д1)л ссв (aiccos 44-(О !U

Отсюда П„ь(„= 4u iu

Пример 4. Получение функциональной зависимости вида

Ол вв и .,*; — 1. ъ!

С При первых начальных условиях хо= (7э д jo = Ил получаем при U=0:

Г» () 3 з п"(U» cosset = 0

Тогда ид завью = arcsin ; (навьи = arccos ф l

Пъь(»= arctg ф.

Технико-экономический эффект от исполь зов ан ия предлагаемого из обретения обусловлен расширением функ— циональ ных возможнос тей при малых аппаратурных затратах благодаря многократному использованию одних и тех

me узлов .

ЗО

Формула изобретения

1. Триго номе трич еск ий п реобра зователь, содержащий генератор гармоническогоо напряжен ия, формирователь и блок сравнения, выход которого соединен с входом блока регистрации, отличающийсятем,что, с целью расширения класса воспроизводимых функций, преобразователь содержит коммутатор, блок запоминания временного интервала, двуполярный источник опорного напряжения и блок управления, при этом четыре входа коммутатора являются соответствующими входами преобразователя, пятый вход соединен с нулевым выходом двуполярного источника опорного напряжения, первый выход коммутатора соединен с первым входом блока сравнения и с первым выходом генератора гармонического напряжения, второй выход коммутатора соединен с вторым входом блока сравнения, с вторым выходом генератора гармонического напряжения, с выходом блока запоминания временного интервала и с первым выходом блока регистрации, выход блока сравнения соединен с установочньж входом генератора гармо40

55

15 tt = — (trctq ) = arcstc

«4 Ь u,(u, 4» (((, (Ю

При вторых начальных условиях хо= Uu= 1, о = О получаем U (t)

sinmt = sin (arcsin ) .

О» I V . 1Л.

Очсюдв

Ua +()j. в

Устройство позволяет также полуg5 чить тригонометрические зависимости в а

788120

17 18 нического напряжения, с первьм управлякщим входом блока запоминания временного интервала, и через формирователь - с входом блока управления, первый, ;второй и третий выходы которого соединены с соответствукщими управлякщими входами генератора гармонического напряжения, четвертый и пятый выходы — соответственно управляющими входами коммутатора и блока регистрации, шестой выход - с вторым управляющим входом блока запоминания временного интервала.

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что генератор гармонического напряжения содержит первый интегратор, инвертор и второй интегратор, соединенные последовательно, при этом выход инвертора является первым выходом генератора, выход второго интегратора подключен к входу первого интегратора и является вторым выходом генератора, запускающие входы интеграторов соединены с первым управляющим входом генератора шины установки начальных условий интеграторов сое- динены с установочным входом генератора, шины исходного положения и останова интеграторов подключены соответственно к второму и третьему управляющим входам генератора.

3. Преобразователь по п.1, о тл н ч а ю шийся тем, что блок управления содержит последовательно соединенные генератор .импульсов, 10 счетчик и дешифратор, а также распределитель импульсов, первый вход которого соединен с выходом дешифратора, а второй является входом блока управления, выходы распределителя

)5 импульсов являются соответствующими выходами блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Щ 1. Авторское свидетельство СССР

Р 483677, кл. G 06 G 7/22, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

М 506027, кл. С 06 С 7/22, 1976 (прототип) .

g>ix оА|

Put .3

Составитель Г. Осипов

Редактор A. Долинич Техред N.Ïåòêî Корректор: В ° Вутяга

Заказ 8354/57 Тираж 751 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Умгород, ул. Проектная, 4