Устройство для преобразования координат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КООРДИНАТ, содержащее три сумматора, блок числоимпульсного Я ожения, первый элемент ИЛИ, первый реверсивньй счетчик, генератор импульсных синусно-косинусных зависимостей и блок вычисления ортогональных составляющих, содержащий блок умножения, четыре элемента И, реверсивные счетчики маркера и объекта , два коммутатора и два сумматора по модулю два, выходы которых соединены с первым и вторым управляющими входами первого коммутатора , первьй и второй информационные входы которого соединены соответственно с выходом произведе- , НИН координаты маркера на синус угла и выходом произведения координаты объекта на косинус угла блока умножения, выходы произведений координаты маркера на косинус угла и координаты объекта на синус угла которого соединены соответственно с первым и вторым информационными входами второго коммутатора, первый и второй управляющие входы которого соединены с входом (п-1)-х разрядов (где п - разрядность) кодов углов соответственно маркера и объекта устройства и первыми входами соответственно первого и второго сумматоров по модулю два, вторые входы которых соединены с входами п-х разрядов кодов углов соответственно маркера и объекта устройства , входы разрядов с первого по (п-2)-й кодов угла маркера и объекта которого соединены с установочными входами соответственно ре-, версивного счетчика маркера и реверсивного счетчика объекта, входы дальности маркера и объекта устройства соединены соответственно (Л с входом параллельного кода ности маркера и входом параллельного угла объекта блока умножения, входы синуса и косинуса которого соединены с соответствующими выходами генератора импульсных синуснокосинусных зависимостей, тактовый выход которого соединен с первыми со входами с первого по четвертый эле00 О1 ментов И блока вычисления ортогональных составляющих, вход (п-1 )-го О1 разряда кода угла маркера устройto ства соединен с вторым входом перг вого элемента И и выполненным инверсным вторым входом второго элемента И блока вычисления ортогональных составляющих, вход (п-1 )-го разряда кода угла объекта устройства соединен с выполненным инверсным вторым входом третьего элемента И и вторым входом четвертого элемента И блока вычисления ортогональных составляющих, выходы которых соединены с входами соответственно аычи

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я>4 G 06 F 7/548 (21) 3698097/24-24 (22) 03.02.84 (46) 15.12.85. Бюл. У 46 (72) Л.И.Лебеда, А.В.Гусев, Е.Л.Поломарь и А.Н.Дворяковский (53) 681.325(088.8) (56) Романов А.Н. Тренажеры для подготовки операторов РЛС с помощью

ЭВМ. М., 1980, с. 93.

Авторское свидетельство СССР

В 824207, кл, G 06 F 15/20, 1978, (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КООР19ШАТ, содержащее три сумматора, блок числоимпульсного умножения, первыи элемент ИЛИ, первый реверсивный счетчик, генератор импульсных синусно-косинусных зависимостей и блок вычисления ортогональных составляющих, содержащий блок умножения, четыре элемента И, реверсивные счетчики маркера и объекта, два коммутатора и два сумматора по модулю два, выходы которых соединены с первым и вторым управляющими входами первого коммутатора, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно с выходом произведения координаты маркера на синус угла и выходом произведения координаты объекта на косинус угла блока умножения„ выходы произведений координаты маркера на косинус угла и координаты объекта на синус угла которого соединены соответственно с первым и вторым информационными входами второго коммутатора, первый и второй управляющие входы которого соединены с входом (n-1)-х раз„„SUÄÄ 1198552 A рядов (где п — разрядность) кодов углов соответственно маркера и объекта устройства и первыми входами соответственно первого и второго сумматоров по модулю два, вторые входы которых соединены с входами и-х разрядов кодов углов соответственно маркера и объекта устройства, входы разрядов с первого по (п-2)-й кодов угла маркера и объекта которого соединены с установочными входами соответственно ре-. версивного счетчика маркера и реверсивного счетчика объекта, входы ° дальности маркера и объекта устройства соединены соответственно с входом параллельного кода далв-. ности маркера и входом параллельного угла объекта блока умножения, входы синуса и косинуса которого соединены с соответствующими выходами генератора импульсных синуснокосинусных зависимостей, тактовый выход которого соединен с первыми входами с первого по четвертый элементов И блока вычисления ортогональных составляющих, вход (и-1)-ro разряда кода угла маркера устройства соединен с вторым входом первого элемента И и выполненным инверсным вторым входом второго элемента И блока вычисления ортогональных составляюших, вход (n-1)-го разряда кода угла объекта устройства соединен с выполненным инверсным вторым входом третьего элемента И и вторым входом четвертого элемента

И блока вычисления ортогональных составляющих, выходы которых соединены с входами соответственно нычи1198552ния. тания и суммирования реверсивного счетчика объекта, выходы первого и второго элементов И блока вычисления ортогональных сос=авляющих соединены с входами соответственно вычитания и суммирования реверсивного счетчика маркера, выходы обнуления реверсивных счетчиков маркера и объекта. соединены с входом запрета блока умножения, первый и второй выходы первого коммутатора соединены с первым и вторым информационными входами первого сумматора, выход знака которого соединен с третьим управляющим входом первого коммутатора, первый выход второго коммутатора соединен с первым информационным входом второго сумматора, выходы сумм первого н второго сумматоров соединены с первым и вторым параллельными входами блока числоимпульсного умножения, первый и второи последовательные входы которых соединены с выходами соответственно синуса и косинуса генератора импульсных синусно-косинусных зависимостей, первый выход блока числоимпульсного умножения через первый элемент ИЛИ соединен со счетным входом первого реверсивного счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет возможности вычисления расстояния от объекта до фиксированной точки в пространстве, в него введены второй реверсивный счетчик, второй элемент ИЛИ, два элемента И и регистр, установочный вход которого соединен с выхоИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных средствах информационно-измерительных систем и в радиоэлектронных устройствах.

Цель изобретения — расширение области применения за счет возможности вычисления расстояния от объ-. екта до фиксирования точки в пространстве. дом номера объекта устройства, вход разрешения записи регистра соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом;обнуления второго реверсивного счетчика и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента

ИЛИ и счетным входом второго реверсивного счетчика, установочныи вход которого соединен с выходом второго сумматора, информационный вход которого соединен с выходом второго элемента И, второй выход блока числоимпульсного умножения соединен с входами второго элемента ИЛИ, входы разрешения записи первого и второго реверсивных счетчиков соединены с выходом импульса окончания генератора импульсных синусно-к синусных зависимостей, управляющими входами реверсивнык счетчиков маркера и объекта и вторым входом первого элемента И, выход импульса запуска генератора импульсных синусно-косинусных зависимостей соединен с установочными входами с первого по третий сумматоров, второй информационный вход второго сумматора соединен с вторым выходом коммутатора, третий управляющий вход которого соединен с выходом знака второго, сумматора, выход суммы первого сумматора соединен с установочным входом первого реверсивного счетчика, выход обнуления которого соединен с входом запрета блока числоимпульсного умноже2

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — функциональная схема коммутаторов, входящих в блок вычисления ортогональных составляющих", на фиг. 3 — геометрический чертеж решаемой задачи; на фиг. 4— временные диаграммы блоков устроиства.

10 Устройство содержит блок 1 вычисления ортогональных составляю98552

10!

3 11 щих, блок 2 умножения, реверсивные счетчики 3 и 4 объекта и маркера, коммутаторы 5 и 6, генератор 7 импульсных синусно-косннусных зависимостей, содержащий импульсный си" нусно-косинусный преобразователь

8 и делитель 9 частоты, сумматоры

10 и ll блок 12 числонмпульсного умножения, элементы ИЛИ 13 и 14, реверсивные счетчики 15 и 16, сумматор 17, элементы И 18 и 19, регистр 20, выходы 21 и 22 генератора, выходы 23-26 блока умножения, тактовый выход 27 генератора, выходы

28 и 29 реверсивных счетчиков маркера и объекта, выходы 30-32 сумматоров, выходы 33 и 34 блока числоимпульсного умножения, выход 35 первого реверсивного счетчика, выходы

36 и 37 блока числоимпульсного умножения, выход 38 третьего сумматора, выход.39 второго реверсивного счетчика, выходы 40 и 41 генератора, элементы И 42 и сумматоры 43 по модулю два..

Устройство работает следующим образом.

Входные координаты Р (координаты маркера) и 1)„ (координата первого в порядке поступления на входы устройства координат имитируемого объекта под номером И ), записанные

1 Р в начальный момент времени в блок

2 умножения, входящий в блок l вычисления ортогональных составляющих (фиг. 1), умножаются на синусный и косинусный числоимпульсные коды, подаваемые с выходов 21 и 22 генератора 7 на функциональные входы блока 2 умножения. На выходах 23-26 блока 2 умножения получаем числоимпульсные последовательности ортогональных составляющих расстояний

DiиD

D< =Ь „з i ngmT — на выходе 25 D1 =DicosdmTT — на выходе 26

Р„ =Эцз пЫ Т вЂ” на выходе 23

D „=Dosing Т вЂ” на выходе 24 где о „ — число импульсов, равное значению аргумента;

Тт — период следования тактрвых импульсов.

Тактовые импульсы постоянной частоты fo с выхода 27 генератора 7 поступают в зависимости от значения (п-l)-ro разряда углов П, и П „ на суммирующий и вычитающий входй счет20

55 чиков 3 и 4 (в которые в начальный момент времени заносятся коды от 1 до (п-2)-го разряда углов соответственно П и П ), при этом сиг1 налы,запрета, поступающие на блок

2 умножения с выходов 28 и 29, снимаются с (и+1)-х разрядов счетчиков 3 и 4 (где n — число разрядов, равное 90 углов П„ и П, ).

В состав генератора 7 входит счетчик, который производит развер- . тывание текущего угла (аргумента ) о от 0 до 90 путем счета тактовых импульсов. Через промежуток времени

Т„=.П „Тт (фиг. 4и ), что соответству— ет моменту перехода (n+1)-ro разряда счетчика 3 с нуля в единицу, блок 2 умножения запрещает прохождение числоимпульсного кодаВ,siÛ Т

ПТ Т

В результате полученный числонмпульсный код „sin!!,(кривая

ОА фиг. 4и ) — выхода 25 блока 2 умножения поступает через коммутатор

6, выполненный на элементах И-ИЛИ (фиг. 2), на суммирующий или вычитающий вход сумматора 11 в зависимости от значе :ия (n-1)-го разряда угла П„, а также от знака в знаковом разряде (выход 30 ) сумматора

11. Одновременно на входы сумматора

ll с выхода 24 блока 2 умножения поступает числоимпульсный код

0 з1пс Т, запрет прохождения которого определяет счетчик 4. Момент перехода (n-1)-го разряда счетчика

4 равен Тщ=(90 -П )Т;„ (фиг. 4н), т.е. соответствует обратному коду угла П, следовательно, на суммирующий или вычитающий вход сумматора ll в зависимости от значения угла П, а также от знака знакового разряда выхода 30 поступит числоимпульсный код D з пП (кривая В С фиг. 4м ). Такая операция производится для возможности алгебраичес:кого суммирования кодов D„sinII T

+D sinII„ sa счет того, что вырал батываемые генератором 7 импульсов числоимпульсные коды синуса и косинуса сдвинуты во времени относительно друг друга в пределах тактового импульса Т . В результате на выходе 3! сумматора 11 образуется требуемая ортогональная составляющая R . из системы уравнении (1 ).

Вторая ортогональная составляющая

В1, из второго уравнения системы (11 образуется в сумматоре 10 ана1198552 логично при помощи счетчиков 3 и 4 и блока 2 умножения, с выходов 23 и 26 которого числоимпульсные коды

D совс1 Тт и Р сов Т (кривые ВС и

О А фиг. 4и, м) поступают на входы сумматора 1 0 в зависимости от значений n-ro и (и-1)-ro разрядов углов П„ и П, поступающих на коммутатор 5 через сумматоры 43 по модулю два.

Таким образом, решается система уравнений (1 1 для объекта с номером М, координаты которого

1 Ф первыми поступили на входы устройства

R =3 Slhnl-2 sin 11

i 1 М М

R =Э созД Эмсоз "м

Ортогональные составляющие R< и В в виде параллельных двоичнь1х кодов с выходов 31 и 32 сумматоров

1 3

11 и 10 записываются в блок 12 им пульсом с выхода 40 генератора 7 импульсов, свидетельствующим об окончании цикла развертывания текущего угла в счетчике генератора 7. В но- . вом цикле развертывания текущего угла в счетчике генератора 7 ортогональные составляющие В1 и В„ умножаются на синусный и косинусйый числоимпульсный коды, подаваемые с выходов 21 и 22 генератора 7 на функциональные входы блока 12, На выходах ЗЗ и 34 блока 12 получаем соответственно числоимпульсные коды

R sine(Т и В„, coscL,„Т, которые

1 -т через элемент ИЛИ 13 поступают на тактовый вход вычитания счетчика 15, в который в момент окончания предыдущего цикла развертывания текущего угла с выхода 40 генератора 7 заносится число, равное по величине ортогональной составляющей В<< расстоЯниЯ R

Через некоторое время Т (фиг.4у ) после начала отсчета текущего угла при выполнении R .вкпб, Т =В1„совЫ„,Тт ш счетчик 15 устанавливается в нулевое состояние и на выходе 35 вырабатывается сигнал запрета счета, поступающий на вход запрета счета блока 1 2, который запрещает прохождение числоимпульсного кода В1„в пЫ T с выхода 36 и одновременно разрешает прохождение числоимпульсного кода В.1 cosg T„c выхода 37 (фиг.4т,у

Через элемент ИЛИ 14 и элемент

И 18 (при наличии сигнала разрешения,, поступающего на другой вход с выхода 39 счетчика 16) числоимпульсный код с выходов 36 и 37 блока 12 поступает на вход сумматора 17. При этом на его выходах 38 накапливается параллельный двоичный

10 код расстояния R è по окончании развертывания текущего угла в гене раторе 7 величина В„ становится равной Rg(cosa Т +R1 siïî Т =В сов8 +

+R<

Одновременно с формированием величины В„ в сумматоре 17 числоимпульсный код расстояния R с выхо20 да элемента ИЛИ 14 поступает на тактовьв": вход вычитания счетчика 16, в который в начальный момент времени записывается код максимально возможного расстояния В =R . Так как

+ о при =1 всегда выполняется условие

R.4 R; „, то по окончании развертывания текущего угла от 0 до 90 импульс. с выхода 40 генератора 7, поступающий на вход разрешения записи

30 счетчика 16 и через элемент И 19 на вход синхронизации регистра 20, запишет: в счетчик 16 — код величи- ны B. R,=R который поступает на информационные входы с выходов

38 сумматора 17, а в регистр 20 (передним фронтом импульса ) — номер М имитируемого объекта. Этот

1 же импульс установит (в+1)-й разряд счетчика 16 в единичное состояние. После этого импульсом с выхода 41 генератора импульсов производится установка счетчиков сумматоров 10, 11 и 17 в нулевое состояние, являющееся исходным для

45 Операции вычисления и сравнения каждого B., где i=1 И.

Далее йа информационные входы предлагаемого устройства поступают координаты 2 и П имитируемого объекта с номером и . Операции повторяются, а дальнейшие вычисления отличаются от вышеописанных, + если выполняется условие В В,.

Так, при поступлении число55 импульсного кода величины R> с выхода элемента ИЛИ 14 на тактовый вход счетчика 16 наступит момент, ) когда (п+1)-й разряд установится

1198552

Ia в нулевое состояние (это наступит при В =В ), т.е. на выходе 39 вырабатывается сигнал запрета, поступающий на вторые входы (входы запрета ) элементов И 18 и 19. При этом дальнейшее прохождение числоимпульсного кода расстояния через элемент И 18 на вход сумматора 17 прекращается, поэтому на его выходах

38 зафиксируется код величины R+=R

1 1

Импульсный сигнал, формируемый на выходе 40 генератора 7, свидетельствующий об окончании текущего цикла развертывания угла, запишет в счетчик !6 значение В;=В; „=В„. В

+ то же время импульсный сигнал не пройдет через элемент И 19 (ввиду запрета на входе) на вход синхро-. низации регистра 20 и последний сохррнит прежнюю запись номера имитируемого объекта м,, Если выполняется условие R В„, то операции определения величины

R > аналогичны операциям, рассмот-!

0 ренным применительно к имитируемому объекту с номером k„i

Таким образом, вычисляется значение расстояния R каждого i-го

1 имитируемого объекта с номером М; !

5 и сравнивается со значением R

+ минимальным из уже определенных расстоянии R,R,. ° .,R. „.

)198552 фиг. 2

1!98552

1198552

Фи8 Ф (иродолжеиие) I 198552

/аюлчюл м)

Составитель А.Зорин

Редактор 10.Êîâà÷ Техред С.Мигунова Корректор А.Зимокосов

Заказ 7724/50 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4