Устройство для преобразования координат вектора

 

О П И С А Н И Е 11) 572800

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.10.75 (21) 2177632/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 14.09.77 (51) М. Кл.е G 06G 7/22

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений (53) УДК 681.335(088.8) и открытий (72) Авторы изобретения

М. Б. Лейтман и В, Г. Майоров (71) Заявитель

Смоленский филиал Московского ордена Ленина энергетического института (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КООРДИНАТ

ВЕКТОРА

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для решения навигационных и прочих задач, связанных с преобразованием и поворотом векторов.

Известные устройства, осуществляющие вычисление координат векторов при их повороте, содержат синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы (1).

Эти известные устройства имеют малое быстродействие и ограниченную точность, обусловленные налачием электромеханических блоков. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электронное устройство для преобразования координат вектора, содержащее два модулятора, входы которых подключены к источникам ортотональных составляющих вектора, а выходы — к сумматору, выход которого соединен с входом фильтра, и генератор импульсов (2). Это устройство характеризуется ограниченными функциональными возможностями, так как оно осуществляет лишь преобразование координат неподвижного вектора из декартовых в полярные, возможность преобразования координат вращающегося вектора отсутствует.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем вычисления координат вектора при повороте системы координат. В описываемом устройстве это достигается тем, что оно дополнительно содержит широтно-импульсный модулятор, соответствующие входы которого подключены к задатчику угла поворота вектора и к выходу генератора импульсов, формирователь сим5 метричных прямоугольных колебаний, вход которого соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, а выход подключен к управляющему входу первого модулятора, интегратор и подключенный к выходу интегра10 тора усилитель-ограничитель, причем вход интегратора подключен к выходу формирователя симметричных прямоугольных колебаний, а выход усилителя-ограничителя подключен к управляющему входу второго модулятора, а

15 также два фазочувствительных выпрямителя, подключенных к выходу фильтра, и соединенный с выходом генератора импульсов формирователь квадратурных коммутирующих напряжений, выходы которого подключены к

20 управляющим входам соответствующих фазочувствительных выпрямителей.

На чертеже показана структурная схема описываемого устройства.

25 Оно содержит генератор импульсов 1, широтно-импульсный модулятор 2, формирователь 3 симметричных прямоугольных колебаний, интегратор 4, усилитель-ограничитель 5, модуляторы 6 и 7, сумматор 8, фильтр 9, фор30 мирователь 10 квадратурных коммутирую572800

50

55 щих напряжений и фазочувствительные выпрямители 11 и 12.

По заданным прямоугольным координатам вектора и углу поворота ср системы координат устройство вычисляет прямоугольные координаты вектора в повернутой системе координат. В качестве промежуточного результата преобразований устройством вырабатывается значение модуля вектора.

Генератор 1 вырабатывает последовательность прямоугольных импульсов, следующих с периодом Т. Положсние последних на временной оси задает начало отсчета фазовых углов. Передними фронтами каждого импульса запускается широтно-импульсный модулятор 2, который вырабатывает последовательность импульсов с длительностью, пропорциональной управляющему напряжению U„; поступающему от задатчика угла поворота. В момент окончания импульса с модулятора 2 (например, в момент t ) запускается формирователь 3, вырабатывающии импульсы, длительность которых равна полупериоду следования входных импульсов.

Таким образом, на выходе формирователя

3 образуется последовательность импульсов с длительностью, равной половине периода Т, передние фронты которых сдвинуты относительно момента запуска модулятора 2 на время, пропорциональное углу поворота rp.

Выходные импульсы формирователя 3 поступают на интегратор, вырабатывающий пилообразное напряжение, моменты перехода которого через нуль сдвинуты на 90 относительно передних фронтов входных импульсов.

Усилитель-ограничитель 5 вырабатывает крутые фронты прямоугольных импульсов в моменты перехода пилообразного напряжения через нулевое значение. Выходные импульсы формирователя 3 и усилителя-ограничителя

5 поступают на входы модуляторов 6 и 7; последние вырабатывают прямоугольные импульсы, действующие в течение того же интервала времени, что и входные, но имеющие амплитуды, равные управляющим напряжениям U и U„.

Таким образом, на выходах модуляторов 6 и 7 образуются две ортогональные последовательности импульсов с длительностью, равной половине периода Т, передние фронты которых сдвинуты относительно момента запуска модулятора 2.

Выходные напряжения модуляторов 6 и 7 подаются на вход сумматора 8, осуществляющего геометрическое суммирование колебаний. Для выделения первой гармонической составляющей U выходное напряжение сумматора 8 поступает на фильтр 9, оусществляю5

40 щий подавление высших гармоник. В резу льтате на выходе фильтра 9 получается синусоидальный сигнал, амплитуда и фаза которого определяются модулем и аргументом вектора.

Выходной сигнал генератора 1 поступает на вход формирователя 10, который формирует на своих выходах последовательности прямоугольных импульсов с длительностью, равной длительности входного импульса, и необходимыми амплитудами для управления ключами фазочувствительных выпрямителей 11 и 12, причем на одном выходе .формирователя 10 сигнал совпадает по фазе с выходным сигналом генератора 1, а на другом выходе — сдвинут относительно него на четверть периода.

Постоянные составляющие сигналов на выходе фазочувствительных выпрямителей 11 и 12 пропорциональны искомым координатам вектора в повернутой системе координат.

Формула изобретения

Устройство для преобразования координат вектора, содержащее два модулятора, входы которых подключены к источникам ортогональных составляющих вектора, а выходы — к сумматору, выход которого соединен с входом фильтра, и генератор импульсов, отличающ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем вычисления координат вектора при повороте системы координат, устройство дополнительно содержит широтно-импульсный модулятор, соответствующие входы которого подключены к задатчику угла поворота вектора и к выходу генератора импульсов, формирователь симметричных прямоугольных колебаний, вход которого соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, а выход подключен к управляющему входу первого модулятора, интегратор и подключенный к его выходу усилительограничитель, йричем вход интегратора подключен к выходу формирователя симметричных прямоугольных колебаний, а выход усилителя-ограничителя подключен к управляющему входу второго модулятора, а также два фазочувствительных выпрямителя, подключенных к выходу фильтра, и соединенный с выходом генератора импульсов формирователь квадратурных коммутирующих напряжений, выходы которого подключены к управляющим входам соответствующих фазочувствительных выпрямителей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лебедев А. Н, Счетно-решающие устройства. Машиностроение, 1966, с. 194.

2. Патент Франции № 2116393, кл. G 06G

7/00, опублик. 1972.

672800

Составитель Г. Осипов

Техред И. Михайлова

Редактор Л. Тюрина

Корректор О. Тюрина

Подписное

Типография, пр,. Сапунова, 2

Заказ 1936/9 Изд, № 712 Тираж 818

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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