SU572800A1

SU572800A1 - Device for converting vector coordinates

Info

Publication number: SU572800A1
Application number: SU7502177632A
Authority: SU
Inventors: Михаил Борисович Лейтман; Владимир Григорьевич Майоров
Original assignee: Смоленский Филиал Московского Ордена Ленина Энергетического Института
Priority date: 1975-10-02
Filing date: 1975-10-02
Publication date: 1977-09-15

Description

II

Изобретение относитс к вычислительной технике и может быть использовано дл решени навигационных и прочих задач, св занных с преобразованием и поворотом векторов.The invention relates to computing and can be used to solve navigation and other problems associated with the transformation and rotation of vectors.

Известные устройства, осуществл ющие вычисление координат векторов при их повороте, содержат синусно-косинусные вращающиес трансформаторы 1.The known devices that compute the coordinates of the vectors as they rotate contain sinus-cosine rotating transformers 1.

Эти известные устройства имеют малое быстродействие и ограниченную точность, обусловленные налачием электромеханических блоков. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс электронное устройство дл преобразовани координат вектора , содержащее два модул тора, входы которых подключены к источникам ортогональных составл ющих вектора, а выходы - к сумматору, выход которого соединен с входом .фильтра, и генератор импульсов 2. Это устройство характеризуетс ограниченными функциональными возможност ми, так как оно осуществл ет лишь преобразование координат неподвижного вектора из декартовых в пол рные , возможность преобразовани координат вращающегос вектора - отсутствует.These known devices have low speed and limited accuracy due to the use of electromechanical units. Closest to the invention, the technical entity is an electronic device for converting vector coordinates, containing two modulators, whose inputs are connected to sources of orthogonal vector components, and outputs to an adder, the output of which is connected to the filter input, and a pulse generator 2. This device is characterized by limited functionality, since it only translates the coordinates of a fixed vector from Cartesian to polar, the ability to convert coordinates raschayuschegos vector - absent.

Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей путем вычислени координат вектора при повороте системы координат. В описываемом устройстве это достигаетс тем, что оно дополнительно содержит широтно-импульсный модул тор, соответствующие входы которого подключены к задатчику угла поворота вектора и к выходу генератора импульсов, формирователь симметричных пр моугольных колебаний, вход которого соединен с выходом широтно-импульсного модул тора, а выход подключен к управл ющему входу первого модул тора, интегратор и подключенный к выходу интегратора усилитель-ограничитель, причем вход интегратора подключен к выходу формировател сим.метричных пр моугольных колебаний, а выход усилител -ограничител подключен к управл ющему входу второго модул тора, аThe aim of the invention is to extend the functionality by calculating the coordinates of the vector when the coordinate system is rotated. In the described device, this is achieved in that it additionally contains a pulse-width modulator, the corresponding inputs of which are connected to the setpoint angle of rotation of the vector and to the output of the pulse generator, a driver of symmetric rectangular oscillations, the input of which is connected to the output of the pulse-width modulator, and the output is connected to the control input of the first modulator, the integrator and the amplifier-limiter connected to the integrator output, and the integrator input is connected to the output of the driver symmetrically x rectangular oscillation and limiting amplifier output connected to the control input of the second modulator, and

также два фазочувствительных выпр мител , подключенных к выходу фильтра, и соединенный с выходом генератора импульсов формирователь квадратурных коммутирующих напр жений , выходы которого подключены кalso two phase-sensitive rectifiers connected to the filter output and connected to the output of the pulse generator a quadrature switching voltage generator, the outputs of which are connected to

управл ющим входам соответствующих фазочувствительных выпр мителей.control inputs of the respective phase-sensitive rectifiers.

На чертеже показана структурна схема описываемого устройства.The drawing shows a block diagram of the described device.

Оно содержит генератор импульсов 1, широтно-импульсный модул тор 2, формирователь 3 симметричных пр моугольных колебаний , интегратор 4, усилитель-ограничитель 5, модул торы 6 и 7, сумматор 8, фильтр 9, формирователь 10 квадратурных коммутирующих напр жений и фазочувствительные выпр мители 11 и 12.It contains a pulse generator 1, a pulse-width modulator 2, a shaper 3 of symmetric rectangular oscillations, an integrator 4, an amplifier-limiter 5, modulators 6 and 7, an adder 8, a filter 9, a shaper 10 quadrature switching voltages and phase-sensitive rectifiers 11 and 12.

По заданным пр моугольным координатам вектора и углу поворота ср системы координат устройство вычисл ет пр моугольные координаты вектора в повернутой системе координат . В качестве промежуточного результата иреобразований устройством вырабатываетс значение модул вектора.For given rectangular coordinates of the vector and angle of rotation φ of the coordinate system, the device calculates the rectangular coordinates of the vector in the rotated coordinate system. As an intermediate result of transformations, the device generates the value of the vector module.

Генератор I вырабатывает последовательность пр моугольных импульсов, следующих с периодом Т. Положение последних на временной оси задает начало отсчета фазовых Зтлов. Передними фронтами каждого импульса запускаетс широтно-импульсный модул тор 2, который вырабатывает последовательность импульсов с длительностью, пропорциональной управл ющему напр жению U . поступающему от задатчика угла поворота. В момент окончани -импульса с модул тора 2 {например, в момент fi) запускаетс формирователь 3, вырабатывающий импульсы, длительность которых равиа полупериоду следовани входных импульсов.Generator I generates a sequence of square-wave pulses following with a period T. The position of the latter on the time axis sets the origin of the phase Ztlov. The leading edge of each pulse triggers a pulse width modulator 2, which produces a pulse train with a duration proportional to the control voltage U. coming from the unit angle of rotation. At the moment of termination of the impulse, modulator 2 (for example, at time fi) starts the shaper 3, producing pulses, the duration of which is equal to half a cycle of the following impulses.

Таким образом, на выходе формировател 3 образуетс последовательность импульсов с длительностью, равной половине периода Т, передние фронты которых сдвинуты относительно момента запуска модул тора 2 на врем , пропорциональное углу поворота ф.Thus, at the output of the imaging unit 3, a sequence of pulses is formed with a duration equal to half the period T, the leading fronts of which are shifted relative to the starting moment of the modulator 2 by a time proportional to the angle of rotation φ.

Выходные импульсы формировател 3 поступают на интегратор, вырабатывающий пилообразное напр жение, моменты перехода которого через нуль сдвинуты на 90° относительно передних фронтов входных импульсов. Усилитель-ограничитель 5 вырабатывает крутые фронты пр моугольных импульсов в моменты перехода пилообразного напр жени через нулевое значение. Выходные импульсы формировател 3 и усилител -ограничител 5 поступают на входы модул торов 6 и 7; последние вырабатывают пр моугольные импульсы , действующие в течение того же интервала времени, что и входные, но имеющие амплитуды, равные управл ющим напр жени м Ux и Uy.The output pulses of the imaging unit 3 are fed to the integrator, which produces a sawtooth voltage, the transition times of which through zero are shifted by 90 ° relative to the leading edges of the input pulses. The limiting amplifier 5 generates steep edges of rectangular pulses at the moments when the sawtooth voltage passes through a zero value. The output pulses of the imaging unit 3 and the amplifier-limiter 5 are fed to the inputs of the modulators 6 and 7; the latter produce rectangular pulses that act for the same time interval as the input, but have amplitudes equal to the control voltages Ux and Uy.

Таким образом, на выходах модул торов 6 и 7 образуютс две ортогональные последовательности Импульсов с длительностью, равной половине периода Т, передние фронты которых сдвинуты относительно момента запуска модул тора 2.Thus, at the outputs of modulators 6 and 7, two orthogonal sequences of pulses are formed with a duration equal to half the period T, the leading edges of which are shifted relative to the moment of the start of the modulator 2.

Выходные напр жени модул торов 6 и 7 подаютс на вход сумматора 8, осуществл ющего геометрическое суммирование колебаний . Дл выделени первой гармонической составл ющей и выходное напр жение сумматора 8 поступает на фильтр 9, оусществл ющий подавление высших гармоник. В результате на выходе фильтра 9 получаетс синусоидальный сигнал, амплитуда и фаза которого определ ютс модулем и аргументом вектора.The output voltages of the modulators 6 and 7 are fed to the input of the adder 8, which performs geometric summation of the oscillations. In order to isolate the first harmonic component, the output voltage of the adder 8 is fed to the filter 9, which suppresses the higher harmonics. As a result, a sinusoidal signal is obtained at the output of the filter 9, the amplitude and phase of which are determined by the modulus and argument of the vector.

5 Выходной сигнал генератора 1 поступает на вход формировател 10, который формирует на своих выходах последовательности пр моугольных импульсов с длительностью, равной длительности входного импульса, и необходимыми амплитудами дл управлени ключами фазочувствительных выпр мителей 11 и 12, причем на одном выходе формировател 10 сигнал совпадает по фазе с выходным сигналом генератора 1, а на другом выходе - сдвинут относительно него на четверть периода. Посто нные составл ющие сигналов на выходе фазочувствительных выпр мителей 11 и 12 пропорциональны искомым координатам вектора в повернутой системе координат.5 The output signal of the generator 1 is fed to the input of the imager 10, which generates at its outputs a sequence of rectangular pulses with a duration equal to the duration of the input pulse, and the necessary amplitudes for controlling the keys of the phase-sensitive rectifiers 11 and 12, and at one output of the imager 10 the signal coincides phase with the output signal of the generator 1, and the other output is shifted relative to him by a quarter period. The constant components of the signals at the output of the phase-sensitive rectifiers 11 and 12 are proportional to the desired coordinates of the vector in the rotated coordinate system.

Claims

Invention Formula

A device for converting vector coordinates, containing two modulators, whose inputs are connected to sources of orthogonal components of the vector, and outputs to an adder, the output of which is connected to the filter input, and a pulse generator, which in order to extend the functionality by calculating

0 coordinates of the vector when the coordinate system is rotated, the device additionally contains a pulse-width modulator, the corresponding inputs of which are connected to the setpoint generator of the vector rotation and to the output of the pulse generator, a driver of symmetric rectangular oscillations, whose input is connected to the output of the pulse-width modulator, and the output is connected to the control input of the first modulator, the integrator and the amplifier connected to its output are a limiter, and the integrator input is connected to the output of the driver of a symmetrical rectal oscillations, and the output of the amplifier-limiter connected to the control input of the second modulator, as well as two phase-sensitive rectifiers connected to the output of the filter, and connected to the output of the pulse generator shaper quadrature switching voltages,

0 whose outputs are connected to the control inputs of the corresponding phase-sensitive rectifiers.

Sources of information taken into account in the examination

1- A. Lebedev. Counting devices. Mashchinostroenie, 1966, p. 194.

2. Patent of France No. 2116393, cl. G 06G 7/00, published 1972.