Устройство для преобразования прямоугольных координат в полярные

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКРМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Нл.2 С 06 С 7/22 с присоединением заявки Йо - ,Государстаенный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 300680. Бюллетень Йо 24 Дата опубликования описания 300680(72) Автор изобретения Е.В, Бренев Ленинградский ордена Ленина электротехничЕский институт им. В.ИУльянова (Ленина)(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ КООРДИНАТ В ПОЛЯРНЫЕ Изобретение относится к области вычислительной техники, предназначено для использования в системе управления движением подводных буксируемых аппаратов и может найти применение в системах навигации.Известен датчик угла атаки ракеты, основанный на механическом способе преобразования информации. Датчик представляет собой флюгер, укреплен ный на ракете, который ориентируется вдоль потока, Ось флюгера связана с движком потенциометра, Напряжение, снимаемое с потенциометра, пропорционально углу атаки ракеты (1), 15Недостатком датчика является недостаточная точность и быстродействие.При построении вычислителя угла атаки свободно движущихся тел может 20 быть использован электронный преобразователь прямоугольных координатв полярные, например, основанный на сложении двух гармонических колебаний, представляющих прямоугольные 25 составляющие вектора (2).Однако маневры аппаратов привязного типа в вертикальной плоскости, например, буксируемых подводных аппаратов, приводят к тому, что состав ляющая полной скорости по оси Х вдинамике не равна скорости буксировцика Чх Эта скорость равнах = Чхо + 67, где ь 7 х - изменениесоставляющей скорости аппарата пооси Х вследствие его перемещений ввертикальной плоскости. Поэтому использование преобразователя прямо/угольных координат в полярные в чистом виде для получения угла атаки аппаратов привязного типа сопряжено ссущественной погрешностью вычислений,что является недостатком.Цель изобретения заключается в повышении точности,Цель достигается тем, что предлагаемое устройство содержит косинусныйпреобразователь, блок умножения, ключ,запоминающий блок, два блока вычитания, сумматор, дифференциатор, источник опорного напряжения, компаратор,датчик времени и блок деления, причем вход косинусного преобразователясоединен с первым входом устройства,а выход - с первым входом блока умножения; второй вход, которого соединен с вторым входом устройства, выход блока,умйожения связан с первымвходом первого блока вычитания и через ключ - с входом запоминающегоблока выход которого соединен с вторым входом первого блока вычитания,,третий вход устройства через дифференциатор связан с первыми входамипреобразователя прямоугольных координат в полярные и компаратора, вто- рой вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения,первый выход компаратора соединен суправляющим входом ключа и с входомзапуска датчика времени, второй выход компаратора подключен к входусброса датчика времени, выходы первого блока вычитания и датчика времени подключены к соответствующимвходам блоХа деления, выход которогоподключенк первому входу сумматора, 5второй вход которого соединен с четвертым входом устройства, а выходподключен к второму входу преобразователя прямоугольных координат в полярные, выход аргумента которого и 20пятый вход устройства подключен ксоответствуюцим входам второго блокавычитания.На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства. 25Оно содержит косинусный преобразователь 1, блок умножения 2, ключ 3,запоминаюций блок 4 блок нычитания5, дифференциатор б, компаратор 7,источник 8 опорного напряжения, датчик 9 времени, блок 10 деления, сумматор 11, преобразователь 12 прямоугольных координат в полярные и блок вычитания 13.Позициями 14-18 обозначены входыустройстна, позицией 19 - выход.Устройство работает следуюцим образом.На входы 14-18 устройства постуйают напряжения, пропорциональныекоординате положения аппарата по глубине У (вход 17) и координате егопространственной ориентации по дифФеренту (тангажу) ч (вход 18), скорости корабля буксиронцика Чо(вход16), дистанции С (нход 15), углу 45места й буксируемого аппарата (вход 14) .Истинная скорость аппарата определяется как сумма скорости кораблябуксировщика;Чхо и д ЧХ, где А Чу соответствует изменению составляющейскорости аппарата по оси" Х вследствие его перемещений в вертикальной плоскости. Добавка АЧь определяетсяпутем деления а Я наа 1, где ь Я, соответствует изменению горизонтальнойдальности аппарата за нремя А 1=1- оотсчитываемое от момента 1 о начала движения аппарата пь глубийе до момента 1 выхода его на стационарный режим движения, при котором Ч = О. 60Для определения АЯ служат косинусный преобразователь 1, блок умножения 2, ключ 3, запоминающий блок 4, блок нычитания 5, соединенные таким ,образом, что напряжение с ныхода 65 множительного устройства, пропорциональное Я =совЛ, поступает на ин-формационный вход ключа 3, который, закрываясь на время А 1, обеспечивает запоминание дальности Я=бсов 1(й) в запоминающем блоке 4. Блок вичитания 5 определяет разность ЬЯ=РсовМ 1)- - Е совЬ .Для определения промежутка времени А служит компаратор 7, который срабатывает в момент, когда ЧО, и запускает датчик 9 времени, сброс его н нуль осуществляется вторым выходомкомпаратора 7, напряжение на которомпоявляется в момЬнт, соответствующийО,Определение изменения пропорционально 2 составляюцей скорости аппарата и осуществляется путем делениядЯ на А 1 в блоке 10 деления. найденная таким образом добавка дЧхатакже скорость корабля буксировцикаЧц подаются на вход сумматора 11.С выхода усилителя напряжение, пропорциональное горизонтальной скорости аппарата Чх, подается на один извходов преобразователя 12. С выходадифференциатора б на другой входпреобразователя поступает величинаЧ. С выхода преобразователя 12 снимается напряжение, пропорциональноеполярному углу ч" вектора скоростиаппарата.,На выходе блока 13 получается искомый угол атаки, равный разностимежду углом вектора скорости и угломдифферента (тангажа) аппарата.Экономический эффект от Использования изобретения Может быть обусловлен возможностью аппаратурного упрощения систем управления буксируемымиаппаратами.Формула изобретенияУстройство для преобразования прямоугольных координат в полярные, содержацее преобразователь прямоугольных координат в полярные, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что; с целью повышения точности, устройство содержит кОсинусный преобразонатель, блок умножения, ключ, запоминаюций блок, дна блока нычитания, сумматор, дифференциатор, источник опорного напряжения, компаратор, датчик времени и блок деления, причем вход косинусного преобразователя соединен с первым входом устройства, а выход - с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с вторымвходом устройства, выход блока умножения связан с первым входом первого блока вычитания и через ключ - с входом запоминаюцего блока, выхбд которого соединен с вторым входом перного блока вычитания, третий вход устройства через дифференциатор свяэан с744634 Составитель Г. Осиповедактор Т. Горячева Техред Я, Бирчак Корректор И, М е Тираж 751 ПодписИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений,и открытий5, Москва, Ж, Раушская наб., д 4/ ака оектная,П Патент, г. Ужгород У ф первыми входами, преобразователя пря-,моугольных координат в полярные икомпаратора, второй вход которого,подключен к выходу источника опорного:напряжения, первый выход компараторасоединен с управляющим входом ключаи с входом запуска датчика времени,второй выход компаратора подключенк входу сброса датчика времени, выходы первого блока вычитания и датчика времени подключены к соответствующим входам блока деления, выходкоторого подключен к первому входусумматора, второй вход которого соединен с четвертым входом устройства,а выход подключен к второму входупреобразователя прямоугольных координат в полярные, выход аргументакоторого и пятый вход устройства5 подключены к соответствующим входамвторого блока вычитания.Источники информации,принятые во внимание приэкспертизе1. Вермишев Ю.Х. Основы управления ракетами, М., МО СССР, 1968,с. 166.2. Авторское свидетельство Я;СР9 437093, кл. С 06 0 7/22, 1974,