Система автоматизированного вождения колесных машинно- тракторных агрегатов

 

1. СИСТЕМА АВТШ16Ч13ИРОВАИНОГО ВОЖДЕНИЯ КОЛЕСШХ МШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ, содержащая програм мный блок, связанный с переключателем режимов управления, датчики траекторной осйибки и положения направлянвдих колес, датчик скорости и усилитель , связанный с исполнительными механязмаувл, отличающаяс я тем, что, с целью повьвиения качества автовождения и расширения области применения, она дополнительно содержит датчик положения рабочих органов, связанный с программным блоком и переключателем режимов управления блок реве рсирования управляющего воздействия, связанн|з1й входом с переключателем режимов управления , а выходами:- с усилителем, сзгему управления движения на рабочем гоне, связанную со схемой стабилизации направля Ш1их колес и через последнюю - с переключателем режимов управления, схему автоматической регулировки интенсивности и величины управляющего воздействия, связанную входами со схемой стабилизации направляющих колес и с датчиками скорости и положения направляющих ко лес, а выходами - с усилителем, тактовый генератор, связанный входом с датчиком скорости, а выходом - с программным блоком, и датчик боково го крена, при этом датчики траектор-v ной ошибки, бокового крена-и положения направляющих колес связаны со схемой управления движением на рабо-. чем гоие, причем датчик положения направляющих колес связан также со схемой стабилизации последних. 2.Система по п, 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что схема управления движением на рабочем гоне содержит сумматор, к входам которого подключены датчик тюложения напр вляющих колес и через блоки интегрирования датчики траекторной схоибки и бокового крена, а к {Ходам - компараторы , кото{% е своими выxoдa вI соединены со схемой стабилизации нап- КЛ раштяющих колес и через элементы ИЛИ последней связаны с переключателем режимов управления. 3.Система по п, 1 о т л и ч аю щ а я с я f&K, что схема автоматической регулировки интенсивности и величины управляющего воздействия О содержит блок изменения интенсивности управляюй го воздействия по уравсиэ нению W « + B.V ч- С. 00 и блок ограничения вёличиш управляющего воздействия по уравнению оэ ot BgV + С2 где W и сзС соответственно интенсивм ность и величина управляющего воздействия; А,В,С постоянные коэффициенты, V линейная скорость движения агрегата, при этом упомянутые блоки входами подключены через блок интегрирования к датчику, хзкорости, а выходами - соответственно к первому входу управляемого частотно-импульсного регулятора , связанного входом установки со схемой стабилизации направлякпшх колес , а вь1ходом - с усилителем, и к первому входу сдвоенного компаратора

„.SUÄÄ 033 А

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

3CS9 A 01 В 69 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

re делдм иэоБРетений и отнРитий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

gPPif Pt figwevp

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

J (21) 3 37 3 308/30-1 5 (22) 18. 12, 81 (46) 07. 08. 83. Бюл. В 29 (72) В.З.Бубнов, В.М.Тараторкин и tI.А.Орлов (71) Всесоюзный ордена "Знак Почетас сельскохозяйственный институт заочного образования (53) 631. 3-5 (088. 8) (56) 1. Авторское СССР

9 808024, кл. A 01 69/(i4, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 873908, кл. А 01 В 69/04, 1980 (прототип), (54) (57) 1 СИСТЕМА АВТОИЖГИЭИРОВАННОГО ВОЖДЕНИЯ КОЛЕСНЫХ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ, содержащая програм мный блок, связанный с переключателем режимов управления, датчики траекторной ошибки и положения направляющих колес, датчик скорости и усилитель, связанный с исполнительными механизмами, о т л и ч а ю щ а ив

: с я тем, что, с целью повышения качества автовождения и расширения области применения, она дополнительно содержит датчик положения рабочих органов, связанный с программным блоком и переключателем режимов управления, блок .реверсирования управляющего воздействия, связанный входом с переключателем режимов управления, а выходами"- с усилителем, схему управления движения на рабочем гоне, связанную со схемой стабилизации направляющих колес и через последнюю « с переключателем режимов управления, схему автоматической регулировки интенсивности и величины управляющего воздействия, связанную входами со схемой стабилизации направляющих колес и с датчиками ско рости и положения направляющих колес, а выходами — с усилителем, тактовый генератор, связанный входом с датчиком скорости, а выходом — с программным блоком, и датчик боково

ro крена, при этом датчики траектор ной ошибки, бокового крена и положения направлякиаих колес связаны со схемой управления движением на рабо« чем гоне, причем датчик положения направляющих колес связан также со схемой стабииязации последних.

2. Система по и, 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что схема управле-. ния движением на рабочем гоне содержит сумматор, к входам которого подключены датчик положения направляющих колес и через блоки интегрирова- ния датчики траекторной ошибки и бокового крена, а к .выходам - компараторы, которые своими выходами сое- I динены со схемой стабилизации направляки@их колес и через элементы ИЛИ носледией связаны с переключателем режимов управления.

3. Система по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что схема автомати- Я ческой регулировки интенсивности и величины управляющего воздействия содержит блок изменения интенсивности управляющего воздействия по уравнению

М А„Ч + В„Ч.+ С„ и блок ограничения величинй yriipasляющего воздействия по уравнению сС В Н + С2 где Ч u d. - соответственно интенсивность и величина управляющего воздействия

А,В,С - постоянные коэффициенты, Ч -.линейная скорость движения агрегата, при этом. упомянутые блоки входами подключены через блок интегрирования к датчику скорости, а выходами - соответственно к первому входу управляемого частотно-импульсного регулятора, связанного входом установки со схемой стабилизации направляющих колес, а выходом — с усилителем, и к первому входу сдвоенного компаратора

1033033 второй вход. которого соединен с датчиком положения направляющих колес, а выход - с усилителем.

4. Система по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что схема стабилизации направляющих. колес содержит формирователь управляющих сигналов,,первый и второй компараторы, первый и второй элементы ЗИ, первый и второй элементы ИЛИ, элемент 2И, первый и второй элементы НЕ и третий элемент ИЛИ, причем вход формирователя управляющих, сигналов связан с датчиком положения направляющих колес, а выходы - с входами первого и второго компараторов, выходы которых ñîåдинены с первыми входами соответственно первого и второго элементов ЗИ вторые входы которых объединены и подключены к выходу элемента 2И, а третьи входы первого и .второго элементов ЗИ также объединены и соединены с выходом переключателя режимов управления, выходы первого и второго элементов ЗИ подключены к первым входам соответственно первого и второГо элементов ИЛИ, вторые вхОды ко.

Изобретение относится к устройст- вам для автоматизированного управления движением сельскохозяйственных машинно-тракторных агрегатов и специализированных самоходных машин на рабочих гонах и поворотных полосах при выполнении сельскохозяйственных полевых механизированных работ и может быть использовано для автоматизации вождения колесных тракторов и специализированных самоходных машин в составе системы-управления комплексно автоматизированного машин ного агрегата.

Известно устройство для автомати- зированного управления машинно тракторным агрегатом иа поворотной полосе при м полиенин поворота по универсальному алгоритму (1 ).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство для: управления движением трактора, содержащее программный блок, связанный с переключателем режнмоэ управления, датчики траекторной ошибки и положения направляющих колес, датчик скорости и усилитель, связанный с исполнительными механизмами (2).

Недостатками этого устройства являются отсутствие коррекции оисте» мы управления э зависимости от угла бокового крена трактора и аэтоматиторых соединены с входами соответственно первого и второго элементов НЕ и с взводами третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляемому частотно-импульсному регулятору схемы автоматической регулировки интенсивности и величины управляющего воздействия, причем входы первого и второго элементов НЕ соединены также с выходами соответственно первого и второго компараторов схемы управ.ления на рабочем гоне, а выходы подключены к входам элемента 2И. .5. Система по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что усилитель содержит два логических элемента ЗИ, первые входы которых соединены с блоком реверсирования управляющего воздействия, вторые - соединены между собой и с выходом управляемого частотно-импульсного регулятора, третьи - с выходами элементов НК схемы регулировки интенсивности величи- ,ны управляющего воздействия, а выходы подключены к входам каналов усилителя, выходы которых соединены с исполнительными механизмами °

1 ческой регулировки предельного угла " поворота направляющих колес или полурам трактора в зависимости OT скорости движения агрегата, а также or5 раниченность области применеия, так как данное устройство предназначено для автоматизации вождения трактора только на поворотной полосе и не обеспечивает аэтовождения на рабочем щ гоне, Цель изобретения - повышение .качества автоэождения и расширение области нрименеиия. указанная цель достигаетея тем, что система автоматизированного вождения колесных машинно-тракторным агрегатов дополнительно содержит дат, чик положения рабочих органов, свя-. занный с программным блоком н переключателем режимов управления, блок реэерсирования - управляющего воздействия, связанный входом с переключателем режимов управления, а выходами - с усилителем, схему управления движением на рабочем гоне, связанную се схемой стабилизации наяравлякййих колес и через последнюю — с переключателем .режимов управления, схему автоматической регулировки интенсивности и величины управлякицего воздей

30 ствия, связанную "входамн со схемой стабилизации направляющих колес.и с датчиками скорости н положения

1033033 направляющих колес, а выходами — c усилителем,.тактовый генератор„ свя занный входом с датчиком скорости, а выходом — с программным блоком, и датчик. бокового крена, при этом датчики траекторной ошибки, бокового крена и положения направляющих колес связаны со схемой управления на рабочем гоне, причем датчик положения направляющих колес связан также со схемой стабилизации последних.

Причем схема управления движением иа рабочем гоне содержит сумматор, к входам которого подключены датчик положения направляющих колес и через блоки интегрирования, датчики траекторной ошибки и бокового крена, а к выходам - компараторы, ко. торые своими выходами соединены со схемой стабилизации направляющих колес и через элементы ИЛИ последней связаны с переключателем режимов управления.

Схема автоматической регулировки интенсивности и величины управляющего воздействия содержит блок изменения интенсивности управляющего воздействия по уравнению я = д„ч2+ в,ч + с„ и блок ограничения величийы управляющего воздействия по уравнению

2 2 где Ч, с - соответственно интенсивность и величина управляющего воздействия;

A В, С вЂ” постоянные коэффициенты, V - линейная скорость движения агрегата.

При этом упомянутые блоки входами подключены через блок интегрирования к датчику скоростй, à выходами - со.ответственно к первому входу управляемого частотно-импульсного регулятора, связанного входом установки со схемой стабилизации направляющих колес, а выходом — с усилителем, и к первому входу сдвоенного козшаратора, второй вход которого соединен с датчиком положения направляющих колес, а выход — с усилителем.

Схема стабилизации направляющих колес содержит формирователь управляющих сигналов, первый и второй компараторы, первый и второй элементы ЗИ, первый и второй элементы ИЛИ, элемент 2И, первый и второй элементы НЕ и третий элемент ИЛИ, причем вход формирователя управляющих сигналов связан с датчиком положения направляющих колес, а выходы - c входами первого и второго компараторов, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов ЗИ, вторые входы которых объединены и подклЮЧЕНЫ К выходу элемента 2И, третьи входы первого и второго элементов ЗИ такМе объединены и соединены с выходом переключателя режимов управления, выходы первого и второго элементов ЗИ подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с входами соответственно первого и второго элементов НБ и с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляе мому частотно«импульсному регулятору схем автоматической регулировки интенсивности и величины управляющего воздействия, причем входы первого и второго элементов HE соедине15 ны также с выходами соответственно

-первого и второго компараторов схемы управления на рабочем гоне, а выходы подключены к входам элемента 2И.

Усилитель содержит два логических элемента ЗИ, первые входы которых соединены с блоком реверсироваиия управляющего воздействия, вторыесоединены между собой и с выходом управляемого частотно-импульсного

5 регулятора, третьи - c выходами элементов ИЕ схевна регулировки интенсивности и величины управляющего . воздействия, а выход подключены ко входам каналов усилителя, выходы которых соединены с исполнительными механизмами.

На фиг. 1 изображена блок-схема системы автоматизированного вождения машиино-тракторных агрегатов; на Фиг. 2 - блок-схема программного

35 блока. устройство содержит переключатель 1 режимов управления, связанные с ннм програнэе.ый блок 2, датчик положеннйя рабочих органов 3 и блок

49 Реверсирования 4, подключенный через усилитель .5 к исполнительным механизмам б, а также схему 7 управления движением на рабочем гоне, связанную через схему 8 стабилизаций положения . ,45 направляющих колес с переключателем 1 режимов управления,и через схему 9 автоматической регулировки интенсивности и величины управляющего воздействия с усилителем 5, тактовый

5О генератОр 10 ° выходом связанный с программным блоком 2, а входом - с датчиком скорости 11, с которым также связана схема 9 регулировки интенсивности и величины управляющего воздействия. Система включает так же сумматор 12.

Схема 7 управления движением на рабочем гоне. содержит сумматор, к входам которого подключены через бло. ки интегрирования 13 и 14 соответст60 венно датчики траекторной ошибки 15 и бокового крена 1б, а также непосредствеийо к третьему входу:подключен датчик 17 положения направляющих колес. K выходам сумматора 12

65 подключены компараторы 18 и 19.

1033033

Схема 9 автоматической регулиров ки интенсивности и величины унравля ющего воздействия содержит блоки 20 изменения интенсивности и 21 ограни чения величины управляющего воздействия:, входами подключенные через блок 22 интегрирования к датчику 11 скорости, а выходами первый - к уп.равляемому частотно-импульсному регулятору 23, второй — через сдвоен ный компаратор 24, другим входом связанный с датчиком 17 положения направляющих колес, к двум логическим элементам НЕ 25 и 26.

Схема 8 стабилизации направляющих колес содержит формирователь 27 управляющих сигналов, входом связанный с датчиком 17 положения нап-: равляющйх колес, а выходами — Через два компаратора 28 и 29 и два логических элемента ЗИ 30 и 31 с логическими элементами Ийи 32 и 33 .осу ществляющими связь схемы 7 управления движением на рабочем гоне с пе.реключателем 1 режимов управления.

ДВа других входа элементов ЗИ 30 и

31 связаны между собой и соединены через логические схемы 2И 34 и НЕ 35 . и 36 с выходами схемы 7 управления движением на рабочем гоне, третьи входы элементов ЗИ 30 и 31 соединены между собой и с выходом переключателя 1 режимов управления. К входам элементов HR 35- и 36 подключены входы третьего элемента ИЛИ 37, выхсщом связанного с управляемым час-. тотно-импульсным регулятором 23. 35

Усилитель 5, выполненный двухканальным, содержит два логических элемента ЗИ 38 и 39, первые входы которых соединены с блоком 4 реверсировання, вторые соединены между со- 40 бой и с выходом регулируемого частот. ноимпульсного регулятора 23, третьи с выходаьй элементов НЕ 25 и 26 схемы 9 автоматической. регулировки интенсивности и величины управляющего воздействия. Выходы элементов ЭИ 38 м 39 соединены со входами каналов 40 и 41 усилителя 5, выходы которых под .клвченй к исполнительным механизмам 6: °

-Сумматор 12 выполняет суюыровайие сигналов датчиков 15 траектор-. ной ошибки и 17 положения направля» ки@их колес, а также вычитание иэ полученной суммы сигнала датчика 16 бокового крена. Блоки 13 и 14 интег. рирования сигналов датчиков выполнены в виде фильтров нижних частот с полосами пропускания соответственно до 10,00 Гц и до 0,50 Гц.

Блок 22 интегрирования сигналов 60 датчика 11 скорости выполнен в виде преобразователя импульсных сигналов

s напряжение, пропорциональное частоте. Блок 20 изменения иитеисивнос- ти управляющего воздействия выполнен 5 в виде. схемы, преобразующей напряжение в зависимости от скорости движения Ч по уравнению цо4 - я, tU(v)32+ в„щМ + с где U(M) - напряжение на.выходе блока 20 изменения интенсивности У управляющего воздействия;

О(М - напряжение на выходе блока 22 интегрирования импульсных сигналов датчика 11 скорости.

Блок 21 ограничения величины al управляющего воздействия выполнен в виде схемы, преобразующей напряжение по уравнению о(4) = â U(v) + с где 0(с ) - напряжение на выходе блока 20.

Частотно-импульсный регулятор 23 выполнен в виде генератора прямоугольных импульсов управляемого напряжением, причем длительность импульсов неизменная, равная 0,05 с.

Делитель частоты на выходе генератора выполнен на 3-триггерах. Входы триггеров для установки логической "1" соединены между собой и через логический элеМент НЕ (не показаН) с выходом элемента ИЛИ 37. Это позволяет осуществлять синхронизацию частотно-импульсного регулятора и схемы 7 управле ния движением на рабочем гоне.

Программный блок 2 содержит двоично-десятичные счетчики импуль- . сов 42, 43 и 44, подключенные к sxoдам дешифраторов 45, 46 и 47, переключатели 48-65, входами по шесть штук тремя группами подключенные к дешифраторам 45, 46 н 47, логические элементы 4И 66-71, три входа которых подключены к переключателям (48-65) по одному иэ группы, четвертый - к выходам дешифратора 72, à вьик ды элементов 4И соединены между .собой и со входом двоично-десятичного счетчика импульсов 73 °

Счетчик 73 и дешифратор 72 соединены между собой. Первый и четвертый, второй и пятый выходы дешифратора 72 объединены и подключены к переключателю 1 режимов управления, шестой, выход дешнфратора 72 соединен с переключателем.1 режимов управления, с звуковым генератором 74 через схему задержки 75 и с триггером 76 предназначенным для выдачи сигнала, разрешающего пропускание логической схемой 2И 77 счетных импульсов от тактового генератора к счетчику 42.

Каждый счетчик, соединенньИ с дешиф» ратором, образует счетную декаду, Логические элементы 4Я 66-71; счетчик 73 и дешифратор 72 реализуют уии версальный алгоритм автовождения машинно-тракторных агрегатов по траекториям рациональных видов поворотоа.

1ОЗ3033 tç пc е 6 9

V2 Е если t64t -а t6 + 3 ь где 5„:, U, 6 - управляющие сигналы

3Ъ на выходе деши@ратара 72, - вычисленные длительности реализации элементов про46 грамьйй °

Далее включают тумблер питанияустройства от бортовой сети трактора и кнопкой устанавливают направление йервого поворота (тумблер и

4 кнопка расположены на панели пере- ключателя 1 режимов управления и отдельно ие показанМ . Переключателями 48-65 устанавливают значения длительностей t - t6 элементов программ автоматизированного поворота агрегата.

Первый рабочий проход выполняют при ручном управлении - рама копира в рабочем наложении, но режим автовождення на гоне не включен. При me.>> .ресечении щупом-копирам контрольной линии поворотной полосы водитель рычагам управления осиовньм цилиндром гидросистемы выглубляет рабочие органы, а затеи другим рычагом управле ЬО ния доналиительным цилиндром поворао чивает раму капира в противоположную аторону. При переводе машины в трайснортное положение датчик 3 положе: ния-рабочих органов выдает электри-, ий Я ческий сигнал на переключатель 1 ре-

Счетчики 42, 43 и 44, дешифраторы.45, 46 и 4 и переключатели 4&-65 саставляют шесть- трехразрядиых задатчнков длительности реализации элементов универсального алгоритма. Звуковой генератор 74 предназначен для предупреждения водителя об окончании отработки универсального алгоритма и перехода в режим корректировки за. вершаккяега участка траектории. . Ионтаж устройства иа тракторе вытйыняется в следующем порядке.

К: передней части нереднега бруса рамы трактора. крепится рама кони ра телескопическая конструкция с двумя шарнирами и гидроцилиндрами.

Первые шарнир и: гидрбцнлиндр предназначенй для перевода рамы из трав. спортного положейия в рабочее и обратна. Вторые - предназначены для поворота рамы копира в крайнее пра-. вое или в крайнее левое положения. Это необходима при челночном спосо.бе движения, когда .базовая борозда . располагается справа или слева от трактора.Гидроцйлиндры надключаются к гидросистеме трактора: первый-параллельно основному цилиндру гидроиавеснай системы трактора, а вто-рой — к отдельной секции тракториа» го распределителя. Электронный блок, вклкиающий все позиции, кроме поз.3, 6, 11, 15 16 и 17, крепится в кабин трактора перед иодйтелем над передним ветровым стеклом.: Датчик 3 monoжеиия:рабочих оргажзв крепится на навесном агрегате - на корпусе заднего моста трактора, а иа нрицепнам агрегате - на раме машины у механизма подъема рабочих органов. Исполнительнйе механизмы 6. (электромагниты) крепятся на раепределителе гидропривода рулевого механизма. датчик 17 .положения направляющих колес трактора крепится специальным кронштейном на поворотном валу правого направляющегоколеса трактора. Дат. чик 15 траекторной- еаибки устанавливается -на подвижном конце рамы копира; а к иему кренится щуп-кодир с параллелограммиой подвеской. Датчик 16-.бокового крена специальным кронштейнам крепится к кабине трах» тора над правым крылом заднего коле= са. Датчик 11 скорости уетаиавливается в коробке перемены передач трактора у шестерйи привода вала отбора.:мощности. Иеречислейные узлы соединяются кабеяяии с штепсельными рйзъемаииз

Устройство работает следующим

Образам»

Переключатель 1 режимов управления позволяе .переключить устройств в-режимы автоматического управления движением на наворотной полосе, as томатического управления движением иа рабочем гане и ручного унравлен движением машинно-тракт рного агрегата.

Перед началом работы производят подготовку поля: проверяют наличие больших камней, столбов, отдельно стоящих деревьев, оврагов и других препятствий. Деревяннымн вешками.. через 10-15 м или проходом почвообрабатывающей машины (например плугаJ отбивают контрольную линию поворот Е ной полосы. Рассчитывают программу поворота. При этом исходными данными являются ширина поворота (равная, в частности, ширине захвата агрегата при челночном способе дви15 ження ), исходная линейная скорость движения по траекторииповорота, принятая равной 2 м/с, и универсальный алгоритм автовожденищ на поворотной полосе, который записывается следуюр щим образом:

Ц- ы Q

U = О если 04t 4t„

Q

2 и, 0 если е„< t„4 t s

Q2 Q

Ц, а ф

"Z " 3 если t>4.t и м

1033033

Это позволяет автоматически корректировать программу поворота при отклонении фактической скорости Ч от исходной расчетной в диапазоне 1-3 м/с.

Блок 22 интегрирования преобразует частоту импульсов от датчика 11 скорости в постоянное напряжение.

Постоянное напряжение, цропорциональ ное скорости, поступает иа входы блоков 20 изменения интенсивности и 21 ограничения величины управляющего воздействия, где преобразуется в соответствии с ранее указанными зависимостями ц(Щ - а„ (ц(чЦ»+ e,-u(v} + +с„

u(eg - в u(v) + с .

Преобразование напряжения 0„ и

U поступают соответственно на вхо2 жнмов управления, что приводит к .началу работы программного блока 2 и подключению его через переключатель 1 к блоку 4 реверсирования и схеме 8 стабилизации направляющих колес. Сигнал от датчика 3 положения рабочих органов переключает триггер 76, логическая схема 2И 77 начинает пропускать импульсы от тактоsoro генератора 10 на вход двоичнодесятичного счетчика 42. Происходит счет импульсов счетчиком 42 и преобразование двоично-десятичного кода в десятичный дешифратором 45. Каждый десятый импульс с выхода дешифратора 45 поступает на вход счетчика 43, 15 с выхода дешифратора 46 — на вход счетчика 44. Таким образом, на выход дешифратора 45 поступают сигналы через 0,1 dt, дешифратора 46 через dt и дешифратора 47 — через 10

С выходов дешнфраторов сигналы поступают на контактное поле переключателей 48-65. Длительность составляющих элементов программы поворота, например t, задается переключателями 48, 49 и 50. В момент, когда на входы логического элемента 4И 66 поступают сигналы одновременно от трех укаэанных переключателей, на выходе появляется сигнал и поступа- . .ет на вход счетчика 73, последний переключается, на первом выходе дешифратора 72 появляется напряжение в виде логической "1", схема стабилизации направляющих колес отключается. Это же напряжение поступает на вход логического элемента 4И 67> подготавливая его к работе. В момент времени t2 с выхода элемента 67 на вход счетчика 73 проходит сигнал, опять происходит переключение счет- 40 чика 73, логическая "i" c первого выхода дешифратора 72 переключается на второй, изготавливается к срабатыванию логический элемент 4И 68. процесс циклически повторяется до 45 отработки последнего элемента программы поворота длительностью и

В момент выхода логической "1" на . шестом выходе дешифратора 72 происходит выдача управляющего сигнала в схему переключателя 1 режимов управления и на вход блока 75 эадержКи. Это приводит к переключению триггера 76, выводу на нуль счетчиков 42, 43, 44 Й. 73, включению звукового генератора 74 и отключению последнего автоматически через 3 с. Соединение выводов дешифратора 72 между собой и с переключателем 1 режимов управления выполнено таким образом, чтобы при последовательном прохожде 6О нии сигналов через задающие длительности t < - t6 реализовался универсальный алгоритм.автовождения на по» воротной полосе. Звуковой сигнал генератора 74 извещает водителя о ; 65 том, что 77-80% д. ины траектории по ворота уже пройдены в режиме автоматического управления движением, и устройство автоматически переключилось в режим ручного управления. Затем водитель заглубляет рабочие органы. Одновременно опускается рама со щупом-копиром, и водитель коррек» тирует завершающий участок траектории так, чтобы щуп-копир вошел в борозду, образованную рабочей машиной при предыдущем проходе. Убевшись в попадании щупа-копира в борозду, водитель нажимает кнопку на панели переключателя 1 режимов управления.

Это приводит к подключению к блоку 4 реверсирования через переключатель 1 режимов управления. схемы 7 управления движением на рабочем гоне и схемы 8 стабилизации направляющих колес

Схема 9 автоматической регулировки интенсивности и величины управляющего воздействия соединена с усилителем 5 и тактовым генератором 10 постоянно - на рабочем гоне и поворотной полосе, и работает в этих режимах одинаково.

Датчик 11 скорости выдает импульсы на входы тактового генератора 10 и блока 22 интегрирования. Тактовый генератор формирует прямоугольные импульсы, делит их частоту на постоянный коэффициент и передает на вход программного блока 2.учитывая, что датчик 11 скорости "считает" число зубьев шестерни привода вала отбора мощности, а последняя располо жена на валу, связанном с задним мостом и ведущими колесами трактора, частота импульсов всегда пропорциональна линейной скорости движения (без учета буксования ).

Таким образом реализуется зависимость

1 jest 0i 5Vt где dt - текущая длительность единицы измерения бортового времени, с, 1033033

12 ды частотно-импульсного регулятора 23 и сдвоенного компаратора 24.

Частотно-импульсный регулятор 23 преобразует напряжение U(M) в частоту и в виде прямоугольных импульсов направляет их на,вход логических элементов ЗИ 38 и 39 усилителя 5.

Импульсы имеют постоянную, не зази; сящую от частоты длительнос1ь.

При каждом импульсе происходит срабатывание электромагнита, открытие золотника раепределителя гидро,привода рулевого .управления н пропускание в рабочий гидроцилиндр порции .масла. Чем больше частота, тем .больше порций масла -в единицу времени получает гидроцилиндр и тем больше интенсивность управлякюцего воздействия на трактор. На входы сдвоен ного компаратора 24 поступает напряжение как от блока 21 ограничении величины управляющего воздействия, так и от датчика 17- положения направляющих колес трактора. Как толь-. ко напряжение от датчика 17 положения направляющих колес. сравняется с напряжением на Выходе блока 21 ограничения величины управляющего вюздействия „сдвоенный компаратор 24

: нм@ает на одном из двух своих выкщ ов электрический сигнал. Сдвоенный комнаратор 24 формирует управля мане сигналы, соответствукццие максМмальным значениям угла поворота направляющих колес вправо или влево от их среднего положения. В зависи.мости от направления поворота колес при достижении максимального значения угла срабатывают логические эле. менты НЕ 25 -или 26. Это приводит к откЛючению сигналов на одном из входов логических элементов ЗИ 38 . нли 39, отключению каналов 40 или

41 усилителя 5 и нрекращению поворо та колес при сохранении возможности возврата их в среднее положение при поступлении соответствующего управляющего сигнала.

При отклонении продольной оси трактора от направления копируемой борозды предыдущего прохода поворачиваются подвеска щупа-конира и .чувствительная ось датчика 15 траек- торной ошибки, что приводит к изйенению напряжения-на выходе датчика 15. Для исключения влияния случайных сигналов на процесс формирова ния управляющего сигнала и сглаживания траекторий последующих рабочих проходов сигналы от датчика 15 тра екторной ошибки на вход -арифметического блока 11 проходят через блок 13 интегрИрования, представляющий собой фильтр нижних часто . Изменение сигнала с частотой менее 16 Гц восприни мается сумматором 12 как постоянное напряжение. Блок 14 интегрирования пропускает от датчика 16 бокового крена колебания сигнала с частотой до 0,5 Гц, Таким образом, датчик 16 бокового крена реагирует только на изменение рельефа местности и не реа. гирует на микронеровности поля.

Изменение сигнала датчика 15 траекторной ошибки приводит к нарушению равенства сигналов, сумматор 12 тотчас выделяет разность и выдает . на один из компараторов 18 илн 19

16 электрический сигнал. Хомпаратор фор мирует релейный сигнал с уровнем логической "1" и передает его через схемы ИЛИ 32 нли 33 переключатель 1 режимов управления и схеме 8 стабили

15 эации положения направляющих колес.

Переключатель 1 режимов управления передает управляющий сигнал через блок 4 реверсирования, элементы ЗИ 38 или 39, каналы 40 или 41 усилите ля 5 исполнительному механизму 6.

Это приводит к повороту направляющих колес, -чувствительной оси датчика 17. положения направляющих колес и к изменению напряжения на выходе последнего. В момент, когда напряжение на выходе датчика 17 положения направляющих колес достигает .значения напряжения на выходе блока 13 интегрирования, сигнал на -выходе ауьвитора 12 становится равным "0"

ЗО и компаратор 18 или 19 переходит иа уровень логического "0". Это приводит к отключению исполнительных механизмов и прекращению поворота

-направляющих колес. Одновременно

З5 логические схемы HE 35--и 36 контроли. руют появление управляющих сигналов на выходе схемы 7 управления движе.нием на рабочем гоне. При отключении обоих компараторов 18 и 19 на обоих

49 входах логического эле нта 2И 34 появляются сигналы, что приводит к выдаче логической 1 с выхода схемы 7 управления движением на рабочем гоне на входы элементов Зи 30

45 и 31. На два дРугих входа элементов ЗИ 30 и 31 сигнал поступает при включении режима автовождения на гоне от переключателя 1 режимов управления, что делает возможным пос6 туплеиие сигналов от компараторов 28 или 29 иа вход переключателя 1 режи мов управления.

Фбрмнрователь 27 управляющих сигналов выполнен в виде операционного усилителя, на один вход которого от делителя подается напряжение, соответствующее напряжению на выходе дат. чика 12 положения направляющих колес

- в среднем положении, а на другойиапряжение от последнего. Формирова6 тель 27 управляющих сигналов сравнивает эти два напряжения н прн нх неравенстве выдает, в соответствии со ,знаком, сипнал на один из компараторов 28 или 29. Компараторы 28 или 29

$$ .преобразуют управляющий сигнал до

1033033 уровн" логической "1" и через логичес. кие элементы ЗИ 30 или 31 выдают его на вход переключателя 1 режимов управления. Это приводит к включению исполнительных.механизмов б и установке направляющих колес в среднее 5 положение, после чего схема 8 стабилизации положения направляющих колес откяючается. йри наличии бокового крена равенства напряжений датчиков 15, 16 н 10

17 в арифметической блоке 12 нарушается, в соответствии с изложенным включается исполнительный механизм 6 н направляющие колеса трактора поворачиваются до тех пор, пока напряжения не сравняются. далее трактор двигается поперек склона с направля пцимн колесами, повернутыми в сторону подъема на угол, достаточный для

КОМПенаадни бокового сползани Че- а рез определенные промежутки времени схЕма 8 стабилизации положения направлнкицнх колес возвращает направлнкццне колеса в среднее положение, поэтому средний у эл компенсации бокового сползания вдвое меньше максимального угла поворота.направляющих колес, Применение предложенной систеьы позволяет повысить качество автоматизированного вождения машинно-тракторных агрегатов, так как блоки интегрирования, через которые сигналы траекторной ошибки н бокового крена поступают на. вход арифметического блока, выполняют усреднение сигнала, и тем самым исключают влияние случайных ошибок, обусловленных искрив-. лениями борозды, наличием комков почвы, остатков растений и .т.д. Кроме того, наличие переключателя режимов управления, программного блока, схемы управления движением на рабочем гоне и др. блоков в составе единой системы автовождения,позволяет автоматизировать управление движе. нием и на рабочем гоне, и на поворот ной полосе, т.е. расширяет область применения.

1033033

Составитель Б.Кузьмич

ТехредT.Фанта Корректор О.Била С

Редактор Ъ.молнииi

Заказ 5454/1 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного коиитета СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушсиая наб., д. 4/5 еовее

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Нроектная, 4