Система для группового вождения самоходных сельскохозяйственных машин

 

1. СИСТЕМА ДЛЯ ГРУППОВОГО ВОЖДЕНИЯ САМОХОДНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН, содержащая установленные на ведущей и ведомой мащинах взаимно перпендикулярные рамочные антенны, отличающаяся тем, что, с целью повыщения надежности управления, устранения многозначности отсчета угловых координат и упрощения, конструкции, ведущая мащина снабжена передающим устройством команд управления с четвертьволновым вибратором на выходе и щифратором на входе, устройством отсчета угловых координат и коммутатором приемных рамочных антенн, а ведомая - приемным устройством команд управления с четвертьволновым вибратором на входе, устройством преобразования сигналов и коммутатором передающих рамочных антенн, при этом коммутатор приемных рамочных антенн связан своим выходом с входом устройства отсчета угловых координат, выход которого подключен к вхоi ду передающего устройства команд управления , а выход приемного устройства ко (Л манд управления связан с входом устройства преобразования сигналов, выход котоС рого подключен к входу коммутатора передающих рамочных, антенн. со to О) 01 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУl СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3736291/30-15 (22) 09.01.84 (46) 23.11.85. Бюл. № 43 (71) Воронежский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт, Государственный союзный ордена .Трудового Красного Знамени научно-исследовательский тракторный институт и Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (72) Ю. В. Авдеев, M. А. Березовский, А. В. Ворохобин, М. И. Ковалевский, А. Н. Копытин, В. Ф. Кошмяков, М. С. Телятников, И. М. Тепляков и В; Т. Чикунов (53) 631.311 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 818518, кл. А 01 В 69/04, 1979. (54) (57) 1. СИСТЕМА ДЛЯ ГРУППОВОГО

ВОЖДЕНИЯ САМОХОДНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН, содержащая установленные на ведущей и ведомой машинах взаимно перпендикулярные рамочные

„„SU„„1192658 A (51) 4 А 01 В 69 04 антенны, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности управления, устранения многозначности отсчета угловых координат и упрощения. конструкции, ведущая машина снабжена передающим устройством команд управления с четвертьволновым вибратором на выходе и шифратором на входе, устройством отсчета угловых координат и коммутатором приемных рамочных антенн, а ведомая — приемным устройством команд управления с четвертьволновым вибратором на входе, устройством преобразования сигналов и коммутатором передающих рамочных антенн, при этом коммутатор приемных рамочных антенн связан своим выходом с входом устройства отсчета угловых координат, выход которого подключен к входу передающего устройства команд управления, а выход приемного устройства команд управления связан с входом устройства преобразования сигналов, выход которого подключен к входу коммутатора передающих рамочных. антенн.

1192658

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что устройство отсчета угловых координат содержит тактовое и вычислительное устройства, генератор опорной частоты, перемножитель с фильтром нижних частот и аналого-цифровой преобразователь, при этом выходы тактового усройства соединены с входами управления шифратора передающего устройства команд управления, вычислительного устройства, коммутатора приемных рамочных антенн, и аналого-цифрового преобразователя, выходы генератора опорной частоты подключены к входу передающего устройства команд управления и первому входу перемножителя, другой вход которого соединен с выходом коммутатора приемных рамочных антенн, а выход — с входом аналого-цифрового

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению применительно к системам дистанционного управления движением группы самоходных сельскохозяйственных машин. 5

Цель изобретения — повышение надежности, исключение многозначности отсчета угловых координат и сокращение количества радиоэлектронного оборудования.

На фиг. 1 изображена функциональная схема системы; на фиг. 2 — функциональная схема приемных рамочных антенн с устройством отсчета угловых координат и передающим устройством команд управления с шифратором; на фиг. 3 — функциональная схема передающих рамочных ан- 15 тени и приемного устройства команд управления с дешифратором; на фиг. 4 — схема отсчета курсовых углов ведущей и ведомой машин.

Система для группового вождения сельскохозяйственных машин содержит ведущую и ведомую машины 1 и 2 соответственно, устройство 3 отсчета угловых координат, передающее устройство 4 команд управления с дешифратором, коммутатор 5 с приемными рамочными антеннами, приемное устройство б команд управления, устройство

7 преобразования сигнала, коммутатор 8 с передающими рамочными антеннами.

Функциональная схема приемных рамочных антенн с устройствами отсчета угловых 30 координат и передающим устройством команд управления с шифратором (фиг. 2) содержит вычислительное устройство 9, ана; лого-цифровой преобразователь 10, тактовое устройство 11, перемножитель 12 с фильтром нижних частот, коммутатор 13, генератор 35

14, передающее устройство 15 команд управления с шифратором. преобразователя, выход которого связан с информационным входом вычислительного устройства, выход которого связан с входом шифратора передающего устройства команд управления.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что устройство преобразования сигналов содержит дешифратор, фильтр нижних частот и усилитель, при этом приемное устройство команд управления связано своими выходами с дешифратором и фильтром нижних частот, выход которого через усилитель связан с сигнальным входом коммутатора передающих рамочных антенн, управляющий вход которого соединен с одним из выходов дешифратора, другие выходы которого являются управляющими выходами системы.

Функциональная схема передающих рамочных антенн и приемного устройства команд управления с дешифратором (фиг. 3) содержит приемное устройство 16 команд управления, дешифратор 17, исполнительные механизмы 16, фильтр 19, коммутатор 20, усилитель 21.

Система работает следующим образом.

Сигнал, поступающий с выхода приемного устройства 16 команд управления, проходит через фильтр 19 и усилитель 21, коммутируется коммутатором 20 сигналом с выхода дешифратора 17 и излучается поочередно передающими рамочными антеннами. С других выходов дешифратора

17 преобразованный сигнал приемного устройства команд управления поступает на соответствующие исполнительные механизмы 18 машины. Излучаемый сигнал воспринимается приемными рамочными антеннами и поступает на вход коммутатора 13, управляемого тактовым устройством 11, причем передающие и приемные рамочные антенны расположены в пространстве взаимно перпендикулярно. С выхода коммутатора сигнал поступает на вход перемножителя

12 с фильтром нижних частот, на другой вход которого и вход передающего устройства 15 команд управления с шифратором поступает сигнал с генератора 14 опорной частоты. С выхода перемножителя 12 с фильтром нижних частот сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 10, синхронизируемого сигналами тактового устройства 11.

Преобразуемый сигнал поступает на вход вычислительного устройства 9, управляемого тактовым устройством 11, где происходит отсчет угловых координат и вычисление дальности между машинами. Сигналы рассогласования текущих координат с за1192658 данным положением машин с выхода вычислительного усройства 9 поступают на вход радиопередающего устройства 15 команд управления с шифратором. На другой вход передающего устройства 15 команд управления с шифратором поступает сигнал.с тактового устройства 11, используемый для коммутации передающих рамочных антенн.

Сигналы, поступающие на соответствующие входы передающего устройства 15 команд управления с шифратором передаются по радиоканалу.

Выходные напряжения воспринимающих элементов при работе на различные излучающие элементы можно представить в следующем виде:

1Л > (t) = а (со$6соыр — — sin8sinq ) sinwt; д

13 (t =a со$ $1пф+ 2 $1п со$(sinwt;

У2) (t) = a (sinecosq> — 2 соЖ$!Пф sinwt;

U22 (t) = à (sin8siny+ zcos8coscp) sinwt где Un — выходное напряжение первого воспринимающего элемента при включенном первом излучающем элементе;

Ui> — выходное напряжение второго воспринимающего элемента при включенном первом излучающем элементе;

Uqi — выходное напряжение первого воспринимающего элемента при включенном втором излучающем элементе;

14 — выходное напряжение второго воспринимающего элемента при включенном втором излучающем элементе.

Для исключения неоднозначности углы

8 и ср следует вычислять из приведенных формул с учетом действительных знаков напряжений U;; (t) . Определение огибающей со знаком напряжения U> < (t), например

U(f — — a(cos8cosy — — $1п6$1п р в системе доf

3 стигается использованием перемножительного устройства, на один вход которого подаются поочередно сигналы U;i(t) с приемных антенн, а на второй вход — опорный сигнал с генератора 14.

Нормировочный коэффициент а, зависящий только от расстояния r между радионавигационными точками, вычисляется из соотношения — (U1 1+ U12+ U21+ U22).

В ближней зоне электромагнитного поля

r и а связаны зависимостью А = —,. Отклонение текущего значения r от заданного ro оопределяется из соотношения

r — ra= ro(— — 1), Qg где а соответствует и в заданной точке ro.

25 зо

Блок аналого-цифрового преобразователя 10 ведущей машины получает аналоговую информацию по.углу и расстоянию в виде напряжений воспринимающих элементов, проходящих через коммутатор 13 и перемножитель с фильтром нижних частот. Причем информация поступает строго в определенной последовательности в свои интервалы времени, что осуществляется тактовым устройством 11, которое посредством коммутатора 13 поочередно подключает воспринимающие элементы. Блок аналого-цифрового преобразователя 10 служит для преобразования аналоговой информации в цифровой код для ввода и обработки ее в вычислительном устройстве 9. Весь цикл подключения воспринимающих элементов, запись и преобразование напряжений этих элементов в аналого-цифровом преобразователе 10, ввод и обработка полученной информации вычислительным устройством 9 осуществляется тактовым устройством 11. При отсутствии сигналов рассогласования весь комплекс находится в режиме стабилизации и по командному радиоканалу передаются только рабочие команды управления. При этом на выходе вычислительного устройства отсутствуют управляющие воздействия в виде постоянных напряжений.

При появлении сигнала рассогласования, что обусловлено различными дестабилизирующими факторами, а также принудительным вмешательством в процесс следящего управления оператором ведущей машины (изменение местоположения машин, поворот, разворот, увеличение скорости движения), происходит изменение напряжений на выходе воспринимающих элементов, что объясняется диаграммами направленности излучающих и воспринимающих элементов. Новые значения напряжений записываются и преобразовываются в аналого-цифровом преббразователе 10 и вводятся в вычислительное устройство 9, где происходит обработка информации в соответствии с заданным алгоритмом управления.

В зависимости от того, какая из машин изменила свое место расположения, происходит выработка управляющих воздействий по углу 9, «р или расстоянию r. Управляющие воздействия с выхода вычислительного устройства 15 команд управления и радиоканал поступают на вход приемного усройства 16 команд управления, установленного на ведомой машине.

С выхода приемного устройства 16 сигнал поступает в дешифратор 17, где происходит расшифровка и передача команд управления, соответствующих сигналу рассогласования, к электрозолотнику соответствующего исполнительного механизма. С выхода приемного устройства синусоидальный сигнал, используемый для работы системы ориентации, поступает через фильтр

19, усилитель 21 и чере коммутатор 20 к

1192658 излучающим элементам, которые поочередно подключаются коммутатором 20 сигналом, поступающим по радиоканалу с тактового устройства 11.

Изменение места положения ведомой машины фиксируется приемной системой ориентации с постоянной отработкой сигнала рассогласования вычислительным устройством до тех пор, пока на выходе исчезнет сигнал управляющих воздействий. Таким образом восстановление режима стабилизации происходит до исчезнования сигналов рассогласования по углу и расстоянию.

При этом исполнительные механизмы переходят в свое новое состояние, определяемое положением ведущей машины.

Применение данной системы позволяет повысить точность определения координат в условиях, когда имеют место относительно медленные и случайные изменения параметров измерительной системы (изменение мощности передатчика, коэффициента усиления приемного тракта, большие температурные колебания и т. д.). Это достигается записью в память вычислительного устройства для заданного гр нового значения ао.

Система позволяет исключить неоднзначность отсчета угловых координат при нахождении машин в любом из четырех квадрантов и значительно повысить надежность систем управления самоходных сельскохозяйственных машин путем сокращения количества оборудования.

1192658

Иаири5ление

Я жвчия

Редактор А. Ворович

Заказ 7189/1

Составитель Б. Кузьмич

Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Тираж 742 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4