Устройство для контроля положения самоходной машины

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩМЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (д1) Е 21 С 35 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 l

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3787610/22-03 (22) 25.06.84 (46) 23.03.86. Бюл. № 11 (71) Шахтинский филиал Новочеркасского политехнического института им. Серго Орджоникидзе (72) В. Т. Загороднюк, Ю. С. Корнев и С. А. Шепетков (53) 622.232.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 899930, кл. Е 21 С 35/24, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 464779, кл. Е 21 С 35/24, 1975. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ПОЛОЖЕНИЯ САМОХОДНОЙ МАШИНЫ, содержащее оптический задатчик направления, подвижный фотоприемник, механически связанный при помощи штанги с приводом и датчиком поворота фотоприемника, а также индикатор отклонения, отличаюÄÄSUÄÄ 1219802 A и1ееся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерений, устройство снабжено фазочувствительным выпрямителем, источником опорного напряжения, блоком выборки-хранения, формирователем импульсов запуска и усилителем сигналов фотоприемника, причем датчик поворота фотоприемника выполнен в виде поворотного трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с первым входом фазочувствительного выпрямителя, выход которого подключен к первому входу блока выборкихранения, выход которого соединен с первым входом индикатора отклонения, выход источника опорного напряжения связан с вторыми входами поворотного трансформатора и фазочувствительного выпрямителя, выход фотоприемника соединен через усилитель сигналов фотоприемника с входом формирователя импульсов запуска, выход которого подключен к вторым входам блока выборки-хранения и индикатора отклонения.

1219802

= 1, 2, 3, ...) на выходе фотоприемника появляется электрический сигнал, который через усилитель 9 поступает на вход блока 8 формирования импульсов запуска. Импульс запуска U поступает на управляющий вход блока 7 выборки-хранения. Поскольку вал поворотного трансформатора 4 жестко соединен с валом привода 2, напряжение на его выходе является функцией угла поворота штанги, несущей фотоприемник

Ui(t) = U,„8„à ЬЫ, где а — угол поворота штанги, рад; а — круговая частота источника опорного напряжения, 1/с;

Изобретение относится к автоматическому управлению подвижными объектами, в частности для автоматического контроля положения самоходных горнопроходческих машин относительно заданного направления движения.

Цель изобретения — повышение надежности, точности и быстродействия устройства контроля.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — 10 схема взаимодействия фотоприемника с оптическим лучом (А — отрезок продольной оси машины; 1 — штанга, СС вЂ” траектория движения фотоприемника, V — скорость и направление движения машины); на фиг. 3 — диаграммы, поясняющие работу

15 устройства; на фиг. 4 — блок выборкихранения.

Направление движения машины задано оптическим лучом 1. На машине установлено устройство контроля положения машины содержащее привод 2, на валу которого с помощью штанги закреплен фотоприемник 3, поворотный трансформатор 4, вал которого жестко соединен с валом привода 2 фотоприемника, фазочувствительный выпрямитель 5, входы которого соединены с источ- 25 ником б опорного напряжения и обмотками поворотного трансформатора 4, блок 7 выборки-хранения, вход которого соединен с выходом фазочувствительного выпрямителя 5, формирователь 8 импульсов запуска, выход которого соединен с управляющим входом блока 7 выборки-хранения, а вход соединен с выходом усилителя сигналов фотоприемника 9, выходы блоков 7 и 8 соединены с индикатором 10 отклонения.

Чтобы устранить сбои в работе устройства при наличии перемещений машины в вертикальной плоскости, фотоприемник выполнен в виде линейки с набором фотоэлементов, расположенных в ряд, перпендикулярный плоскости движения штанги.

Устройство работает следующим образом. 40

С помощью штанги привод 2 сообщает фотоприемнику 3 возвратно-вращательное движение. Двигаясь по дуге окружности, фотоприемник 3 пересекает оптический луч 1.

В момент входа в оптический луч t, (и =

U,„— амплитудное значение опорного напряжения, В.

Напряжение на выходе фазочувствительного выпрямителя 5 также является функцией угла поворота штанги и определяется выражением

U2 = U„S- а. (2) 1-!2 = KU2(t ), (3) где Uz — напряжение на выходе блока выборки-хранения, В;

К вЂ” коэффициент передачи блока выборки-хранения.

Напряжение Uq сохраняется на выходе блока выборки-хранения до поступления следующего импульса запуска. Значение измеряемого отклонения определяется выражением

x= f,S, à„ (4) где а — значение угла поворота штанги в момент входа фотоприемника в оптический луч;

1 — длина штанги.

Из выражений (2), (3), (4) следует, что масштаб преобразования датчика положения фотоприемника не зависит от угла поворота штанги

1-12 К1-1ол

Х х г,. (5) Поскольку блок выборки-хранения сохраняет сигнал на входе индикатора отклонения (аналого-цифрового преобразователя) 10 неизменным до поступления следующего импульса запуска, его использование позволяет устранить динамическую составляющую ошибки измерения.

Блок выборки-хранения реализован на аналоговых решающих усилителях (фиг. 4).

Следящий усилитель У1 имеет положительный коэффициент усиления К и малое значение выходного сопротивления R- . Усилитель хранения У2 (интегратор) имеет отрицательный коэффициент усиления и большое значение входного сопротивления. Для коммутации выхода следящего усилителя с входом усилителя хранения использован полупроводниковый токовый ключ (Кл.) .

При наличии импульса записи токовый ключ замкнут и блок выборки-хранения представляет собой апериодическое звено с малым значением постоянной времени, которое описывается передаточной функцией следующего вида: (6) С фазочувствительного выпрямителя напряжение 142 поступает на вход блока 7 выборки-хранения, на выходе которого в момент поступления на управляющий вход импульса запуска U устанавливается напряжение, пропорциональное мгновенному значению входного напряжения

1219802

Rsx

Фиг. У где К = — — коэффициент передачи блока

R2

Ri выборки-хранения;

= эквивалентная постоянная времени цепи заряда конденсатора, с; — входное сопротивление следящего усилителя, Ом.

Поскольку постоянная времени цепи заряда. конденсатора весьма мала, сигнал на выходе звена практически мгновенно принимает установившееся значение, определяемое выражением (3) . При отсутствии импульса записи токовый ключ разомкнут и усилитель У2 работает в режиме хранения.

На его выходе сохраняется сигнал U3, отображающий в масштабе m„значение отклонения машины от заданного направления.

Для изменения масштаба преобразования устройства контроля положения использован переменный резистор Ri.

Повышение точности достигается за счет использования в измерительной части устройства поворотного трансформатора, работающего совместно с фазочувствительным выпрямителем и блоком выборки-хранения.

Применение поворотного трансформатора с фазочувствительным выпрямителем обес1О печивает во всем диапазоне измерений однозначное соответствие между отклонением и числом, получаемым на выходе индикатора отклонения, блок выборки-хранения уменьшает ошибку измерения отклонения, обусловленную длительностью процесса преобразования аналогового сигнала в цифровой код. Повышение надежности обеспечивается за счет использования бесконтактного датчика положения фотоприемника — поворотного трансформатора.

1219802

Составитель М. Аксенов

Редактор О. Головая Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 1306 44 Тираж 470 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