Система управления телескопом

 

Изобретение относится к области астроприборостроения и может найти применение при управлении крупными f средними оптическими телескопами. Целью изобретения является расширение зоны рабочих углов.телескопа. Поставленная цель достигается за счет того, что в направлении предельного положения телескоп движется со скоростью, величина которой уменьшается от максимально допустимой до нуля, по сложной .гиперпараболической зависимости величины отклонения текущего положения телескопами его предельного положения, а в противоположном направлении телескоп движется с максимально допустимой скоррстью. Система реализована на цифровых элементах. На входы системы поступают тактовый сигнал, расчетное значение абсолютной величины максимально допустимой скорости движения телескопа, представленное последовательным кодом, и информации о знаке угловой скорости телескопа. Зависимость скорости движения телескопа от направления движения и от величины отклонения от предельно допустимого положения рассчитьшается заранее и заносится в память двух постоянных запоминающих устройств, которые опрашиваются .в процессе работы системы. Два запоминающих устройства применяются для повышения надежности устройства. 1з.п. ф-лы, . 5 ил. (Л ьо 00 00 о ND О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 G 05 В I I/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITI44 (211 3756506/24-24 (22) 19.06.84 (46) 15.06.86.Бюл. В 22 (72) IO.ÁЛ1варцман, Е.М.Неплохов, Г.А.Ицкович и В.В.Демидов. (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 805251, кл. G 05 В 17/00, 1978..

Авторское свидетельство СССР

У 60!668, кл. G 05 Р 1 /00, 1974.

Авторское свидетельство СССР ,Я 560213, кл. G 05 В 1 1/01, 1974. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕЛЕСКО ПОМ (57) Изобретение относится к области астроприборостроения и может найти применение при управлении крупными . средними оптическими телескопами. .Цепью изобретения является расширение зоны рабочих углов телескопа.

Поставленная цель достигается за счет того, что в направлении предельного положения телескоп движется со скоростью, величина которой уменьшается от максимально допустимой до

„„SU„„.1238026 . А1 нуля, по сложной,гиперпараболической зависимости от величины отклонения текущего положения телескопами его предельного положения, а в противо.положном направлении телескоп дви-, жется с максимально допустимой скоростью. Система реализована на цифровых элементах. На входы системы поступают тактовый сигнал, расчетное значение абсолютной величины максимально допустимой скорости движения .телескопа, представленное последовательным кодом, и информации о знаке угловой скорости телескопа.

Зависимость скорости движения телескопа от направления движения и от величины отклонения от предельно допустимого положения рассчитывается заранее и заносится в память двух. постоянных запоминающих устройств, которые опрашиваются .в процессе работы системы. Два запоминающих устройства применяются для повышения надежности устройства. Is.ï. ф-лы, 5 ил..

f 12

Изобретение относится к астропри-. боростроениуо и может найти применение при управлении крупными и сред- . ними оптическими телескопами.

Цель изобретения — расширение зоны рабочих углов системы.

На фиг.1 представлена функциональная схема системы; на фиг,2,— функциональная схема одного из вариантов реализации логического бло" ка; на фиг.3 — функциональная схема блока сравнения; на фиг.4 - функциональная схема блока ограничения; на фиг.5 — зависимость между расстоянием телескопа до предельного его положения и максимально допусти-: мой скоростью его движения.

Схема предлагаемой системы содержит телескоп 1, привод 2; преобразователь угол — код 3, блок 4 концевых выключателей, преобразователь коданалог 5, второй и первый постоянные запоминающие блоки 6 и 7, блок 8 ограничения, элемент 2И-2ИЛИ 9, первый, второй и третий сумматоры

10,11 и 12, блок 13 .сравнения, логический блок 14, элемент ИЛИ 15, первый, второй и третий входы системы

16 17 и 18, выходы 19 и 20 блока 4 концевых выключателей, регистр 21, выход 22, третий, второй и первый входы 23,24 и 25 логического блока

14, первый и второй входы 26 и 27 блока 8 ограничения, снгнум-реле 28, детектор 29, элементы 30 — 34. срав-.. нения, элемент И-ИЛИ 35, выход 36 блока сравнения 13, элементы 37. и 38 сравнения, элементы И 39 и 40, элемент ИЛИ 41, элемент 42 сравнения, элементы И 43 и 44, элемент

ИЛИ 45, вычислительное устройство

46, источники 47,48 и 49 постоянного сигнала, общая шина 50, источники 51 и 52 постоянного сигнала, выходы 53 и 54 элемента сравнения.

42. На фиг.5. обозначены V — максимально допустимая скорость вращения телескопа 1, Ь » — расстояние до предельно допустимого положения телескопа l.

На фиг.5 показана зависимость между расстоянием - телескопа 1 до предельного его положения и.макси- . мально допустимой скоростью его движения для данной системы.

На участке 66 эта зависимость ° изображена кривыми. 0 (случай движения телескопа 1 в направлении предельного положения) и 5 (случай про

38026 2 тивоположного направления движения), Форма кривой а до точки Ч » (0,05,...,0,1) V на участке bf близка к зависимости пути свободного выбега телескопа от скорости (обычно параболы), на участке Sl экспонента. Запретная эона телескопа (Ab) у данной системы существенно., меньше, чем у известных систем, и определяется величиной пути торможения телескоиа 1 в случае выклю- . чения напряжения сети при скорости телескопа 1, не превышающей приблизйтельно 5-I0X от максимальной.

Большой диапазон рабочих углов сочетается с высокими скоростями в зоне, близкой к предельному положе нию (участок ВВ, фиг.5), а также отсутствием возможности аварийной ситуации при выходе из строя одного из функциональных блоков системы..

Зависимость, представленная на фиг.5, реализуется в постоянных запоминающих блоках 6 и 7 путем

25 прошивки адресных шин °

Блок 4 концевых выключателей содержит два концевых выключателя (5 " и "Ь ), срабатььающих в поло-. жениях телескопа 1, соответствующих точкам Ь и Ь на фиг.5, при этом на выходах .19 и 20 блока 4 концевых выключателей формируется сигнал "I".

Вычислительное устройство 46 со:держит источник 47 постоянного сиг,нала, сумматоры 10, 11, и 12, постоянные запоминающие блоки

6 и 7, логический блок 14 и регистр

21..

Логический блок 14 содержит сигнум-реле 28, детектор 29, элементы

30;31,32 и 34 сравнения, элемент

И-ИЛИ. В качестве детектора 29 приме. няется детектор с линейной характеристикой.

Блок 13 сравнения содержит эле45 менты 37 и 38 сравнения, элементы

И 39 40- элемент ИЛИ 41.и источники

51 и 52 постоянного сигнала. На один вход подается величина V, прапор. циональная 4ф», на другой — сиг50 нал "КВ". Величины а р, А(р являются константами и формируются вйутри блока 13 сравнения в источниках 51 и 52 постоянного сигнала.

Блок 8 ограничения содержит элез5 мент 42 сравнения, элементы И 43 и 44 и элемент ИЛИ 45. Блок 8 ограничения пропускает без изменения код, поступающий на его вход 27, в том слу(5) з 1238026 4 чае, если абсолютная величина этого мость, представленную на фиг.5, межкода меньше кода, поступающего на ду величиной Ьц}, поступающей в вии вход 26. Если абсолютная величина де кода на их входы, и выходной вебольше, то блок 8 ограничивает на личиной V определяющей максимальсвоем выходе эту величину до значе- но допустимую скорость телескопа 1, ния, поступающего в данный момент которая формируется кодом, эаложенна вход 26. Код,.поступающий на вход ным ("зашитым").в постоянных запо27 обозначен через Х,"на вход 26 — минающих блоках б и 7. Эта функциочереэ Y ° На выходе 46 элемента 42 нальная зависимость может быть описравнения формируется сигнал "1", }p сана следующим выражением: если Х У, на выходе 47 - если Х < Y, если by dq, то V = Ч, (1)

Функциональная схема изображена для о е )в случая, когда коды Х и Y однораз- ли dq, by„ dy,то V = K (щ„-by,) рядные, в случае многоразрядного кода количество элементов И 43 и 44 должно }5 если а в }}ц„овсу,,то быть увеличено пропорционально количеству разрядов кода. Ч =V, (1,. ), I

Система содержит телескоп 1, например, на азимутальной монтиров- где К, а — константы; ке: на оси 2 .(зенитное расстояние) 20 byr ач в ° Ь4в sHameHHa bean ° иэоб установлен привод 2, кинематически раженные на фиг.5 соответственно буксвязанный с преобразователем угол — вами Б, В, Г .код 3 и блоком 4 концевых выключателей.

Регистр 21 .задерживает на один

Система работает следующим об- 25 такт опРоса код пРеобРазователЯ разом.

}угол — код 3. Поэтому сумматор 12, На вход. 17 системы поступает РассчитываЯ Разность кодов текУщепредставленное последовательным ко- го и предь}дущего опросов преобразовадом расчетное значение абсолютной: теля угол — код 3, определяет в совеличины скорости движения .телеско- 30 ответствующем масштабе фактическую

I п i (п Z) . скоРость движениЯ Ч телескопа 1.

24 R 25 логического формация о знаке величины — блока 14 поступают сигналы 8 8п

}p аъппщ . Если знак соответствует дви- VIp Ч . Логический блок 14 аналиP жению в направлении предельного поло- эирует следующие соотношения: жения телескопа 1, то вьдп (р 1, @ cf» Р

P . если в противоположном направлении, . 9» (Э) то sign lp» О, а когда ф» = 0 в те- sign j, = 2, ф,».у О, (4) чение промежутка времени а, то на - @ p в ны » р ,д 18 системы поступает сигнал Если выполнЯетсЯ хотЯ бы одйо из

sign y = 2. Преобразователь угол — этих соотношении, на выходе логичесР код 3 опрашивается тактовыми импуль-. кого блока 14 формируется сигнал "1" ° сами, поступающи1 и на вход 16 систе- Блок 13 сравнения анализирует следуюмы, и формируется код, пропорциональ- щее соотношение: ный фактическому положению (9 теле- л вЧ в т скопа 1.

II

Сумматоры 10 и 11 рассчитывают byÄ > dqs KB = l°, . (6) текущее расстояние телескопа I до предельного положения: где b(pS. — минимальное значение bg» при котором срабатывает концевой

dMII fI ALIIS Р 50 выключатель В в блоке 4 концевых

II II где (}, — сигнал, поступающий с вь}ключателей;

Ф выхода источника 47 постоянного сиг-. нала, равный.т1о величине коду преобра- при котором срабатывает концевой выI эователя угол — код 3, соответст- ключатель "Ь" в блоке 4 концевых вующему предельному положению теле- выключателей, скопа 1 (точке Д, фиг.5). КВ=I означает, что концевой выклюПостоянные запоминающие блоки б чатель "6" сработал, при этом на и 7 реализуют функциональную зависи-, выходе 20 блока 4 концевых вь}кл}о26

5 12380 чателей формируется сигнал "1". KB=0 означает, что концевой выключатель

"9" не сработал, при этом на выходе

20. блока 4 концевых выключателей формируется сигнал "О". 5 .Рассмотрим различные варианты работы системы.

1. Телескоп 1 находится далеко от предельного положения, т.е. фактическое расстояние телескопа 1 до предельного положения больше или равно значению р„ в точке В (фиг.5).

При этом, как следует нз фиг.5, V = V где V — максимальная скорость привода. 2. !5

Тактовые импульсы, поступающие на вход 16 системы, опрашивают преобразователь. угол - код 3, ца выходе которого с частотой тактовых импульсов

:формируется код, пропорциональный 20 положению телескопа 1. Этот код поступает на регистр 21, который при поступлении тактовых импульсов на другой его вход задерживает на один такт код преобразователя угол - код 25

3, поступающий с его выхода на вход сумматора 12. Таким образом, сумма. тор 12,рассчитывая разность кодов текущего и предыдущего опросов пре- образователя угол - код 3, опреде- 30 ляет в соответствующем масштабе фактическую скорость движения у телескопа I формируемую на выходе сумматора 12 в виде двоичного кода, знаковый разряд которого фиксирует направление вращения телескопа 1.

Код преобразователя угол — код 3 поступает на входы сумматоров 10 и

11, на выходе которых формируется в соответствии с. формулой (1) значение („, которое, поступая на входы постоянных запоминающих блоков

6 и 7, формирует на их выходах код, соответствующий величине V,(фиг.5).

Поступающий на вход 17 .системы 45 код, пропорциональный /ч" /, проходит беэ ограничения величины на выход блока 8 ограничения.

l.1. Пусть телескоп 1 неподвижен . 50 и на вход 17 системы подается сигнал О, в этом случае на входе системи присутствует сигнал signj = 2, на входы логического блока 14 поступают сигналы: с выхода сумматора 55

4 l 2 -p = 0, так как телескоп 1 неподвижен; с выхода блока 7 — V с выхода 18 системы — э18п = 2.

- P

Так как ни одно из соотношений

2-4 не выпелняется, на выходе логического блока 14 формируется сигнал "0".

Телескоп I находится далеко от предельного положения, поэтому на выходах 19 и 20 блока 4 концевых выключателей формируется сигнал "0".

На вход блока 13 сравнения посту« . пает с выхода блока 6 сигнал V VI, при котором.Щ„ b q" . При этом соотношения 5 и 6, аналиэируе". мые блоком 13 сравнения, не выполняются. Так как КВ=О и на выходе 20 формируется сигнал "О", на выходе 36 блока 13 сравнения формируется сигнал "0", При поступлении. сигналов

"0" с выходов блока 4 концевых выключателей, блока 13 сравнения и логического блока 14 на входы элемента ИЛИ 15 íà его выходе формируется сигнал "0", при котором привод 2 находится во включенном состоянии, . Ha вход элемента.2И-2ИЛИ 9 поступает сигнал signg = 2,.при котором элемент закрыт для прохождения кода, т.е. на его выходе формируется код "0", который преобразуется далее преобразователем код — аналог 5 в нулевое напряжение, и привод 2 таким образом продолжает оставаться неподвижным;

1.2. Пусть система находится в состоянии, описанном в п.l.l, после чего в момент времени, соответствую- щий поступлению на вход 16 системы

<-ro тактового импульса, на вход 17 системы поступает сигнал /cp1, / О, а на вход 18 — signg f. .Код, пропорциональный / q > j, . проходит без изменения На выход блока

8 ограничения и элемента 2И-2ИЛИ 9, открытого сигналом sign g 1 на

Р входе 18 системы.

Преобразователь код-аналог 5 формирует на своем выходе сигнал, пропорциональный коду, поступающему с выхода элемента 2И-2ИЛИ 9, знак которого соответствует сигналу на входе 18 системы. Этот сигнал riocтупает на включенный привод 2, который вращает телескоп 1 со скоростью, пропорциональной поданному на привод 2 сигналу

По (i+I )-му тактовому импульсу преобразователь угол — код 3 измеря" ет новое положение телескопа 1, и на выходе сумматора 12 формируется

7 1238026 8 код ф, пропорциональный скорости отрим ра оту системы в вращения телескопа 1. При этом логи- случае выхо а е выхода из строя одного из ческий блок 14 оп е е

14 р д ляет, что нЬ функциональных элементов устройства. выполняется ни одно из соотношений . 4 1. П усть вышел из строя один

2-4, так как или несколько следующих блоков, sign@ = sign(t; обеспечивающих работу системы: пос/с .(Ч

/у / Ч тоянный запоминающий блок 6 блок 8

У ограничения, элемент 2И-2ИЛИ 9, При этом логический блок 14 и преобразователь код — аналог 5, элемент ИЛИ 15 срабатывают так, как !О сумматор ll, приво 2. П и привод . ри этом во привод остается всех случаях, когда телескоп 1 мовключенным и вращение телескопа 1 жет оказаться в нерабочей зоне с апродолжается. ра оче зоне, срабатывает логический блок 14;

2. Телескоп. l находится в зоне

БЬ вЂ” при неправильном направлении изображенной на фиг.5 (точка В 15

В 5 движения — выполняется соотношение 2 в зону не входит) . П и

Л е 20 6 о

) . р этом на выхо- — при превышении допу и .д лока концевых выключателей фор- личины с о стимо ве11 1! ны скорости — выполняется соотмируется сигнал 1", С выхода посто- ношение 2. янного запоминающего блока 6 на вход С "1" игнал с выхода логического лока вызовет срабатывание элеблока 13 сравнения поступает код 20 6 14

Ч а

Ч V., при котором h „c д q,по- мента ИЛИ 15, сигнал которого, этому соотношения 5 и 6 анализи руе- поступая на вход бстановки привомые блоком 13 сравнения, не выцол- да.2, вызовет остановку телескопа 1. няются и на его выходе формируется 4.2. П и не сигнал "0". ри неисправности преобразоI

25 вателя угол — код 3 контроль его, l, Если sign с = 1 и сигнал

Чр по сигналам концевого выключателя

/р 1 на входе 17 .системы больше п выявит невыполнение одного из значений V,O6ðàsóþùèõ кривую q на соотношений 5 6 что п что приведет к то лок 8 ограничения умень" срабатыванию блока 13 шит сигнал о вел лока сравнения и д до величины, сформи- ЗО остановке привода 2 по сигналу эле/ / о вел рованной постоянным запоминающим мента ИЖ 15. Если неисправность блоком 6. Таким образом скорость р преобразователя угол — код 3 вырателескопа .1 будет .снижена. На выхо° тхо- зится в отсутствии изменения кода де постоянного запоминающего блока при вращении-телескопа 1, то б ет

7 также будет сформирован сигнал уд выполняться соотношение 4, при котосоответствующий изображенной на

Фиг 5 ром за счет срабатывания логического .иг. точке на кривой о! при данном б блока 14 привод 2 будет остановлен. остальном система будет работать так, как в сл ае р - Если неисправность преобразоватеи !. уч, описанном в ля угол — код 3 пр произойдет в не2.2

4О посредственной близости от точки Б .2. Если signg p = О,то элемент

2И-2ИЛИ 9 р (см.фиг.5), возможно перемещение — ИЛИ 9 открыт для прохо ения р жд я телескопа 1 за счет инерционности кода ij / на входе 17 системы. За- привода 2 в зо РБ анное т в зону, при этом в д ое таким образом движение теле- точке Б с аб скопа в сто он и е сра атывает концевой выпредельном скопа в сторону, противоположную 45 ключатель б блока 4 концевых выу положению, будет отра- ключателей. По сигнал ."1" батываться беэ oF a и. о сигналу. 1, постураниченйя скорости, лающему с выхода 19 на вхо э что отражено на фиг.5 кривой о, на вход элемента ИЛИ 15 привод 2 также останавливается. Зона /!E — зона невозврат3. При движении телескопа 1 ного ограничения перемещения телевнезапно выключается сетевое напря- скопа 1, т.е. вывод телескопа 1 из жение. форма кривой и, изображен- этой эоны тРебУет вмешательства оленой на фиг.5, близка к зависимости пути свободного выбега от скорости 4.3 (обычно параболы). Таким образом, 55 ествл

Неисправность блоков ос— в У телеск I

on остановится в этом слузо, ществляющих функции контроля сумма10 2 чае в пределах б торов и l ра очеи зоны телепостоянного запомископа 1 13 нающего блока 7, регистра 21 блока

3 сравнения, логического блока !4

1 . Система управления телескопом, имеющая три электрических входа и со- 20 держащая элемент ИЛИ и последовательно соединенные элемент 2И-2ИЛИ, преобразователь код — аналог и.привод, вал которого кннематически связан с валами телескопа, блока кон- 25 цевых выключателей и преобразователя угол — код, подключенного выходом к первому входу вычислительного устройства,.соединенного первым выходом с первым входом блока сравнения, отличающаяся тем, что, с целью расширения зоны рабочих углов системы, в ней дополнительно установлен блок ограничения, подключенный первым входом к первому выходу вычислитель|ного устройства, вторым входом — к второму электрическому входу системы и к первому входу элемента 2И-2ИЛИ, а выходом— к второму входу элемента 2И-2ИЛИ,,третий и четвертый входы которого соединены между собой и подключены к

9 1 элемента ИЛИ 15, блока 4 концевых

-выключателей, не может вызвать аварийной ситуации, так как в этом случае управление телескопом 1 будет происходить или правильно, или телескоп 1 остановится.

По сравнению с системами управления наиболее совершенных телескопов (например, телескопом БТА с диаметром зеркала 6 м) применение данной системы позволит увеличить зону рабочих углов телескопа 1 и скорость наведения телескопа в зонах, близких к зениту и горизонту, что повышает быстродействие системы.

Формула изобретения

238026 10 третьему электрическому входу системы, к второму входу преобразователя код — аналог и к второму входу вычислительного устройства, соединенного третьим входом с первым электрическим входом системы. и с электрическим входом преобразователя угол — код, а вторым выходом — с первым входом элемента ИЛИ, подключенного выходом к второму входу привода, вторым входом — к первому выходу блока концевых выключателей, а третьим входом — к выходу блока сравнения, соединенного вторым вхо15 дом с вторым выходом блока концевых выключателей. !

2. Система по п.1, о т л н ч а ющ а я с я .тем, что вычислительное устройство содержит последовательно соединенные источник постоянного сигнала, первый сумматор, первый постоянный запоминающий блок и логический блок, последовательно соединенные второй сумматор и второй постоянный запоминающий блок и последовательно соединенные регистр и третий сумматор, подключенный выходом к второму входу логического блока, выход источника постоянного сигнала соединен с вторым входом .второго сумматора, второй вход которого соединен с вторыми входами первого сумматора, регистра и третье.го сумматора и является первым входом вычислительного устройства, третий вход логического блока, первый вход регистра, выход второго постоянного запоминающего блока и выход логического блока являются соответственно вторым и третьим входами и первым и вторым выходами вычислительного устройства.

1238026

1 238026 едут

Составитель Ю. Гладков

Редактор М.Дылын Твхред О.Гортвай Корректор Г.Решетник

Закаэ 3783 Тирал.836 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР . по делам иэобретений и открытий

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

Проиэводственно полиграфическое предприятие,г.Ужгород, ул.Проектная, 4