Система управления телескопом

 

Изобретение относится к астроприборостроению и может найти применение при управлении оптическими телескопами . Целью изобретения является повышение быстродействия системы. Поставленная цель достигается за счет управления телескопом по экваториальной монтировке при нахождении его в близгоризонтной зоне, пропорционально зенитному расстоянию до предельного положения, а управление приводом телескопа по оси склонения ведется таким образом, чтобы обеспечить движение телескопа вблизи верхней границы близгоризонтальной зоны. 3 ил. с 5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (II) (Ч)4 С 05 D 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4128848/24-24 (22) 03.10.86 (46) 23.04.88.Бюл. )(- 15 (72) Ю.Б.Шварцман (53) 62 — 50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 373686, кл. С 02 В 23/00, 1970.

Авторское свидетельство СССР

Ф 431493, кл. G 05 В 11/26, 1972.

Авторское свидетельство СССР

)(560213, кл. G 05 D 1/02, 1974. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕЛЕСКОПОМ (57) Изобретение относится к астроприборостроению и может найти применение при управлении оптическ)(ми телескопами. Целью изобретения является повышение быстродействия системы.

Поставленная цель достигается за счет управления телескопом по экваториальной монтировке при нахо:кдении его в близгоризонтной зоне, пропорционально зенитному расстоянию до предельного поло)кения, а управление приводом телескопа по оси склонения ведется таким образом, чтобы обеспечить двюкение телескопа вблизи верхней границы блиэгориэонтальной зоны. 3 ил.

1390600

Изобретение относится к астроприборостроению и может быть использовано при управлении оптическими телескопами.

Цель изобретения — повышение быст5 родейстния системы.

На фиг.1 представлена функциональная сх"ма системы, на фиг.2 — функциональная схема блока управления, на фиг.3 — функциональная схема вычислительного блока.

Система включает телескоп 1, блок 2 управления, датчик 3 констант, вычислительный блок 4, вычитатели

5 и 6, компараторы 7 и 8, элемент

И 9, второй 10 и первьп» 11 логические блоки, привод 12, преобразователь 13 угол-код, первьп» 14 и второй 15 входы системы, первьп» 16 20 и второй 17 входы и первьп» 18 и второй 19 выходы вычислительного блока 4, второй 29 и перньп» 21 входы и второй 22 и первый 23 выходы первого нычитателя 5, первый 24 и вто- 25 рой 25 входы первого компаратора 7, первый 26 и второй 27 и третий 28 входы, вал 29 и первый 20, второй

31 и третий 32 выходы блока 2 управления, первый 33, второй 34 и тре- 30 тий 35 входы элемента И 9, третий прямой 36, первый инверсный 37, пятый прямой 38, первый прямой 39, четвертый прямой 40, второй инверсный 41, третий инверсный 42 и шес35 той прямой 43 входы второго логического блока 10, второй прямой 44, четвертый прямой 45, первый прямой

46, третий прямой 47, второй инверсньп» 48, первьп» инверсный 49, пятьп» прямой 50 входы»»ервого логического блока 11, компараторы 51 и 52. нычитатель 53, датчик 54 констант, элементы И-ИЛИ 55, логический блок

56, элемент И 57, преобразователь

45 угол-код 58, привод 59, блок 60 анализа направления вращения, компаратор 61, блоки 62 и 63 вычисления косинуса, блок 64 вычисления синуса, блоки 65 и бб умножения, блок б7 нь»шсления агссоя, датчик 68 констант, сумматор 69, вычитатель 70.

Принцип действия системы основан на следующем.

В близгоризонтной зоне н случае большого рассогласования по оси и движения по этой оси вниз управления приводом оси S производится пропорционально рассогласонанию межт.

1I»t 1 7 ht

tg где Z — текущее зенитное расстояние т, телескопа 1;

Z. — величина верхней гра»»ицы

Ь близгоризонтной зоны;

6t — текущее значение рассогла1 сования по оси константа, Ц вЂ” означает, что перемещение телескопа 1 по оси вызывает движение телескопа 1 вниз, т.е. в направлении увеличения Z

Управление приводом оси S, пропорциональное рассогласонанию между текущим значением зенитного расстояния телескопа и предельно-допустимым зенитным расстоянием телескопа 1, производится в близгоризонтной зоне только при нахождении телескопа 1 по оси t вблизи об ьекта наведения.

Этот режим, называемый далее

S (Z„), задается при ныполнении или условии: Т, ю, I

$1кпаЬ 1 ранен

1ь8„1 Ь6,, или условий т,7 ь

I »»t Iy g t

t t

signal; равен

1 ao; I r<

1 текущее значение рассоглаC сования по оси о знак рассогласования о (» (при нахождении телескопа 1 в близгоризонтной зоне знак "- соответствует движению трубы телескопа вниз), константа, определяющая минимальное значение 6 t ..,, 1 при котором задается режим

S(ZÄ), $1,»1(N— ду положением телескопа I по зенитному расстоянию и верхней границей близгоризонтной зоны. Этот режим, называемый далее о (Z ), обеспечивает удержание телескопа 1 около верхней границы близгоризонтной зоны.

Этот режим задается, если выполняются одновременно следующие условия:

1390600 означает, что перемещение телескопа 1 по оси t вызывает движение телескопа 1 вверх.

Управление приводом оси t, пропорциональное рассогласонанию между текущим значением зенитного расстояния телескопа 1 и его предельно-допустимым зенитным расстоянием (этот режим называется далее t(Z<), производится в близгоризонтной зоне при выполнении следующих условий:

t$

1at;1> дt е at — конст (4) 15

На фиг.3 показаны промежуточные результаты вычислений, получаемые на выходе блоков, входящих в состав вы55 числительного блока 4. На его выходе 19 формируется значение Z

Логический блок 10 может быть реализован с помощью элемента И на четыгд анта, определяющая минимальное значение 4г. при котором задается режим t(Z ).

20 н

Введенные в систему элементы и блоки реализуют следующее: второй компаратор 8 определяет выполнение условия 1A t.1 > at второй вычита1 Ф

25 тель 6 определяет выполнение условия

Z . .) Z ; элемент И 9 анализирует

1 соотношение (1), второй логический блок 10 анализирует условия (2,3); первьпr логический блок 11 пропускает на управление приводом оси управлякиций код в трех различных случаях управления прибором. соз9соз .cost> + sinVsinBq

Х .= arccoszz. (5)

Е Е ZHI 35 где у — широта места установки телескопа, текущие координаты телет скопа по оси t,S,поступающие, соответственно,на 40 входы 16 и 17 вычислительного блока 4;

Z — предельно-допустимое полон жение телескопа 1 по зенитному расстоянию, 45 аŠ— рассогласование между текуи щим положением телескопа 1 и его предельно — допустимым положением Z>, которое формируется на выходе 18 вы- 50 числительного блока 4. ре входа, элемента И на пять нходон и элемента ИЛИ на дна входа.

Логический блок 11 может быть реализован с помощью двух элементов И на два входа, элемента И на три входа и элемента 1ШИ на три входа.

Логический блок 56 может быть реализован с помощью двух элементов И на три входа, элемента И на два входа, элемента ИЛИ на три нхода.

Система работает следующим обраэом.

Координаты объекта наведения t,R

1 поступают соответственно на входы

14 и 15 системы и далее на входы вычитателей 53 и 5. Преобразователи

58 и 13 yrол-код, установленные на осях телескопа 1, измеряют непрерывно текущие положения t,S телескопа 1.

Измеренные значения с выхода преобразователей 58 и 13 угол-код посту пают соответственно на входы вычитателей 53 и 5.

На первых выходах нычитателей 5 и 6 формируются соответственно значения рассогласования по t и о т (6)

48; =3, -В,. (7)

На вторых выходах вычитателей

5 и б формируются соответственно

signat u sign A5,, причем сигнал "1", если знаки At. и h8 равны "-".

1 1

С первых выходов этих вычитателей значения 4Г.. и бО поступают на первые

1 1 входы соответственно компараторов

52 и 7, на выходе которых формируется сигнал 1", если at - yt

I> nq, причем константы At И ЬВ поступают на вторые, входы компараторов с выходов датчиков 54 и 3 констаит.

Рассогласование At поступает на

1 вход компаратора 8, на второй вход которого поступает величина 6 t с выхода датчика 3 констант. На выходе компаратора 8 формируется сигнап

"1", если fa t,! т at, С выходов преобразователей S8 и 13 угол — код значения t u S поступают т; на входы вычислительного блока 4, который формирует íà crsne«18 значение и Х„, а на выходе 19-7„, ко"1 торое поступает на второй вход вычп— тателя б. На первом выходе нычитате— ля 6 формируется код, пропорциова:«вЂ” ный величине

Z ь 1 1

1 390600 а на втором выходе формируется сигнал 1, если величина положительная, т.е. Ет ), 2, причем 7., поступает на вход вычитателя с выхода датчика 68 констант.

Блок 60 анализа направления формирует сигнал " 1 на выходе элемента

И-ИЛИ 55, соответствующий сигналу при выполнении следующих условий:

h ь о

sign а t, равен "+", (9) 55

Таким образом, I3 .1том случае навепения приводы 59 н 12 управляются по сиги,1лам рассот ласо11ания Л, и 4o, . или о 15

12 с t1 24

sign ь t ранен "-". (10)

Условие (9) реализуется элементом И-ИЛИ 55 и компаратором 61, на входы которого поступают t,ñ вы1 хода преобразователя 58 угол-код

1< и и константы О и 12 с выхода датчика 54 констант, а на-выходе компаратора 61 формируются сигналы

"1" с.оответственно при t > 12" и и -12 . Элемент И-ИЛИ 55 срабатыт,— вает при наличии этих сигналов и сигнала О на втором выходе вычита— теля 53.

Условие (1О) реализуется элементом И-ИЛИ 55 и компараторам 51, на вход которого поступают t .и конh 11

1 станты 12 и 24, а на выходах компаратора 51 формируются сигналы

"1" соответственно при t . 12 и

24 . Элемент И-ИЛИ 55 сраба- 35

Т тывает при наличии этих сигналов и сигнала "1" на втором выходе вычитателя 53.

Рассмотрим различные случаи наведения телескопа 1.

1. В процессе наведения телескоп 1 не находится в блиэгоризонтной зоне, т.e. Z . 7. . При этом на вто1 ром выходе вычитателя 6 формируется сигнал О, который поступая на входы элементов И 9 и логического блока 10 приводит к формированию на их выходах сигналов "0", вызывающих прохождение через логический блок 11 кода а3,, поступающего на вход 50 логичес- О кого блока 10, а поступая на вход логического блока 56, открывает егo для прохождения кода At с первого

1 выхода вычитателя 53.

2 . В н<<<1<<ле H<3RCJIpHHH телесKon 1 находится в близгоризонтной зоне (на втором выходе вычитателя 6 сигнал "1"), вблизи от объекта наведения, т.е. I 4t (4 t, (на выходе компаратора Я сигнал "О ), рассогласование !аг;! С на выходе компаратора 52 сигнал "1") и рассогласование 143;I ho,(íà выходе компарато— ра 7 сигнал "1").

Управление приводами 59 и 12 в этом случае на зависит друг от друга, поэтому рассмотрим отдельно следующие варианты.

2.1. По оси о рассогласование имеет знак "- (на втором выходе вычитателя 5 сигнал "1").

При этом срабатывает логический блок 10, сигнал "1" на выходе которого задает режим o (Z ) (выполняются и условия (2) . Этот режим реализуется в результате пропускания через логический блок 11 кода b Z, поступающего на его вход 46. Таким образом, привод 12 телескопа 1 управляется по сигналам рассогласования, пропорцио— нальным ЬZ По мере уменьшения рассогласования 4 Е„ уменьшается и рассогласование Й . Как только (3 (<

1 (45 на выходе компаратора 7 устанавливается сигнал О, по которому на выходе логического блока 10 устанавливается сигнал "0 . При этом логический блок 11 пропускает на при вод, 12 код Д,, поступающий на свой

1 вход 50. Тем самым происходит смена режима б (Е н) на управление приводом 12 пропорционально рассогласоГ ванию Go, . г

2.2. По оси р рассогласование имеет знак "+" (на выходе 22 вычитателя 5 сигнал "О"). При этом на выходе логического блока 10 устанавливается сигнал "О" и управление приводом 12 производится по сигналам рассогласования 48 так, как в случае 1.

2.3. По оси t состояние т.е. перемещение телескопа 1 но оси вызывает движение телескопа 1 вниз.

При выполнении условий (9) или (10) на выходе элемента И-ИЛИ 55 сигнал

" l .Ïðè эгом срабатывает элемент И 57 и логический блок 56 пропускает KojI

hZ на вход привода 59. Эа (ается ре— н жим t(Z ), при котором привод 59 ун— равляетн.я по сигналам рас111лнсон»ния Ь Х . По мере умс н1 с1г ныл p;1(сог I;1— н (сова1н1я Х, уменьиаетсл и рассог.1н(390600 сование Ь t . Как только (ЬС. (z at

1 1

1 на выходе компаратора 52 устанавливается сигнал 0". При этом логический блок 56 пропускает на привод 59 код At <. Тем самым произойдет смена режима t(Z„) на управление приводом 59 по сигналам рассогласования

Ь, °

2.4. По оси t,состояние t 1 (на

10 выходе элемента И вЂ” ИЛИ 55 сигнал "0") .

При этом управление приводом 59 производится по сигналам рассогласования так, как в случае 1.

3. При наведении телескопа 1 он оказывается в близгоризонтной зоне (на втором выходе вычитателя 6 сигнал "1"), телескоп 1 по оси t находится не вблизи объекта наведения, т.е.(At;(z д t < (на выходе компаратора 8 сигнал " 1"), по оси с состояние t 1 (на выходе 31 блока 2 управ— ления сигнал "1"). При этом срабатывает элемент И 9, открывая логический блок 11 для прохождения на при— вод 12 поступа япего на свой вход 44 кода а Zb. Устанавливается режим

o(Z ), при котором привод 12 управляется по сигналам рассогласования 4 Z . По оси t управление приводом 12 производится в режиме t(Z ) н так,как в случае 2.3. Таким образом, отработка большого рассогласования производится при удержании телескопа 1 за счет привода 12 в положении, близком к верхней границе блнэго З5 ризонтной зоны. Этим обеспечивается отработка рассогласования at со скоростью, близкой к максимальной.

Как только рассогласование A t; уменьшается настолько, что(аС, (дГ.1.

40 режим p (Z ) сменится на режим о (ZÄ ) система работает так, как в случае 2.

4. Ситуация, аналогичная случаю 3, за исключением того, что по оси состояние t 1 (на выходе 31 блока 2

45 управления сигнал "О"). При этом по оси t телескоп 1 наводится так,как в случае 1,а по оси а так, как в случае 2.1.

5. Телескоп 1 во время наведения проходит через положение, при котором tT =-12", причем значение координаты объекта наведения таково,.что не возможен проезд телескопа 1 через

С. это положение при », = о, из-за низ- 55 кого положения телескопа 1 по Z.

Эта ситуация возможная только при нахождении телескопа 1 на значительном расстоянии по оси от объекта наведения, так как при (At (At . При

1 1 этом реализуется случай 3 наведения когда телескоп 1 удерживается в положении, близком к Z, эа счет автоматического задания соответствующего положения О .. Скорость обработки раст, согласования д . близка к максималь1 ной.

Во всех описанных случаях наведения оно заканчивается при (о. ((бЯ и о (ат,(дt

Предлагаемая система обеспечивает прохождение телескопом 1 со скоростью, близкой к максимальной, перечисленных выше участков, где у известной системы происходит замедление обработки рассогласования At;. В результате в этих случаях время наведения телескопа при применении предлагаемого устройства уменьшается в 2-4 раза.

Это позволит приблизительного на

15-307 уменьшить среднее время наведения телескопов, у которых значительное число наведений выполняется в близгоризонтную зону (например,наведение на реперы, эталонные источники света и т.п.)..

Таким образом, быстродействие предлагаемой системы устройства по сравнению с известной на 15-ЗОХ вьппе, время выполнения наведения в некоторых случаях наведения в 2-4 раза меньше.

Формула изобретения

Система управления телескопом, содержащая блок управления, первый вход которого является первым входом системы, второй вход соединен с первым выходом вычислительного блока и с первым входом первого логического блока, первый выход кинематически связан с первьпи валом телескопа, а второй выход соединен с первым входом вычислительного блока, подключенного вторым входом к выходу преобразователя угол-код и к первому входу первого вычитателя, соединенного первым выходом с первым входом первого компаратора, первый выход второго вычитателя соединен с вторым входом второго логического блока, подключенного выходом к входу привода, вал которого кинематически связан с вторым валом телескопа и с валом преобразователя угол-код, о т л и ч а ю щ а я13906 с я тем, что, с целью повышения быстродействия системы, в ней установлены второй компаратор, элемент И и датчик констант соединенный пер5 вым выходом с первым входом второго компаратора, вторым выходом — с первым входом второго вычитателя и третьим выходом — с вторым входом первохо компаратора, подключенного выходом к первому и второму прямым входам второго логического блока, соединенного третьим и четвертым прямыми входами к вторым выходам второго вычитателя, с третьим входом блока управления и с первым входом элемента И, пятым и шестым прямыми входами — с вторым выходом первого вычитателя, первым и вторым инверсными вхооо о дами — с выходом второго компаратрра и с вторым входом элемента И, третьим инверсным входом — с третьим выходом блока управления и с третьим входом элемента И, а выходом — с третьим прямым и с первым инверсным входами первого логического блока, подключенного четвертым прямым и вторым инверсным входами к выходу элемента И, а пятым прямым входом — к первому выходу первого вычитателя, четвертый выход блока управления соединен с вторым входом второго компаратора, второй выход вычислительного блока соединен с вторым входом второго вычитателя, а второй вход первого вычитателя является вторым входом системы.

1 390600

ФР8, 2

Составитель Г.Нефедова

ТехредИ. Верес Корректор О. КРавцова

Редактор Е.Папп

Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раувская наб., д. 4/5

Заказ 1767/46

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4