Устройство для автоматического управления движением транспортного средства

 

Изобретение относится к автоматическому управлению движением наземных транспортных средств по трассе токонесущего кабеля. Цель изобретения - повышение надежности. Указанная цель достигается тем, что выходы осуществляющих контроль движения транспортного средства датчиков 1-5 связаны с формирователем 6 функции переключения и инвертирующими сумматорами 16 и 17, выходы последнего из которых и блока 6 подключены к суммирующему усилителю 18, связанному с исполнительным механизмом. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЩМЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (И) (51) 5 С 0 О 1/О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Я щяя е

1)Ц 1 Ии .

Е-1 !6Я 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОТНРытиям

ПРИ Гкнт СССР

1 (21) 4343608/3! -11 (22) 14.12.87 (46) 23.06.90. Бюл. N 23 (71) Одесский технологический инсти тут пищевой промышленности им.Н.B.Ëoìoíoñîâà (72) A.À.Ãàëèóëèí и Ю.В.Погирный (53) 63!.311 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 847950, кл. А 01 В 69/04, !979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ТРАНСПОРТНОГО

СРЕДСТВА (57) Изобретение относится к автома2 тическому управлению движением наземных транспортных средств по трассе токонесущего кабеля. Цель изобретения - повышение надежности, Указанная цель достигается тем, что выходы осуществляющих контроль движения транспортного средства датчиков 1-5 связаны с формирователем 6 функции переключения и инвертирующими сумматорами 1б и !7, выходы последнего из которых и блока б подключены к суммирующему усилителю !8, связанному с исполнительным механизмом. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., табл.

1573448 входом логического элемента и соединен с выходом блока 6 формирования функции переключения.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал управления регулятора фор" мируется в соответствии с логическим суммированием сигналов с датчиков:

1Î

К С1 гдето,=

Zi при О дат > 1 ффп при Б д„т, U >„<. 0;

0; К . (0;

С411дат. 4 + Сю11дат.5ь

Ц „ ; - выходное напряжение i-го датчика;

V „„ - выходное напряжение формирователя функций переключения, равное сумме сигналов датчиков 1-5 информации с соответствующими коэффициентами передачи С;;

К„,, К, - коэффициенты передач отрицательной и положительной обратной связи в сигнале управления по i-му каналу.

Если проанилизировать уравнение, по которому вычисляется сигнал управления, то оказывается, что знак U зависит только от sgn U<« что иллюстрируется таблицей.

sgn U4„ „sgn Од,т,1

sgny, sgn

Без потери общности U можно представить в виде

11 = ssgn U>4,„X 1 V,„,. .) или ;-1

U sgn U„nil l Е 41 I1 .)

* (2) 4i7 О, Изобретение относится к автоматическому управлению, движением наземных транспортных средств по трассе токонесущего кабеля °

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг„2принципиальная схема суммирующего усилителя.

Устройство автоматического управ- :Е ления движением транспортного средст:ва (фиг.1) содержит пять датчиков информации: линейного отклонения 1, курсового отклонения 2, скорости из:менения курсового отклонения 3, угла

К поворота управляемых колес 4 и скорости изменения угла поворота управ:ляемых колес 5. При ртом выходы всех

:;датчиков 1-5 подключены к входу фор+CU дат, мирователя 6 функции переключения, а ,выходы датчиков 1-4 подключены еще к соответствующим входам блока 7 коммутируемых коэффициентов, а далее через 25 диоды 8-15 — к входам инвертирующих сумматоров 16 и 17.

8ход первого инвертирующего сумматора 16 соединен с выходам датчиков

1-4 через вентили 8-11, проводящие положительные сигналы с датчиков 1-4, а вход второго инвертирующего сумматора 17 — через диоды 12-15, проводящие отрицательные сигналы с датчиков 1-4, Кроме того, вход второго инвертирующего сумматора 17 соединен с выходом первого инвсртирующего сумматора 16. 8ыход второго инвертирующего сумматора 17 соединен с информационным входом суммирующего уси- 40 лителя 18, управляющий, вход которого подключен к выходу блока 6 формирования переключения, а выход логического элемента - к исполнительному механизму 19 привода управляемых колес 4 транспортного средства . Суммирующий усилитель 18 содержит операционный усилитель 20 с резистором 21 в цепи отрицательной обратной связи и полевой транзистор 22, Информационный вход усилителя 18 соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 20 через резистор 23, а неинвер:тирующий вход - через последовательно соединенные резисторы 24 и 25.

Сток полевого транзистора 22 подключен к общей точке соединения резисторов

24 и 25, исток — к общей шине питания схемы, а затвор является управляющим

Исследования, проведенные в классе систем с переменной структурой (3, 4), а также экспериментальные исследования систем управления с переменной структурой для автоматического управления движением транспоотного средства {5), показывает, цто относительное изменение величины коэффициентов К„. и К, не дают улучшения кацества работы регулятора, Следовательно, представляется возможным использовать равные по модулю коэффициенты передаци К 1 ° и К, Тогда

К. =К . =K»» 2i 1» а по (2)

U = =sgn U, Z К; Л,.,.l, К,. > О.

»=1

Если транспортное средство точно движется по заданному маршруту, то сигналы всех датциков отсутствуют, т.е. на выходе блока 6 формирования функции переключения и блока 7 коммутируемых сигналов выходные сигналы равны нулю, В случае отклонения движения транспортного средства от маршрута, заданного кабелем с переменным током, на выходе датчиков появляются сигналы.

В блоке 6 формирования функции переключения эти сигналы суммируются алгебраицески со своими коэффициентами весомости:

Оффис = C„U + C U + C U3 + C4U4+ (5) 4» 4 »

r pe 01,0,0 з,U4 " сиг H831bl соответствующих датчиков

1-4 °

К1,К,К,К - настраиваемые коэффициенты передач

20 блока коммутируемых коэффициентов.

Происходит это следующим образом.

Положительные сигналы с датчиков 1-4 проходят через соответствующие диоды

25 8-11 на вход первого инвертирующего сумматора 16. При этом они суммируются со своими коэффициентами передац i а знак их суммы изменяется на отрицательный. Эта сумма, а также отрица30 тельные сигналы с датчиков 1-4, которые проходят через соответствующие вентили 12-15, поступают на вход второго инвертирующего сумматора 17.

Здесь происходит общее суммирование отрицательных сигналов от датчиков

1-4 со своими коэффициентами передач с ранее полученной и инвертированной суммы положительных сигналов. Знак общей суммы изменяется на положитель40 ный.

73448

В блоке 7 коммутируемых коэффициентов с помощью диодов 8-15 и иивертирующих сумматоров 16 и 17 вырабатывается информационный сигнал, который получают путем суммирования модулей сигналов с датчиков 1-4 с учетом настройки соответствующих коэффициентов передач

+ К " e Кз1 "з1 +

+ .С,11 где U„,,U

Затем пряжения рованный

-ствующей

-U при U > О;

+U при Б фф„(О.

{4) 0з 0+ Б — сигналы соответствующих датциков 1-5; ,С,С4,С - настраиваемые коэффициенты весомости блока

6 формирования функции переключения. в зависимости от знака наБ фф вырабатывается нормисигнал управления соответполярности

Логический элемент 9 вырабатывает управляющее напряжение Бу„„, изменяя знак информационного сигнала U „ (5)

45 в соответствии со знаком управляющего сигнала sgn U ф„„ (4) блока формирования функции переключения:

"УЛP "Бкк sgn U4rin. (6)

Логическое умножение осуществляется следующим образом. Если управляющий сигнал отрицательный U4, = -U то полевой транзистор 22 заперт, а информационный сигнал с выхода второго инвертирующего усилителя 17 поступает одновременно на инвертирующий вход операционного усилителя 20 через резистор 22 и на его неинверти1573448 рующий вход через последовательно соединенные резисторы 23 и 24.

Сигнал на выходе операционного усилителя алгебраически суммируется с учетом коэффициента усиления по инвертирующему и неинвертирующему входам:

= бкк(-К1) + Бкк« + К,). (7) где К - коэффициент усиления опера1 ционного усилителя по инвер. тирующему входу;

К а .

К д O

i К (1 + К ) - коэффициент усиления операционного усилителя по неинвертирующему входу;

В 21

К

+1 м

13

При соответствующем выборе резисторов 21-24 можно получить К „ = К

1. Тогда (7) упростится: . 0 юпр 116кк(-1) + 06кк(1+1) = -Увкб (8) 8 случае положительного управляющего сигнала U <>Ä = U> ïîëåâoé транзистор 22 открыт. Информационный сигнал U6 « ïoñòóïàåT только на инверти-. рующий вход операционного усилителя

20, .выходной сигнал которого равен

U 6кк(K I) 6кк напр

Моменты переключения управляющего сигнала соответствуют изменениям знака функции переключения (3). Основной режим работы такого регулятора - скользящий режим, т.е. режим переключения структур с большой частотой. При этом система автоматического управления обладает адаптивными свойствами, т.е. точность движения транспортного средства по маршруту не зависит от массы груза на нем, места положения центра масс, напряжения бортовой сети и т,п ° формула изобретения

1. Устройство для автоматического управления движением транспортного средства, содержащее датчики угла повброта управляемых колес, скорости изменения курсового отклонения, курсового отклонения, линейного отклонения и скорости изменения угла поворота управляемых колес, выходы каждого из которых подключены к соответствующим входам формирователя функции переключения, суммирующий усилитель, выход которого подключен к исполнительному механизму, источник питания и диоды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности,оно снабжено инвертирующими сумматорами,к соответствующим входам первого и второго из которых подключены выходы датчиков угла поворота управляемых колес, скорости изменения курсового отклонения, курсового отклонения, линейного отклонения через диоды, катодами подключенные к первому инвертирующему сумматору, а анодами к второму инвертирующему сумматору, к отдельному входу которого подключен выход первого инвертирующего сумматора, а выход второго инвертирующего сумматора подключен к одному из входов упомянутого суммирующего усилителя, второй вход которого подключен к выходу формирователя функций переключения.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что суммирующий усилитель содержит полевой транзистор, резисторы и операционный усилитель, инвертирующим входом которого, подключенным через резистор, и неинвертирующим входом, подключенным через второй и третий резисторы, образован первый вход блока, исток полевого транзистора подключен к источнику питания, сток - к точке соединения между вторым и третьим резисторами, а затвором полевого транзистора образован второй вход блока, причем выходом операционного усилителя образован выход суммирующего усилителя.

lg7g448

Фиг.Р

Составитель В.Скориков

Редактор Н.Яцола Техред д.Сердюкова корректор С.Церни

Тираж 644

Заказ 1642

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открь.-.иям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101