Самонастраивающееся устройство управления

801130830 А СОЮЗ СОВЕТСКИХОЗЛМУНШЮЕПНХРЕОЪБЛИК,ЗСЮ С 05 В 13/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(46) 23 12 84 Бюл у 4772) В. С. Альтшулер, Л. Н. Волков,В. Н. Волнянский, А. В. Новгородский,В. М. Филатов, А. А.,Васюхно и А. В. Орлов153) 62-501088.8)156) 1. Авторское свидетельство СССРУ 416564, кл. 6 01 С 19/38, 1974.2. Гироскопические системы. Под ред. Д. С, Пельпора. Ч. 1, М., "Высшая школа", 1977 ;с. 22-23 (прототип),54)"71 САИОНАСТРАИВАЮЩЕЕСЯ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ, содержащее блок управления режимом и блок усилителей,выхоцы которого соединены с выходамиустройства управления, о т л и ч.,аю щ е е с я. тем,что, с целью повышения точности формирования управляю" щих воздействий, в него введены блок формирования сигнала маятников, блоксинхронного детектирования, схема . формирования строб-импульса, управляемый делитель напряжения, блок дифференцирования, преобразователь на-. пряжение - частота, два накапливающих сумматора, два инвертора-повторителя, два блока ключей, блок сравнения, цепной делитель напряжения, счет чик, две резистивнюа.матрицы, блок . генератора, компаратор,1 элемент И, элемент ИЛИ, три кодовых преобразователя блок вычитания, дешифратор, блок умножения, элемент ИШ-НЕ, блок определения знака слагаемых, блок вы. борки"хранения, блок оперативной памяти, управляемый делитель частоты, кольцевой регистр и коммутатор, при этом первая группа входов устройства соединена с соответствующими входами блока формирования сигнала маятников, первый выход которого соединен с входом преобразователя напряжение - частота и с первым входом первого блока ключей, выход которого соединен с входом первого инвертора-повторителя и с первым входом блока сравне- . ния, первый выход которого соединен с управляющим входом первого инвертора-повторителя и с первым входом блока определения знака слагаемых, первый выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен со знаковым входом второ го накапливающего сумматора, выходы которого соединены поразрядно с вхо-дами третьего кодового преобразователя и второй резистивнай матрицы, выход которой соединен с входом второго инвертора-повторителя, выход которого соединен с входом второго бло- Я ка ключей, выходы которого соединены с соответствующими входами блока выборки-хранения, первый выход которо 1 еа го соединен с вторым входом рлока сравнения, второй выход которого соединен с управляющими входами блока опрративной памяти и блока вычитания, выход которого соединен с первым входом блока оперативной памяти, первый последовательный выход которого соединен с первым входом блока умножения и первым входом элемента ИЛИ,Ф выход которого соединен с вторым вхо-, дом блока умножения, выходы которого гф соединены поразрядно с входами второго кодового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом бло ка оперативной памяти, и тактовым входом второго накапливающего сумматора, выход старшего разряда которогои соответствующие команды из блока 30 и отличается от блока 17 и дешифратора 23 лишь наличием элемента 81, Еслизнак данной входной величины определяет знак данного слагаемого в ко маиде, эта команда и знак (через инвертор 83) поступают на вход соответствующего элемента блока 80, а еслизнак слагаемого определяется знаком двух входных величин, используетсяэлемент 81 сложения по модулю два. Например, в 35-й команде знак слагаемого определяется сложением по модулю два знаков величини Нз 1 пс,а в 27-й команде - знаком Нсоз 1. Соответственно 27-я команда заводится на один из элементов И блока 80 вместе со знаком Нсозк,(причем плюсусоответствует логическая единица),а в 35-й команде знак Нз 1 ПМ посту" пает на элемент 81. Если знак слага емого не зависит от входной величины и является отрицательным(-для разложения соз ц ), соответствующая команда подается непосредственно на вход элемента 26. Кройе того, блок 25 включает О-триггер 84, осуществляющий запоминание знака 3 управляющего направлением счета накаплчвающего сумматора 10. ЗОНакапливающий сумматор 27 представляет собой реверсивный двоичный счетчик, на вход разрешения счета. которого поступает сборка по ИЛИ команд. в которых необходимо произвести суммирование по программе (с выхода соответствующего элемента ИЛИблока 30).Блок 28 (фиг. 7) помимо накапливающих сумматоров 64-69 содержт блок 76 элементов ИЛИ и элемент 63, реализующий логическую функцию 4(2 И) 2 ИЛИ, так что при Ч 145, зал записывается в сумматор 67, а созв сумматор 66, Прич 5 о,. з 1 п(ЭО - 45 -) записывается в сумматор 66, а соз (90 -) "в сумматор 67. На каж дый кодовый преобразователь 70-75 за водится соответствующая импульсная команда (или их сборка по ЮМ, если в процессе формирования управляющего воздействия выход соответствующего накапливающего, сумматора используется неоднократно и частота с генератора 13. На входы разрешения счета сумма 55 торов 64-69 поступают команды (или их сборки по ИЛИ) с выхода коммчтатора 30. Таким образом, в блоке 28 осуществляется хранение промежуточных результатов.Управляемый делитель 29 (фиг. 6) начинает деление частоты по сигналу (команде) на 5-входе триггера 58, по которому частота (пачка импульсов, пропорциональная з 1 п , с блока 28 через элемент И 59 поступает на счет.ный вход реверсивного счетчика 60.(предварительно обнуленного по В" входу предыдущей командой). По окончании импульса обнуления, поступеающе.го с блока 30, в счетчик 60 по О- входам автоматически записывается код соз , после чего начинается вычитание до нуля снова запись через инвертирующую линию 61 задержки (Н вход синхронизации записи по О-входам) и т.д., так что частота импульсов на выходе делителя 29 ( выход линии 61 задержки) пропорциональна йц 1 . Делитель 29 прекращает работу в момент поступления команды на В- вход триггера 58.Блок Зч как и блок 7, содержит набор ключей по числу программно фор мируемых выходных величин. Входы всех ключей в блоке Зч соединены с выходом инвертора-повторителя 33 а выходы - с входами блока 35, На управляющие входы ключей поступают соответствующие команды (в данном случае 22, Зб и 38-я ), Эти же команды поступают на управляющие входы блока 35, содержащего ряд схем выборки-хранения, построенных, например, на операционном усилителе и емкости и осуществляющих запоминание выходного на пряжения соответствующего ключа блока 34 на длительность цикла (38 команд) Каждая схема. выборки-хранения стробируется одной из указанных команд, Сигналы с выхода блока 35 усиливаются соответствующими усилителями мощ- ности блока 36 и при необходимости иодулируются опорной частотой (модулятор устачавливается на. входе усилителя мощности). Выходные напряжения Аэц гамЬдежр (последнее напряжение поступает на блок 36 из блока 5) поступают на соответствующие датчикимоментов и обмотку демпфирования маятника. Величина КО и с блока 35 поступает в блок 8 для сравнения с опорной величи;лой.Предлагаемое устройство является программируемым и обладает широкими функциональными возможностями, Это113083в свою очередь, обеспечивает максимальное приближение к реальным значениям угловых скоростей географичес кого трехгранника. Таким образом, повышение точности формирования управляющих воздействий достигается, в первую очередь, за счет расширения функциональных возможностей устройства управления и усложнения его передаточной функции, 1 ОКроме того, точность формирования управляющих воздействий в предложенном устройстве вьппе, чем в известном. за счет дискретного представления дан. ных в процессе обработки, что повы шает термостабильность устррйства, устойчивость к возмущающим воздействиям. В то же.время весьма существенным является представление информации в число-импульсном виде, ане в виде 2 р параллельного двоичного кода. Это обеспечивает, с одной стороны, снижение потребляемой мощности и аппаратур ных затрат, особенно в случае выполнения цифровой части устройства на 25 интегральных микросхемах с К-МОП 0 20структурами (например 564 серии), а с другой - повьппение помехоустойчивости устройства к кратковременным и интенсивным помехам, могущим вывести гирокомпас из устойчивого состояния.Учитывая соотношение инерционности гирокомпаса и быстродействия устройства с число-импульсным представлением информации, оптимальным явля" ется использование предлагаемого устройства для управления малогабаритны ми компасами средней точности.Число-импульсное представление информации позволяет также минимизировать число связей, а следовательно; и паяных соединений, что способствует повышению надежности устройства. Таким образом, в предложенном устройстве преимущества программного дискретного управления (точность, термостабильность и т.д.) сочетаются с низкой потребляемой мощностью, высокой помехоустойчивостью и надежностью, обусловленными число-импульсным представлением информации.1130830 Рб Составитель А. Лащеврьппева Техред Т,Фанта Корректор Е. Сирохман дакт Заказ 9 б 093 о и ущ ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 841ИИПИ Государственнопо делам изобретен35, Москва, Ж, Р Подписноеомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/1 соединен с управляющим входом второго инвертора-повторителя, вторая группа входов устройства соединена с соот- Фветствующнми входами блока синхронного детектирования и с первой группой ,входов блока дифференцирования, первая группа выходов которого соединена с третьей группой входов блока сравнения, третья группа выходов которого соединена с соответствующими входами блока управления режимом, выходы которого соединены с первой группой входов дешифратора, выходы которого соединены с параллельными входами блока умножения, первый выход блока генератора соединен с первым входом схемы формирования строб-импульса, вы. ход которой соединен с тактовыми входами блока формирования сигнала маятников и блока синхронного детектирования, выходы которого соединены с второй группой входовпервого блока ключей, третья группа входов которого соединена с второй группой выходов блока формирования сигнала маятников и второй группой входов блока дифференцирования, вторая группа выходов которого соединена с первой группой входов блока усилителей, выход преобразователя напряжение - частота соединен с тактовым входом первого накапли.зающего сумматора выходы котоУрого поразрядно соединены с входами первого кодового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, причем. второй выход блока генератора соединен с первым входом элемента И, с тактовыми входами кодовых преобразователей и с тактовым входом счетчика, выходы которого соединены поразрядно с входами первой резистивной матрицы, выход.которой соединен с первым входом ком-. паратора, .выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход коЖторого соединен с входом блока вычи 30830тания и третьим входом элемента ИЛИ, третий выход блока генератора соединен с тактовым входом кольцевого регистра, выходы которого соединены с соответствующими входами коммутатора, выходы которого соединены с группами управляющих входов первого блока ключей, трех кодовых преобразователей, блока определения знака слагаемых, с второй группой входов элемента ИЛИ-НЕ, с управляющими входами блока оперативной памяти, управляемо-.го делителя частоты, второго блока ключей, второго накапливающего сумматора, блока выборки-хранения, с установочными входами блока умножения и с второй группой входов дешифратора, выход цепного делителя напряжения соединен с четвертой группой входов блока сравнения, четвертый выход которого соединен с выходом неисправности устройства, второй выход блока определения знака слагаемых соединен с управляющим входом первого накапливающего сумматора, выход старшего разряда которого соединен с вторым входом блока определения знака слагаемых, выход третьего кодового преобразователя соединен с третьим входом блока оперативной памяти, второй .последовательныйвьмод которого соединен с тактовым входом управляемого делителя частоты, Ф выход которого соединен с четвертым входом блока оперативной памяти,третья группа выходов которого соединена с управляющими входами управляемого делителя частоты, вторая группа выходов блока выборки-хранения соединена с второй группой входов блока усилителей, четвертый выход блока генератора соединен с тактовым входом ком.мутатора, выход упрарляемого делителя напряжения соединен с четвертым входом первого блока ключей, а выход первого инвертора-повторителя соединен с вторым входом компаратора.Изобретение.относится к области йвтоматическогоуправления и вычислительной техники и может быть использовано в системах автоматическогс управления и регулирования для обра ботки информации, поступающей от датчиков и выработки управляющих воздействий, в частности, для управлениямалогабаритным компасом, в зависимости от скорости объекта, широты места3 11308 и направления кинетического момента гироскОпа.11 звестно устройство управления компанисом, содержащее датчики угла и момента, между которыми включен регу.5 лятор, содержащий, последовательно соединенные устройство измерения модуля, устройство запоминания максиму. ма, функциональный преобразователь, элемент сравнения и логический элемент, причем с вторым входом,логического элемента соединен выход устройства определения знака сигнала датчика угла, второй выход устройства измерения модуля соединен с вто рым входом устройства сравнения, а устройство определения знака охвачено обратной связью в виде линейного звена 1 .Недостатком данного устройства является низкая точность выработки управляющего воздействия, что обусловлено недостаточными функциональными возможностями регулятора, Так, например, широтная и скоростная погрешности не компенсируются в данном устройстве. Кроме того, контур управления с использованием электромеханических.и аналоговых элементов обладает значительной температурой и времен30 ной нестабильностью. Наиболее близким к предложенному техническим решением является самонастраивающееся устройство управления содержащее блбк управления режимом, 35 блок усилителей, выходы которого соединены с выходами устройства управления, блок электромеханических преобразователей и четыре аналоговых сумматора, причем блок электромеханичес ких преобразователей выполнен в виде синусно-косинусных преобразователей, интегрирующего механизма, анапогового перемножителя и трех масштабирующих преобразователей. В этом устройстве 45 точность формирования управляющих воз действий выше, поскольку учитывается как скоростная, так и широтная коррек. ция 2 .Однако известное устройство также 50 обладает недостаточной точностью, поскольку управляющие воздействия форСмируются независимыми каналами, и воз мущения, вызывающие изменения крутизны характеристик устройства,.:приводят 55 к значительной погрешности компаса.Кроме того, точность выработки управляющих воздействий ограничена разрезоашающей способностью электромеханических преобразователей,Функциональные возможности известного устройства также ограничивают точность управления, поскольку, содной стороны, в нем отсутствует тангенсная коррекция, а с другой стороныдальнейшее усложнение алгоритма формирования выходных сигналов требуетвведения новых блоков и узлов. Всеэто приводит к увеличению веса и габаритов устройства, что является существенным недостатком для бортовойаппаратуры.Цель изобретения - повьппение точности формирования управляющих воздействий.Цель достигается тем, что в самонастраивающееся устройство управления,содержащее блок управления режимом иблок усилителей, выходы которого соединены с выходами устройства, введеныблок формирования сигнала маятников,блок синхронного детектирования, схема формирования строб-импульса;, управ.ляемый делитель напряжения, блокдифференцирования, преобразователь на.пряжение - частота, два накапливающихсумматора, два инвертора-повторителя,два блока ключей, блок сравнения, цеп.ной делитель напряжения, счетчик, дверезистивных матрицы, блок генератора,компаратор, элемент И,- элемент ИЛИ,три кодовыхпреобразователя, блоквычитания, дешифратор, блок умноженияэлемент ИЛИ-НЕ, блок определения знака слагаекъх, блок выборки-хранения,блок оперативной памяти, управляемыйделитель частоты, кольцевой регистри коммутатор, при этом первая группавходов устройства соединена с соот-ветствующими входами блока . формирования сигнала маятников, первый выходкоторого соединен с входом преобразователя напряжение - частота и спервым входом первого блока ключей,выход которого соединен с входом первого инвертора-повторителя и с первымвходом блока сравнения, первый выходкоторого соединен с управляющим входомпервого инвертора-повторителя и спервым входом блока определения знака слагаемых, первый выход которогосоединен с первым входом элементаИЛИ.-НЕ, выход которого соединен сознаковым входом второго накапливающего сумматора, выходы которогосоединены поразрядно с входами третьего кодового преобразователя и второй5 1130резистивной матрицы, выход которой соГединен с входом второго инвертора"повторителя, выход которой соединен свходом второго блока ключей, выходыкоторого соединены с ооответствующи"ми входами блока выборки-хранения,5 . первый выход которого соединен свторым входом блока сравнения, второй выход которого соединен с управляющими входами блока оперативнойпамяти и блока вычитания, выход которого соединен с первым входом .блока оперативной памяти, первый последовательный выход которого соединен с первым входом блока умножения. и первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом блока умножения, выходы которого со. единены поразрядно с входами второ.го кодового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом блока оперативной памяти и тактовым входом второго накапливающего сумматора, выход старшего разряда которого соединен с управляющим входом второго инвертора-повторителя, вторая группа входов устройства соединена с соответсвующими входами блока синхронного детектирования и с первой группой входов блока дифференцироваЗО ния, первая группа выходов которого соединена с третьей группой входов блока сравнения, третья группа выходов которого соединена с соответствующими входами блока управления режимом, выходы которого соединены с первой группой входов дешифратора, выходы которого соединены с параллельными входами блока умножения, первый выход блока генератора соединен с первым входом схемы формирования строб-импульса; выход которой. соединен с тактовыми входами блока формирования сигнала маятников.;и блока синхройного детектирования,45 выходы которого соединены с второи группой входов первого блока ключей, третья группа входов которого соединена с второй группой выходов блока формирования сигнала маятников и второй группой входов блока дифференцирования, вторая группа выходов которого соединена с первой группой входов блока усилителей, выход преобразователя напряжение - частота,соединен с тактовым входом первого накапли55 вающего сумматора, выходы которого поразрядно соединены с входами перво" го кодового преобразователя, выход 830 6которого соединен с вторым входом,элемента ИЛИ, причем второй выходблока генератора соединен с первымвходом элемента И, с тактовыми входами кодовых преобразователей и стактовым входом счетчика, выходы которого соединены поразрядно с входами первой резистивной матрицы, выходкоторой соединен с первым входом ком.паратора, выход которого соединен свторым входом элемента И, выход которого соединен с входом блока вычитания и третьим входом элемента ИЛИ,третий выход блока генератора соединен с тактовым входом кольцевого регистра, выходы которого соединены ссоответствующими входами коммутатора,выходы которого соединены с группамиуправляющих входов первого блока ключей, трех кодовых преобразователей,блока определения знака слагаемых, свторой группой входов элемента ИЛИНУ с управляющими входами блока оперативной памяти, управляемого делите.ля частоты, второго блока ключей,второго накапливающего сумматора,блока выборки-хранения,с установочными входами блока умножения и с второйгруппой входов дешифратора, выходцепного делителя напряжения. соединен,.с четвертой группой входов блокасравнения, четвертый выход которогосоединен с выходом неисправности устройства, второй выход блока определения знака слагаемых соединен с управляющим входом первого накапливающегосумматора, выход старшего разрядакоторого соединен с вторым входомблока определения знака слагаемых,выхоц третьего кодового преобразователя соединен с третьим входом блока оперативной памяти, второй последовательный выход которого соединенс тактовым входом управляемого делителя частоты, выход которого соединен с четвертым входом блока опера-.тивной памяти, третья группа выходовкоторого соединена с управляющимивходами управляемого делителя частоты, вторая группа выходов блока выборки-хранения соединена с второйгруппой входов блока усилителей,четвертый выход блока генератора соединен с тактовым входом коммутатора,выход управляемого делителя напряжения соединен с четвертым входомпервого блока ключей, .а выход первогоинвертора-повторителя соединен с вторым входом компаратора,113083На фиг. 1 приведена структурнаясхема предложенного устройства управления; на фиг. 2 - блок формирования снгнала маятников; на фиг. 3 -блок генератора,на фиг. 4 - схемаформирования строб-импульса; нафиг. 5 - кодовый преобразователь;нафиг, 6 - управляемый делитель частоты; на фиг. 7 - блок оперативнойпамяти; на фиг. 8 - блок умножения;на фиг. 9 - блок определения знакаслагаемых; на фиг, 10 - блок вычитания еСамонастраивающееся устройствоуправления содержит блок 1 формирования сигнала маятников, блок 2 синхронного детектирования, схему 3 формирования строб-импульса, управляемыйделитель 4 напряжения, блок 5 дифференцирования, преобразователь 6 напряжение - частота, первый блок 7ключей блок 8 сравнения, цепной,делитель 9 напряжения, первый накапливающий сумматор 10, первый инверторповторитель 11, компаратор 12, блок13 генератора, элемент И 14, счетчик15, первую резистивную матрицу 16,блок 17 управления режимом, кодовыепреобразователи 18-20, элемент ИЛИ21, блок 22 умножения, дешифратор23, блок 24 вычитания, блок 25 определения знака слагаемых, элемент ИЛИНЕ 26, второй накапливающий сумматор27, блок 28 оперативной памяти, управляемый .делитель 29 частоты, ком 35мутатор 30, кольцевой регистр 31,чвторую резистивную матрицу 32, второиинвертор-повторитель 33, второй блок34 ключей, блок 35 выборки-хранения иблок 36 усилителей,40 Блок 1 содержит (фиг, 2) и идентичных каналов (по числу маятниковых датчиков в гирокомпасе, каждый из которых включает последовательно со 45 единенные предварительный усилитель 37, синхронный детектор 38, усилитель 39 постоянного тока, фильтр 40 и повторитель 41. Блок 13 генератора (фиг. 3) содержит генератор 42 им 0 пульсов делитель 43 частоты, эле 1мент И 44 и две схемы потенциал-импульс 45 и 46, каждая из которых содержит два О-триггера 47 и 48 и два элемента И-НЕ 49 и 50.Схема 3 формирования строб-им 55 пульса (фиг. 4) содержит элемент И 51, счетчик 52, элемент И 53, элемент И-НЕ 54 и инвертор 55. 0 8Кодовые преобразователи 18-20(фиг, 5) содержат реверсивный двоичный счетчик 56 и элемент И 57,Управляемый делитель 29 частоты(фиг. 6) содержит В-триггер 58,элемент И 59, реверсивный счетчик 60и линию 61 задержки, например, в виде одного или трех последовательновключенных инверторов,Блок 28 оперативной памяти (фиг. 7)содержит инвертор 62, логический элемент 63, реализующий функцию 4 (2 И) -2 ИЛИ, накапливающие сумматоры 64-69,кодовые преобразователи 70-75 (фиг. 5)и блок 76 элементов ИЛИ.Блок 22 умножения (фиг. 8) содержит параллельный сумматор 77 и регистры 78 и 79, причем выходы регистра78 соединены с второй группой входовсумматора 77, а регистр 79 выполненс последовательным входом (С).Блок 25 определения знака слагаемых (фиг, 9) содержит блок 80 элементов И, элемент 81 сложения по модулюдва (ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ), элемент ИЛИ82, инвертор 83 и О-триггер 84.Блок 24 вычитания (фиг. 10) содер.жит счетчик 85, кодовый преобразова.тель 86, элементы И 87 и 88, инвертор 89.Устройство работает следующим образом.На входы устройства поступают амплитудно-моДулированные сигналы с маятниковых датчиков и датчиков широты,скорости и т,п например, перемен. -ное или импульсное напряжение частоты 590 Гц. Эти сигналы преобразуютсяв постоянное напряжение в блоках 1и 2 и затем в число-импульсный вид вблоках 7, 11, 12 и 14, в блоке 22осуществляется умножение их иа коэффициенты или взаимное перемножениевходных сигналов, а в накапливающемсумматоре 27 производится окончатель.ное формирование кода управляющихвоздействий, который затем преобразуется в аналоговую форму блоками 3236. Управление программой выработкиуправляющих воздействий осуществляет.ся блоками 17, 30, 31, перестройкакоторой .в зависимости от величинвходных сигналов или скорости их изменения производится блоками 5, 8,17, 23Более подробно работу устройстваможно пояснить на следующем примереего конкретной реализации для случаяуправления малогабаритным компасом.,Пусть на вход блока 1 поступает сигнал .с маятникового датчика гирокомпаса или с нескольких маятниковых датчиков (число маятниковых датчиков определяется конструкцией ком 5 паса)После предварительного усиления переменного сигнала маятника (усилителем 37) сигнал детектируется. На тактовый вход детектора 38 поступает строб-импульс, поступающий также на блок 2 синхронного детектирова. ния. В качестве опорного сигнала в схеме 3 (Год ) используется переменное напряжение питания датчиков(сигнал возбуждения). После детектирования сигнал вновь усиливается ( усилителем 39 постоянного тока) и поступает на входы блоков 5 и 7 и фильтра 40 нижних частот с постоянной времени например 30-50 с и через повторитель 41 в ;на блок 7 и преобразователь 6. Входные. величины, не требующие усиления и фильтрации, например, Чз 1 п 1 с 9 Чсоз 1 с (Ч -скорость объекта, 1 с - курс), поступают на входы блока 2, представ-ляющего собой набор (в данном случае 2) синхронных детекторов, тактируемых строб-импульсом, который формируется схемой 3 из Г , Счетчик 52 схемы 3 считает импульсы частоты генератора 42 блока 13, при этом номер 1-го раз-ряда фиг. 4) выбирается из условия 1 3- Тсй2 с - .Т4 Гн а.4 9 где й - период следования импульсовгенератора 42;Т - длительность положительногоимпульса или полуволны опорного напряжения Г .Иаятииковые датчики и вращающиеся трансформаторы, формирующие сигналы Чз 1 М и ЧсозК 9 запитываются переменным напряжением, а сигнал 1 ол может формироваться из него кампаратором, второй вход которого соединен с шиной "Общая точка", С приходом очередного импульса Г д снимается сигнал обнуления счетчика 52 и начинается его за-полнение (С - счетный или тактовый вход, Ч - вход.,разрешения счета), При О появлении единицы в первом и 1-м разряде счетчика 52 через элемент 53 строб-импульс поступает на выход схемы 3, а при последующем появлении единицы во втором разряде счетчика 525 элементы 51 и 54 формируют нуль на его входе разрешения, и счет прекращается. По окончании очередного импуль 83010са счетчик 52 обнуляется через инвертор 55Управляемый делитель 4 напряженияпредставляет собой резистивную матри"цу, на входы которой подается напряжение питания с помощью переключателя(например, галетного), о 9 положениякоторого зависит выодной сигналделителя 4, предназначенного для ручного ввода широты у,Блок 5 дифференцирования содержйтряд дифференцирующих схем на базе операционных усилителей (по числу входных сигналов блока), Например, на еговход поступает величинаи Чсоз 1.Обе производных поступают на блок 8,а сигнал 11131 поступает также на блок36 и используется для выработки сигиала демпфирования маятника. Иедленноменяющийся сигнал Й поф ступает на вход преобразователя 6, выполненного, например 9 на базе аналогового интегратора с цифровой сбрат ной связью, и в сумматоре 0 накапливается величина, пропорциональнаяПостоянная времени интегрирования выбирается из условия коррекции характеристики компаса порядка 4-5 ч, Сумматор 1 О обнуляется,при запуске устройства внешним сигналом, например, от кнопки, и выполнен в виде реверсив. ного счетчика, направление счета в котором определяется сигналом с блока 25, Параллельный код с выхода сумматора 10 поступает на вход кодового преобразователя 18 (фиг. 5), где преобразуется в число-импульсный код, Поскольку преобразователь 6 осуществляет формирование частоты, пропорци" ональной 19 непрерывно, возможно совпадение во времени его выходного импульса с импульсной командой, осущест вляющей перезапись выходного кода сум матора 10 в кодовый преобразователь 18. Для предотвращения этого, в случае, если преобразователь 6 не создает достаточной задержки. относительно выходных импульсов генератора 42, поступающих на тактовый вход преобразователя 6, на выходе преобразователя 6 устанавливается линия задержки, сме щающая его выходные импульсы так, что они не совпадаюштс выходными импульса ми генератора 42. Зта предосторожность, однако, не является обязательной, поскольку ввиду значительного времени интегрирования 9 преобразователь 6 может быть выполнен низкочас= к+кр . (3) 11 г 11 дем вв Здесь АДМ и ГДМ - соответственно ази 5 мутальный и горизонтальныи датчики момента компаса.Вычисление тригонометрических функций широты зпд и соз осуществляет 11 11308 тотньп, так что вероятность совпадения указанных импульсов становится достаточно малой.Бл 4 к 13 генератора (фиг. 3) тактирует работу всего устройства. Основным его назначением является формирование двух сдвинутых друг относительно друга последовательностей импульсов на выходах схем 45 и 46. Первая из них поступает на тактовый вход кольцевого регистра 31, .на выхо.дах которого имеются сдвинутые друг относительно друга последовательности импульсов, циклично повторяющиеся во времени. Например, для управления малогабаритным компасом разрядность регистра 31 выбирают порядка 39-42. Все выходные последовательности импульсов регистра 31 команды) поступают на коммутатор 30. На его другой вход поступает сигнал с выхода схемы 46, представляющий собой импульс в начале каждой команды. Коммутатор 30 осуществляет распределение команд на управляющие входы блоков устройства. Кроме. того, он .осуществляет формирование импульсных сигналов в нача. ле соответствующих команд, которые поступают на установочные входы блоков устройства, Коммутатор 30 может быть выполнен различным образом, на;пример, в виде логической структуры формирование импульсных команд в ней осуществляется элементами И, на входы которых поступают соответствен35 но выходные сигналы регистра 31, т.е, команды и импульс с выхода схемы 46, через инвертор, а объединение импульс ных команд и команд осуществляется элементами ИЛИ). Распределение ко 40 манд может осуществляться также с помощью набора монтажных проводов или пульта.Предположим, что формирование управляющих воздействий в устройстве45 осуществляется по алгоритму 30 2ся разложением в ряд. Пусть, например, второй член разложения созпоступает на вход сумматора 21 в 7-й команде. Тогда эта команда заводится на один из входов элемента 26, так что соответствующее слагаемое вычитается из содержимого сумматора 21. Таким образом, с выхода коммутатора 30 на управляющие входы блоков устройства поступают отдельные команды, группы команд, отдельные импульсные команды или группы импульсных команд например, для занесения информации в рег .гистр 18 блока 22), в соответствии с алгоритмом выработки управляющих воздействий (соответствующие связи изображены на фиг. 1 темными стрелка ми) . В простейшем случае коммутатор 30 выполняется в виде монтажных перемьчек, осуществляющих реализацию функции монтажное ИЛИ, а импульсныекоманды вообще не формируются, при этом установку в нуль производят отдельными командами. Однако при этом несколько снижается быстродействие устроистваНа блок 7 ключей поступают все,входные величины устройства управления(1, 3,Р, Чз 1 п 1 с, Нсоз 1 с,) в виде постоянного напряжения. Блок 7 выполнен в виде набора ключей (в рассматриваемом случае пяти), выходы которых объединены, а управляющие входы соединеньг с соответствующими выхо"дами коммутатора 30. Например, еслина вход сумматора 27 величина К,должна поступать в 17-й команде, 7-я импульсная команда заводится на управляющий вход, кодового преобразоз;- ,теля 19, а 16-я команда - на упра- ляющий вход ключа в блоке 7, на вход которого поступает величинаПри положительном знакеэта величчна через ключ блока 7 и инвертор-повторитель 11 поступает.на вход компара тора 12. Во второй половине 16-ой команды на его второй вход поступает пилообразное напряжение с матрицы 16.В результате на вход схемы 14 с компаратора 12 поступит положительный им пульс длительностью от начала 16-ой команды до момента равенства сигналаи выходного напряжения матрицы 16, т,е, в течение времени, когда выходное напряжение блока 7 превышает напряжение с матрицы 16, При этом сле- дует учесть, что до начала 16-ой команды вход инвертора-повторителя 11 разомкнут, а на первый вход компара 13 11308тора 12 через суммирующий резисторподается смещение, препятствующееего случайцаму срабатыванию в этовремя, На выходе схемы 14 и 16-й команде получится пачка импульсов, поступающая через схему 21 на тактовый вход блока 22, так что в конце16-ой команды на его выходе формиру-"ется параллельный код, пропорциональ"ный К, ,1 ОСчетчик 15 заполняется частотой свыхода схемы 44 непрерывно и не обнуляется внешним сигналом, а переполняется в конце каждой команды. Приотрицательном напряжении. Д на, выходеблока 7 по управляющему сигналу сблока 8 инвертор-повторитель 11 инвертирует величину Р , так что блок22 оперирует всегда;с абсолютнымизначениями величин.2 ОКоэффициенты К форьщруются.дешифратором 23, выполненным, например,на логических ИМС 564 серии. Наего входы поступают команды, в которых необходимо занести коэффициент врегистр 79 блока 22 (например, 16-аякоманда) и сигналы управления режимомработы с блока 17, так что соответствующий коэффициент появляется навыходе дешифратора 23 в соответствующей команденапример, К - в 16-й),а .величина, коэффициента может изменяться в зависимости от режима работы компаса (АП, ГА, ГК), Значениякоэффициентов К" рассчитываются припроектировании компаса из условияобеспечения устойчивости и точности.Например, если коэффициент Кравен 66 и должен появиться в режимеГК в 16-й команпе, эта команда и сигнал ГК с блока 17 объединяются по4.схеме И и подаются на входы второгои седьмого 2 + 64 =, 2+ 2 )элемен-6тов ИЛИ их число определяется разрядностью устройства) .Если же сигнал режима ГА обьециА.5нить с 16-й командой и подать навход только седьмого элемента ИЛИ,коэффициент К 11 в режиме ГА будет ра"вен 64 и т.д.Параллельный двоичный коц с выхода-"регистра 79 поступает на входы А па-.раллельного сумматора 77 блока 22,Число-импульсный код с выхода схемы21 поступает на тактовый вход регист.ра 78 предварительно установленногоЯв нуль, например, в 15-и командеу.Запись в регистры 78 и 79 осуществля"ется по фронту импульса на тактовом 30 14входе. В результате коэффициент Ксуммируется сам с собой столько разсколько импульсов в пачке, поступающей на тактовый вход регистра 78,В случае необходимости между выходамирегистра 78 и входами сумматора 77устанавливается задержка па длительность фронта выходного импульса схемы21, если задержка сумматора 77 мень ше этой длительности.Ниже приводится примерный алгоритмвыработки управляющих воздействий15 1130878, О ВЫХ,Обит91011 2737, "К О " 27 "0" 78оит пит , ф38 ъ К , О пц контРОльВ регистр 79 поступают не толькокоэффициенты К;, но и величины изФблока 28 (на последовательный входрегистра 79),Блок вычитания 24 преобразуетвеличинуи И которая поступает 101в блок 28. При этом=, ф с 45= ( 90- 1, (45.Это позволяет ограничиться двумячленамиразложения тригонометрическихфункций широты. Блок 24 представляетсобой последовательно соединенные реверсивный двоичный счетчик 85 и кодовый преобразователь 86, причем насчетный вход счетчика 85 с элемента14 через элемент 87 поступает широтаа на второй вход элемента 87 поступает первая команда из блока 30.На знаковый вход счетчика 85 заведенсигнал с второго выхода блока 8 срав.нения ( в блоке сравнения этот выход 25соединен с выходом компаратора, осуществляющего сравнение напряженияО с Опорным напряжением О 45 отакчто положительный сигнал формируетсяЧпри Я ь 45 ),а на О-вход счетчика поступает код, пропорциональный величи.не 90 (например, с перемычек на шиныпитания и общую точку) . Вход же раз- .решения записи счетчика 85 соединенс выходом схемы 88 совпадения, на35перВый вход которой заведена перваяимпульсная команда, а на второй -второй выход блока 8 через инвертор89, так что при ( с 45 в блок 28 поступает ц , а при Ч45 -(90-9).,Блок с 1 представляет собой наборкомпараторов. Первый компаратор вблоке 8 сравнивает сигнал на первомвходе блока 8 с потенциалом общейточки определяя таким образом знакиФ45всех входных величин (кроме знака (который задается извне, например, спомощью тумблера), поступающих напервый вход блока 8, На второй компаратор блока 8 через его второйвход поступает сигнал К(О поступает наряду с другиминнгвходными сигналами через блоки 7, 12,14, 21, 22 19, 27, 32, 33, 34 и 351,см алгоритм) и в блоке 8 сравниваГ 55ется с номинальным значением (заданным) К О . При возникновенииЧит Оигнеисправности (вычислительная величи.на К О меньше опорной) второйцюлиг 30 16компаратор блока 8 выдает сигнал неисправности (выход 4 блока 8). И, на.конец, в блоке 8 сравнивается и вы-ходных сигналов блока 5 с напряжениями на и выходах делителя 9, формирующего пороговые значения, Например,в блоке 8 может осуществляться сравнение величины дЧсозК/д 1 с пороговымзначением для определения наличияциркуляции объекта и перевода компаса в режим гироазимута (ГА). Крометого, в блоке 8 анализируется скоростьизменения сигнала и других входныхвеличин для управления режимом работыустройства через блок 17.Блок 17 представляет собой дешифратор, выполненный, например, на ИИС564 серии, на входы которого поступают потенциальные сигналы с блока 8 ипульта управления (АП, ГА, ГК) по которым блок 17 формирует потенциальныесигналы, поступающие на первую группувходов дешифратора 23. Таким образом,блок 17 и дешифратор 23 представляютсобой по существу двухступенчатый дешифратор пострунный по стандартнойсхеме.Например, если, находясь в режимеГК, компас при достижении определеннои широты или возникновении циркуляции должен автоматически переключаться в режим ГА, последний передается на выход блока 17 и с его входане непосредственно, а через элементИЛИ на второй вход которого постуРапает сигнал ГК и80, сформированный элементом И из соответствующихвходных сигналов блока 17. Аналогич- .но формируются и другие условия, обоепечивающие самонастройку устрой твауправления,Кодовые преобразователи 18-20фиг, 5) предназначены для преобразования параллельного двоичного кода вчисло-импульсный. Преобразование начинается с поступления импульснойкоманды на вход, разрешения записи (Ч)реверсивного двоичного счетчика 56,на О-входы которогО поступает параллельный код. При этом на выходе переполнения счетчика 56 появляется высокий уровень и начинается вычитаниеимпульсов генератора 13 из его содержимого (до установки его в нулевоеположение),Блок 25 (фиг. 9) по своему функциональному назначению также являетсядешифратором, на входы которого поступают знаки входных величин из блока 8