Устройство для управления пространственным положением объекта

(43) Опубликовано 30.06.78, Бюллетеньуднрственный комитет ете Министров СССР УДК 629.7,0(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНПРОСТРАНСТВЕННЫМ ПОЛОЖЕНИЕМ О ЕКТА 2 тся к устроиствам ав ния и может быть ис енин систем управлении вижущихся в простран Изобретение относ томатического управл пользовано при постро различных объектав, д стве. строист стройс Наиболее близким к изобретению являет равления пространстве екта 3, содержащее д жения, первый сумма сравнения, коммутатор мандным блоком. техническим решением ся устройство для упнным положением объатчики параметров двитор, четыре элементасоединенный с коИзвестно устроиство управления пространственным положением объекта 1, содержащее,по три датчика параметра движения в каждой из трех осей управления; выходы датчиков соединены с мажоритарными элементами,Его,недостаток состоит в том, что требуется большая избыточность количества датчиков, при этом устройство сохраняет свою работоспособность при отказе одного любого датчика.,Известно у " во 2, содержащее пять датчиков и у тво обработки информации. Однако это устроиство сохраняет свою рботоспособность при отказе только одно датчика. К недостаткам такого устройства 31 следует отнести большую избыточность количества датчиков ц возможное нераспознанце отказа двух датчиков, если этот отказ произо шел одновременно.Цель изобретения - повышение,н адежностп и упрощение устройства.Указанная цель достигается тем, что устройство содержит пять сумматоров, пять эле- О ментов сравнения цдешифратор. Выходы пеового, второго и третьего датчиков параметров движения соединены с соответствующими входами коммутатора. Выходы четвертого, пятого, шестого и седьмого датчпков, параметров 5 движения попарно, подключены к соответствующим входам шести сумматоров, выход каждого сумматора и выходы первого, второго и третьего датчиков параметров движения - к соответствующим входам элементов О сравнения. Входы третьего, четвертого и пятого элементов сравнения соединечы попарно с выходами соответствующих сумматоров, а входы шести других элементов сравнения - попарно с выходом одного из сумматоров и 25 соответствующего датчика .параметров движения. Выходы всех элементов сравнения подключены к дешифратору, выходы дешифратора и сумматоров - к коммутатору.На фиг. 1 представлена структурная схема О устройства.где Х, У, Г Рь Р, Рз, Р 4 - сигналы с датчиков 1 - 7 соответственно;1 35К=соз а = --Из приведенных соотношений непосредственно следует Р, - Р., Р - Р,. 2 К2 КСигналы с датчиков 4 - 7,попарно посту пают на сумматоры 8 - 13, выходной сигнал которых, в соответствии с приведенными выражениями, характеризует параметр движения объекта относительно осей Х, У и Л. Все имеющиеся значения параметра движения 55 объекта относительно осей Х, У, Е (либо измеренные датчиками,1 - 3, либо полученные на сумматорах) попадают на коммутатор 24 и одновременно на элементы сравнения, где значения одного и того же параметра,попарно 60 сравниваются между собой.При отказах датчиков состояние элементов сравнения меняется. Пусть состояние О элемента сравнения соответствует совпадению поступающих на него сигналов, состояние 65 Устройство содержит датчики 1 - 7 параметров движения, сумматоры 8 - 13, элементы 14 22 сравнения, дешифратор Л, коммутатор 24, кома,ндное устройство 25.На фиг. 2 показана схема расположения осей чувствительности датчиков. Приняты следующие обозначения: Х, У, 2 - главные оси инерции объекта управления; Р, - Р 4 - направления осей чувствительности датчиков, не совпадающие с главными осями инерции 10 (составляют с главными осями инерции одинаковые углы а в различных квадрантах).Работает устройство следующим образом, Датчики 1 - 3 измеряют параметр движения относительно осей Х, У, Е соответствсн но, датчики 4 - 7 - параметр движения относительно осей Р - Р 4 соответственно. Как следует из фиг. 2, между сигналами датчиков существуют соотношения 1 - несовпадению их. Таким образом, выходные сигналы элементов сравнения образуют девятиразрядный двоичный код, характеризующий достоверность показаний датчиков. Сигналы с элементов сравнения подаются на дешифратор 2 д, который в зависимости от кода выдает в коммутатор 24 команду на подключение нужного сигнала о параметре движения обьекта к командному устройству. Любому отказу одного или двух датчиков соответствует .код (состояние элементов сравнения), однозначно определяющий отказ датчика.Однозначность кода вытекает из следующего (в дальнейшем, для краткости, датчики, ось чувствительности которых совпадает с главной осью инерции объекта, будем называть ортогональными, остальные - неортогональными). Состояние каждого разряда кода определяется либо сигналами четырех неортогональных датчиков, либо сигналами трех датчиков, один из которых ортогонален, а два - неортогональны, при этом все такие пары неортогональных датчиков различны между собой.Рассмотрим случай отказа двух датчиков (так как случай отказа одного датчика намного проще). Здесь возможны три варианта.Отказали два ортогональных датчика. В этом случае фиксируется несовпадение сигналов только в тех разрядах кода, где используются сигналы отказавших ортогональных датчиков. Во всех разрядах, в которых используютоя сигналы четырех неортогональных датчиков, фиксируется совпадение сигналов (четыре разряда - в состоянии 1, пять разрядов - в состоянии О).Отказали один ортогональный и один неортогональный датчики. Совпадение сигналов при этом фиксируется только в тех разрядах, где сигналы двух иаправных ортогональных датчиков сравниваются с сигналами двух пар иаправных неортогональных датчиков (поскольку такие лары различны, тем самым определяются три исправных неортогональных датчика). Семь разрядов кода будут в состоянии 1, два разряда - в состоянии О.Отказали два неортогональных датчика. В этом случае совпадение сигналов фиксируется только в том разряде, где ортогональный датчик сравнивается с единственной исправной парой неортогональных датчиков (восемь разрядов - в состоянии 1, один разряд - в состоянии О),Таким образом, устройство сохраняет своюработоопособность при отказе, в том числе иодновременном, двух любых датчиков.Применение,изобретения позволяет снизить избыточность датчиков параметра движения и тем самым упростить систему управления, повысить ее надежность при одновременных отказах датчиков.Ф о,р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство для управления пространственным положением объекта, содержащее датчики параметров движения, первый сумматор, четыре элемента сравнения, коммутатор, соединенный с командным блоком, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения устройства, оно содержит пять сумматоров, пять элементов сравнения и дешифратор, выходы лервого, второго и третьего датчиков соединены с соответствующими входами коммутатора, выходы четвертого, пятого, шестого,и седьмого датчиков лопарно соединены с соответствующими входами шести сумматоров, выход каждого сумматора и выходы первого, второго и третьего датчиков соединены с соответствующими входами элементов сравнения, входы третьего, четвертого и пятого элементов сравнения соединены,по,парно с,выходами соответствующих сумматоров, а входы шести других элементов сравнения соединены попарно с выходом одного из Б сумматоров и соответствующего датчика, выходы всех элементов сравнения соединены с дешифратором, выходы дешифратора и сумматоров соединены с коммутатором,10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Епифанов А. А. Надежность систем управления, М Машиностроение, 1975, 15 с. 128 - 129.2. Патент США Мо 3403874, кл, 244 - 7,опублик. 01.10.68.3. Авторское свидетельство СССР Юо 489078,кл. б 05 В 15/02, 1974.