Устройство для контроля положения самоходной машины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1)Е 21 С 35 24 СА ЗОБРЕТ ДЕТЕЛЬСТ АВТОРСК, С. Корне ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Шахтинский филиал Новочеркасского политехнического института им, Серго Орджоникидзе(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ САМОХОДНОЙ МАШИНЫ, содержащее оптический задатчик направления, подвижный фотоприемник, механически связанный при помощи штанги с приводом и датчиком поворота фотоприемника, а также индикатор отклонения, отличаю,8012198 и 1 ееся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерений, устройство снабжено фазочувствительным выпрямителем, источником опорного напряжения, блоком выборки-хранения, формирователем импульсов запуска и усилителем сигналов фотоприемника, причем датчик поворота фотоприемника выполнен в виде поворотного трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с первым входом фазочувствительного выпрямителя, выход которого подключен к первому входу блока выборки- хранения, выход которого соединен с первым входом индикатора отклонения, выход источника опорного напряжения связан с вторыми входами поворотного трансформатора и фазочувствительного выпрямителя, выход фотоприемника соединен через усилитель сигна- З лов фотоприемника с входом формирователя импульсов запуска, выход которого подключен к вторым входам блока выборки-хранения и индикатора отклонения.= 1, 2, 3, ) на выходе фотоприемника появляется электрический сигнал, который через усилитель 9 поступает на вход блока 8 формирования импульсов запуска. Импульс запуска 1 ф поступает на управляющий вход блока 7 выборки-хранения. Поскольку вал поворотного трансформатора 4 жестко соединен с валом привода 2, напряжение на его выходе является функцией угла поворота штанги, несущей фотоприемник 1 А(1) =1 О. 8.а Ь.агде а - угол поворота штанги, рад;а - круговая частота источника опорного напряжения, 1/с; 55 Изобретение относится к автоматическому управлению подвижными объектами, в частности для автоматического контроля положения самоходных горнопроходческих машин относительно заданного направления движения.Цель изобретения - повышение надежности, точности и быстродействия устройства контроля.На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - 10 схема взаимодействия фотоприемника с оптическим лучом (АВ - отрезок продольной оси машины; 1 - штанга, СС - траектория движения фотоприемника, Ч - скорость и направление движения машины); на фиг, 3 - диаграммы, поясняющие работу15 устройства; на фиг. 4 - блок выборки- хранения.Направление движения машины задано оптическим лучом 1, На машине установлено устройство контроля положения машины содержащее привод 2, на валу которого с помощью штанги закреплен фотоприемник 3, поворотный трансформатор 4, вал которого жестко соединен с валом привода 2 фотоприемника, фазочувствительный выпрямитель 5, входы которого соединены с источ ником б опорного напряжения и обмотками поворотного трансформатора 4, блоквыборки-хранения, вход которого соединен с выходом фазочувствительного выпрямителя 5, формирователь 8 импульсов запуска, выход которого соединен с управляющим входом блока 7 выборки-хранения, а вход соединен с выходом усилителя сигналов фотоприемника 9, выходы блоков 7 и 8 соединены с индикатором 10 отклонения.Чтобы устранить сбои в работе устройства при наличии перемещений машины в вертикальной плоскости, фотоприемник выполнен в виде линейки с набором фотоэлементов, расположенных в ряд, перпендикулярный плоскости движения штанги.Устройство работает следующим образом. 40 С помощью штанги привод 2 сообщает фотоприемнику 3 возвратно-вращательное движение. Двигаясь по дуге окружности, фотоприемник 3 пересекает оптический луч 1. В момент входа в оптический луч 1, (и =1.1, - амплитудное значение опорного напряжения, В.Напряжение на выходе фазочувствительного выпрямителя 5 также является функцией угла поворота штанги и определяется выражением1-12 = 1-ол Ьтпа(3) где .1 з - напряжение на выходе блока выборки-хранения, В;К - коэффициент передачи блока выборки-хранения.Напряжение 1 з сохраняется на выходе блока выборки-хранения до поступления следующего импульса запуска. Значение измеряемого отклонения определяется выражениемх= 5 а (4) где а, - значение угла поворота штангив момент входа фотоприемника в оптический луч;1 - длина штанги.Из выражений (2), (3), (4) следует, что масштаб преобразования датчика положения фотоприемника не зависит от угла поворота штанги Ц 2 К олахадх 3.(5) Поскольку блок выборки-хранения сохраняет сигнал на входе индикатора отклонения (аналого-цифрового преобразователя) 10 неизменным до поступления следующего импульса запуска, его использование позволяет устранить динамическую составляющую ошибки измерения,Блок выборки-хранения реализован на аналоговых решающих усилителях (фиг. 4). Следящий усилитель У 1 имеет положительный коэффициент усиления К и малое значение выходного сопротивления К . Усилитель хранения У 2 (интегратор) имеет отрицательный коэффициент усиления и большое значение входного сопротивления. Для коммутации выхода следящего усилителя с входом усилителя хранения использован полупроводниковый токовый ключ (Кл.). При наличии импульса записи токовый ключ замкнут и блок выборки-хранения представляет собой апериодическое звено с малым значением постоянной времени, которое описывается передаточной функцией следующего вида:(6) С фазочувствительного выпрямителя напряжение 112 поступает на вход блока 7 выборки-хранения, на выходе которого в момент поступления на управляющий вход импульса запуска 11 ф устанавливается напряжение, пропорциональное мгновенному значению входного напряжения1219802 К К 2 С Т= -- - Квх Е. Явх фиг. У где К = -- коэффициент передачи блокаЙ 2йвыборки-хранения;= эквивалентная постоянная времени цепи заряда конденсатора, с;- входное сопротивление следящего усилителя, Ом. Поскольку постоянная времени цепи заряда. конденсатора весьма мала, сигнал на выходе звена практически мгновенно принимает установившееся значение, определяемое выражением (3) . При отсутствии импульса записи токовый ключ разомкнут и усилитель У 2 работает в режиме хранения. На его выходе сохраняется сигнал Бз, отображающий в масштабе тзначение отклонения машины от заданного направления, Для изменения масштаба преобразования устройства контроля положения использован переменный резистор К.Повышение точности достигается за счетиспользования в измерительной части уст ройства поворотного трансформатора, работающего совместно с фазочувствительным выпрямителем и блоком выборки-хранения,Применение поворотного трансформаторас фазочувствительным выпрямителем обес Опечивает во всем диапазоне измерений однозначное соответствие между отклонением и числом, получаемым на выходе индикатора отклонения, блок выборки-хранения уменьшает ошибку измерения отклонения, обусловленную длительностью процесса пре образования аналогового сигнала в цифровой код. Повышение надежности обеспечивается за счет использования бесконтактного датчика положения фотоприемника - поворотного трансформатора.Составитель М. Аксенов Редактор О. Головая Техред И. Верес Корректор В. Бутяга Заказ 1306/44 Тираж 470 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4