Самонастраивающееся устройство автоматического управления направлением движения транспортного средства

(50 4 А 01 В 69 04 30 ПИСА ЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВ А ВТОРСКОМУ УСТ- АВ- НИЯ уп- анс- овы- влентур ули- клю 2 отГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) САМОНАСТРАИВАЮЩЕЕСЯРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЕМ ДВИЖЕТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА(57) Изобретение относится к системамравления направлением движения трпортных средств. Цель изобретения - пшение оперативности и точности упрания. Устройство содержит основной коуправления и дополнительную цепь регрования. Основной контур управления вчает чувствительный элемент 1 датчика клонения транспортного средства 6 от базовой линии. Датчик 2 связан через импульсный элемент 3 и звено 4 задержки с сервоприводом 5. В состав дополнительной цепи регулирования входят дифференцирующее звено 7, электронный ключ 8 и преобразователь 9 напряжения в импульсный сигнал. В случае отклонения транспортного средства 6 от базовой линии сигнал от чувствительного элемента 1 датчика 2 поступает на дифференцирующее звено 7 и импульсный элемент 3. В определенный момент ключ 8 дает разрешение на прохождение сигнала от звена 7 к преобразователю 9. Элемент задержки формирует сигнал, суммируя тз+т 9. Собственная временная задержка элемента задержки незначительна и ей в процессе управления пренебрегают. Устройство обеспе- щ чивает подстройку каждого управляющего импульса в зависимости от значения угловой скорости поворота транспортного средства. 5 ил.Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности к устройствам автоматического вождения транспортного средства, и может быть использовано в различных отраслях техники для обеспечения самонастройки регуляторов. Цел ь изобретения - повы шеи не о пер ати вности и точности управления. На фиг. 1 представлена структурн ая схема устройства для одного управляемого борта транспортного средства (для другого управляемого борта схема аналогична); на .фиг, 2 - временные диаграммы работы элементов и блоков устройства; на фиг, 3 - принципиальная схема ЯС-цепей элемента 9; ;на фиг, 4 - диаграмма заряда С при различных значениях напряжения Од-, на фиг. 5 - то же, для Сз.Самонастраивающееся устройство автоматического управления направлением движения транспортного средства состоит из контура управления, включающего соединенные последовательно чувствительный элемент 1, датчик 2, импульсный элемент 3, звено 4 задержки, сервопривод 5, транспортное средство 6 с обратной связью между трактором и чувствительным элементом 1, и дополнительной цепи регулирования, включающей дифференцирующее звено 7, управляемый ключ 8 и преобразователь 9 напряжения в импульсный сигнал, соединенных последовательно. Вход дифференцирующего звена 7 соединен с выходом датчика 2, другой вход управляемого ,"ключа 8 связан с другим выходом импульс.ного элемента 3, выход преобразователя 9 напряжения в импульсный сигнал соединен с входом звена 4 задержки,В качестве чувствительного элемента 1 используется механический копир или любое другое устройство, Элемент 1 предназначен для фиксирования отклонения трактора от базовой линии, например борозды.Датчик 2 выполнен в виде линейно- пропорционального элемента: потенциометра, индукционного, трансформаторного или других устройств. В системах без механической связи с базовой линией (борозда, рядок растений и др.), например в индукционных с вождением вдоль провода с током или других аналогичных устройств, элемент 1 и 2 объединены в один элемент - датчик, который непосредственно преобразует измеряемую величину отклонения в электрический сигнал. Отклонение от базовой линии определяется как значение выходного сигнала, превышающего установленный уровень - зону нечувствительности. Датчик регистрирует сумму сигналов углового и линейного отклонения объекта от базовой линии.Импульсный элемент 3 вырабатывает импульс тз постоянной длительности при поступлении сигнала отклонения с датчика 2. Элемент 3 выполняется на основе мульти 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вибраторов или других аналогичных устройств. Длительность импульсов элемента 3 не изменяется во время работы устройства, но может регулироваться во время наладки и ремонта. Длительность тз принимается такой, что при любом сочетании динамических характеристик транспортного средства 6 как объекта управления поворот транспортного средства не превышает необходимого значения. Длительность ориентировочно равна 0,05 - 0,15 с.Звено 4 задержки выполняет роль сумматора длительностей импульса тз и импульса, поступающего от преобразователя 9 ( - т 9). Время задержки т 4 звена 4 ориентировочно равно 0,001 с и на много меньше тз. Поэтому т 4 не оказывает существенного значения на длительность импульса тз после прохождения его через звено 4 задержки на сервопривод 5.В качестве сервопривода 5 используется гидравлический привод с гидроэлектрозолотниковым устройством. В качестве сервопривода 5 может использоваться любой вид привода. Сервопривод 5 связан с механизмом поворота транспортного средства 6 и обеспечивает его упра вляем ый поворот.Дифференцирующее звено 7 выполняется на основе ЯС-цепей. На выходе этого звена сигнал пропорционален скорости изменения выходного сигнала датчика 2. Так как во время управляемого поворота составляющая выхода датчика 2 от угловой скорости поворота объекта во много раз превышает составляющую от скорости изменения линейной координаты, то и на выходе дифференцирующего звена 7 в определенный момент времени сигнал преимущественно пропорционален угловой скорости поворота транспортного средства. В определенный момент времени этот сигнал используется для соответствующего увеличения (удлинения) тз.Управляемый ключ 8 представляет собой реле времени, которое при наличии входного сигнала тз с элемента 3 в течение периода времени тз порядка 0,001 с пропускает сигнал с звена 7 на преобразователь 9. В качестве входного сигнала тз для ключа 8, поступающего с элемента 3, используется момент окончания импульса элемента 3 (начало паузы элемента 3),Преобразователь 9 напряжения в импульсный сигнал преобразует величину напряжения сигнала, поступающего с выхода элемента 8, в импульсный сигнал т 9, длительность которого тем меньше, чем больше величина напряжения, поступающего на вход преобразователя 9, а с уменьшением напряжения на входе преобразователя 9 длительность импульсного сигнала на его выходе увеличивается. Преобразователь 9 выполняется на ЯС-цепях (фиг, 3) или на основе вычислительных устройств.При реализации преобразователя на ЯС-цепях соотношение между емкостями конденсаторов должно быть С 1 Сг,Устройство работает следующим образом.При автоматическом вождении трактора чувствительный элемент 1 регистрирует отклонение транспортного средства от базовой линии, которое преобразуется датчиком 2 в электрический сигнал. При поступлении сигнала рассогласования с датчика 2 на элемент 3, величина которого больше зоны нечувствительности, элемент 3 вырабатывает управляющий импульс тз, который через звено 4 задержки поступает на сервопривод 5, управляющий транспортным средством 6. На сервопривод 5 поступает прерывистый сигнал длительностью тз+т 9. Под действием тз происходит поворот транспортного средства 6. Этот поворот в виде ограниченности тз никогда не превышает необходимую величину. По окончании импульса тз на ключ 8 поступает сигнал от элемента 3 на включение ключа 8. Последний пропускает в течение времени тв сигнал от дифференцируюшего звена 7 на преобразователь 9, преобразующий величину входного напряжения в импульсный сигнал т 9, длительность которого зависит от входного напряжения. Сигнал преобразователя 9 подается в виде т 9 на вход звена 4, где происходит суммирование длительностей импульсов тз и т 9, так как сразу после тЗ на выходе звена 4 задержки следует сигнал т 9.Общая длительность сигнала, поступающего с звена 4 задержки на сервопривод 5, равна: т 5=тз+т 4+т 9+т 4, а так как величина т 4 мала, то т 5=тз+т 9. Таким образом, цепь адаптации позволяет увеличивать тз на величину т 9, В свою очередь т 9 тем больше, чем меньше углова я скорость поворота трактора и наоборот. Следовательно, происходит адаптация системы автовождения за счет того, что длительность тз каждый раз корректируется в зависимости от угловой скорости поворота трактора, а следовательно, и от динамических характеристик объекта.Преобразователь 9 напряжения в импульсный сигнал самонастраивающегося устройства в варианте, приведенном на фиг. 3, работает следующим образом.При поступлении сигнала с выхода электронного ключа 8 на вход преобразователя 9 /-) С 1 мгновенно заряжается, так какформула изобретения 30 Самонастраивающееся устройство автоматического управления направлением движения транспортного средства, содержащее замкнутый контур управления, сос тояший из последовательно соединенныхчувствительного элемента, датчика, импульсного элемента, звена задержки, сервопривода и транспортного средства, отяичаюиееся тем, что, с целью повышения оперативности и точности управления, уст ройство снабжено дополнительной цепьюрегулирования, содержа щей последовател ьно соединенные дифференцирующее звено, управляемый ключ и преобразователь напряжения в импульсный сигнал, выход ко.торого связан с соответствующим входом звена задержки, при этом вход дифференцирующего звена и управляющий вход управляемого ключа соединены с дополнительными выходами соответстввенно датчика и импульсного элемента. в цепи С 1 отсутствует сопротивление. Напряжение (l, зависит и в принятой схеме равно уровню напряжения Уд" (фиг. 4).Напряжение У,г на Сг изменяется поэкспоненте, Чем больше lл-, тем круче проходит кривая (/сг (фиг. 3).Если подключить к Сг пороговое устройство, то оно будет срабатывать тем позднее, чем меньше УаМомент начала т 9 определяется моментомподачи Уд- на вход преобразователя 9.Момент окончания т 9 определяется пороговым устроством, подключенным к Сг (фиг, 3).Таким образом, чем больше У-, тем меньше т 9, следовательно, чем больше уровень 15 напряжения, поступающего с ключа 8 на входпреобразователя 9, тем больше т 9.Самонастраивающееся устройство обеспечивает подстройку каждого управляющего импульса в зависимости от угловой скорости поворота транспортного средства во 20 время управляемого поворота за счет чегоисключается запаздывание в процессе настройки, а следовательно, повышается оперативность.и точность управления при вождении транспортного средства.По аналогичной схеме могут быть выполнены самые разнообразные регуляторы, применение которых возможно в различных отраслях техники.. Пантес КНТ СССР етения аушска атент,01 агари Соста ва Техред Тираж твенного комитета 3035, Москва, Ж