Способ автовождения сельскохозяйственных агрегатов

ОПИСАНИЕ,ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 26.08,77 (21) 2520848/30-15 151) м. кп.з А 01 В 69/04 с присоединением заявки М 9 -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет -РЗ) УЙК 631. 311 (088.8) Опубликовано 30,07,82. Бюллетень М 28 Дата опубликования описания 30.07. 82 А. И. Нелюбов, К. М. Реэвов, В. К. ПроничевВ. Я. Воронин и В. Л. Фрумович(72) Авторы изобретения Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени,научно-исследовательский институт сельскохозяйственногомашиностроения им. В. П. Горячкина(71) Заявитель 1.54) СПОСОБ АВТОВОЖДЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ АГРЕГАТОВСпособ относится к тракторному и сельскохозяйственному машиностроению, в частности к производственннм процессам, выполняемым мобильными сельскохо зяйственными машинами, включая системы технологической обработки почвы и растений, Он может быть использован в строительстве, на угольных карьерах и т.п., там, где необходимо связать процесс автовождения движущихся объектов с производственным процессом перемещения рабочего органа агрегатируемой машины на открытой площадке, снабженной опорными навигационными точками и характеризуемой определенным 15 рельефом.Известен способ автовождения движущихся объектов путем радионавигации, включающий выработку сигнала ошибки текущих координат их движения относительно заданннх 11К недостаткам радионавигационной системы управления движущимся объектом . следует отнести отсутствие взаимосвязи выработки сигнала управления 25 движения объекта и технологическим процессом вследствие определения только плановых текущих координат объекта (беэ учета рельефа) и разобщенности процессов. ЗО Известен способ автовождения сельскохозяйственных агрегатов, Включающий выработку сигнала Ошибки текущих координат их положения относительно заданиям, по которому осуществляют управляюцее воздействие (23.Основные недостатки этого способа низкая точность внработки сигнала управления (сигнала ошибки) при отклонении движения трактора от заданной траектории; отсутствие воэможности решения задачи выработки сигнала, обеспечивающего управление разворотом машинно-тракторного агрегата в начале и конце гона с помощью индук" ционного поля.Цель изобретения - осуществление комплексной автоматизации управления сельскохоэяйственннми агрегатами и технологическими процессами обработки почвы и растений.Поставленная цель достигается тем, что в способе автовождения сельско" хозяйственных агрегатов дополнительно производят выработку сигнала ошибки текущих координат положения рабочих органсв, причем выработку сигналов ошибок текущих координат положения сельскохозяйственного агрегата и рабочих органов осуществляютпутем радионавигации относительно одних и тех же нанигационных точек,На Фиг, 1 представлена функциональная схема автоматизации управления вождением машинно-тракторного агрегата и технологической обработки поч вы; на Фиг. 2 - угломестная диаграмма направленности базовой антенны.Схема содержит командный пункт 1, опорный пункт 2 и машинно-тракторный агрегат 3 с органами технологической 10 обработки почвы. Опорный и командный пункты снабжены базовыми антеннами 4 и 5 соответственно, которые соединены с генераторами б и 7 сигналов и приемниками 8 и 9, Опорный пункт снабжен также системой 10 выработки и передачи данных о дальности до машинно-тракторного агрегата, которая соединена с генератором б сигналов и приемником 8 и имеет выход на антенну 4, Командный пункт снабжен системой 11 обработки и передачи данных управления и контроля работы машинно-трактор гого агрегата и рабочих органон, которая соединена с генератором 7 сигналов и приемником 9 и имеет выход на антенну 5, Машинно- тракторный агрегат 3 снабжен антенной 12, которая соединена с усилителем 13 высокой частоты, а он, н свою очередь, с датчиками 14 управления и контроля машинно-тракторного агрегата и 15 рабочих органов технологической обработки гочны.Комплексную автоматизацию управления вождением машинно-тракторного 35 агрегата и технологической обработкой почвы осуществляют следующим образом.Возбуждают электромагнитные поля перемещающихся н пространстне стоячих 4 п волн между каждой из базовых антенн 4 и 5 и антенной 12 на машинно-тракторном агрегате. Для этого с помощью генератора б сигналов и антенны 4 на опорном пункте 2, а также с помощью генератора 7 сигналов и антенны 5 на командном пункте 1 излучают сигналы с вертикальной поляризацией на частотах 1, Га , соответственно. Эти сигналы принимают антенной 12 на машинно-тракторном агрегате 3,50 усиливают в усилителе 13 высокой частоты и переизлучают антенной 12 н гоирзонтальнсй поляризации. Эти эхо-сигналы принимают базовыми антеннами 4 и 5 и направляют соответственно в приемники 8 и 9 на опорном 2 и командном 1 пунктах. На входе приемников осуществляют сложенче части излучаемого сигнала и принимаемого эхо-сигнала (падающую и отра женную волны), т.е. получают стоячую волну. Нзменение частот Г 1 Г, излучаемых сигналов но времени позволяет полу чить на входе приемников, в специальнсй линии связи перемещающиеся 65 в пространстве стоячие нолны. Слабую зависимость уровня эхо-сигналон от Расстояния получают с помощью антенн 4 и 5, Формирующих диаграммы направленности (Фиг. 2). Подсчитывая число перемещающихся стоячих волн относительно базовых антенн 4 и 5 опреде/ляют расстояние от каждой иэ них до антенны 12, Расстояние, соответствующее числу переместившихся полуволн, представляет собой в процентном отношении ту часть искомого расстояния между антеннами 4 и 12 (или 5 и 12), которая определяется процентным изменением частоты излучаемых сигналов(или Ю 2), Так, например, н случае изменения частоты Х на 1% и перемещения стоячей волны при этом (определение подсчетом числа полунолн, переместившихся относительно антенны 5) на 10 м, расстояние между антеннами 5 и 12 равном 10 м : 0,01 = 1000 м.Запишем излучаемую, падающую волну н виде:гдеы- круговая частота;Ц)К - волновое число Кгде С - скорость света.Тогда отраженная от антенны 121(маКХ)Р:Е еПри сложении падающей и отражающей волн на входе приемника имеет место стоячая волна (при равенстве амплитуд Е и Е 0 )д 3031Е,:В+Е =1 Едсоы КУЕИзменяя частоту генератора по законуО 5 -Ж,+йЫ 11гполучаем перемещающуюся в пространстве стоячую волну03, ай ШЕ=С 8 МР ССт, гСОВ Ш+дСС ац 14 дшах, СЕе особенностью является высокая точность измерения расстояний, обус" ловленная переходом от высокоточного измерения фазы, свойственного Фазовым методам, к измерению числа амплитудно-модулированныхимпульсов (пикон огибающей) перемещающейся в пространстве стоячей волны. Отметим, что отличие амплитуд падающей и отраженной волн на 10 дб, вполне допустимо, однако приведет к необходимости увеличения чувстнительности приемника.Следующим этапом определяют сигнал- ошибку. Для этого текущие данные о дальности между антеннами 4 и 12 передают от системы 10 опорного пункта на командный пункт. Эти данные вместе с текущими данными о дальности 5 между антеннами 5 и 12 сравнивают с опорными данными заранее проведенного или аналитически записанного требуемого перемещения машинно-тракторного агрегата. Выработанный сигнал О ошибки преобразуется в управляющий сигнал и модуляцией той же стоячей волны передается на машинно-тракторный агрегат.15Управление технологическим процессом осуществляют, используя датчики 15 рабочих органов технологической обработки псчвы.Технологическую обработку многолетних растений производят описанным выше способом, используя спорные координаты растений. Их записывают заранее, например, на магнитную пленку, путем поочередной установки антен 25 ны (рупора) 12 у каждого из растений, а затем получают возможность многократного использования.Экономическая эффективность способа является результатом его технической сущности и характеризуется неболь . шим количеством требуемой аппаратуры, высокой точностью измерений и надежностью . Основной состав требуемой аппаратуры представляет собой антенны базовые и на объекте, генераторы, предпочтительно твердотельные, усилители высокой частоты, предпочтительно на туннельных диодах, усилители высокой частоты типа УЗвместо приемников. Обработка инфсрмации ми нимальная, так как дальность получают простым подсчетом числа полуволн перемещающейся стоячей волны с помощью электронного счетчика и частотомера.На фоне этих, сравнительно неболь-ших, затрат большой положительный эффект реализуется от повышения точности выполнения агротехнических требований обработки почвы и растений, сокращения времени уборки урожая, сокращения численности рабочей силы, т.е. ст повышения производительности труда культуры сельскохозяйственного производства и унифицированного подхода к автоматизации управления различнююи процессами.Формула изобретенияСпособ автовождения сельскохозяйственных агрегатов, включающий выработку сигнала ошибки текущих координат их положе ия относительно задан-ных, по которому осуществляют управляющее воздействие, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью осуществления. комплексной автоматизации управления сельскохозяйственными агрегатами и технологическими процессамиобработки почвы и растений, дополнительно производят выработку сигналаошибки текущих координат положениярабочих органов, причем выработкусигналов ошибок текущих координатположения сельскохозяйственного агрегата и рабочих органов осуществляитпутем радионавигации относительно одних и тех же навигационных точек.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Одинцов В. й. Радионавигациялетательных аппаратов, М 1968,са 82, Материалы объединенного межведомственного совета. ГоскомитетСовета Министров СССР по науке и технике. М., 1976, с. 22-24.