Электромеханический интегратор

(51) С 06 НИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГННТ СССР ПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Казанский авиационный институт им, А.Н.Туполева(56) Авторское свидетельство СССР В 604007, кл, С 06 6 7/18, 1977.Малогабаритная инерциальная систе ма МИС серия 02. Техническое описание. Т. 2, 1974, с. 67-69 и 114-120.(57) Изобретение относится к апалоговой вычислительной технике и предназначено для использования в навигационных системах. Цель изобретения - повышение точности интегрирования. Повьпнение точности связало спостроением ИТГ с высокостабилизированным коэффициентом передачи. Дпяэтого выходы 12-14 ИТГ 4 соединены сформчрователями 5-7 импульсов, которые управляшт подключением стабилизпрованного источника 11 питания навход интегратора через ключи 9 и 10.Длительность импульсов может регулироваться формирователем 8 эталонныхинтервалов времени, работой котороготакже управляют формирователи 5-7. Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для использования в навигационных системах.Цель изобретения повышение точности интегрирования.На фиг. 1 представлена Функциональная схема электромеханического интег" ратора; на фиг. 2 - схемы Формирова телей; на фиг. 3 - циклограмма, пояс няющая работу интегратора.Электромеханический интегратор (фиг. 1) содержит интегрирующий усилитель 1, усилитель 2 мощности, исполнительный двигатель 3, импульсный тахогенератор (ИТГ) 4, формирователи 5-7 импульсов, формирователь 8 эталонных интервалов времени, ключи 9 и 10, источник 11 стабилизированного напряженияа 30ИТГ 4 содержит контактные щетки 12-14, являющиеся первым, третьим ивторым выходами импульсного тахогенератора.Первый б и второй 7 формирователи импульсов содержат (Фиг. 2) два 0- триггера 15 и 16 и инвертор 17, причем входы инверторов являются тактовыми входами формирователей, Э- и К- входы триггера являются соответственно информационным и установочным входами формирователей, С-входы триггеров 16 являются синхронизирующими вхо" дами, а прямые выходы триггеров 15 и 16 соответственно первым и вторым выходами формирователей 6 и 7.Третий формирователь 5 импульсов содержит инверторы 18 и 19, элемент И 20 и В-триггер 21, прямой и инверсный выходы которого являются прямым и инверсным выходами формирователя 5, входы инверторов 18 и 19 являются соответственно информационным и установочным входами формирователя 5,Формирователь 8 эталонных интервалов времени содержит стабилизированный генератор 22 импульсов, элемент ИЛИ 23 и счетчик 24 импульсов, выходы мпадших и старших разрядов которого Изменению скорости вращения соответствует изменение частоты следованияимпульсов, длительность которых высокостабильна3 ил . являются выходами соответственно начала и конца временных интервалов, а входы элемента ИЛИ 23 являются информационным входом формирователя 8.На фиг. 3 обозначены выходные напряжения Ц и и блоков с соответствующими индексами, У- корректируюпщй сигнал, Т - период следования корректирующих импульсов, зависящий от скорости Я вращения двигателя 3, Т - щщтельность корректирующих импульсов.Интегратор работает следующим образом.Предположим, что входные сигналы На иО, такие, что двигатель 3 и ИТГ 4 имеют угловую скорость вращения Я по часовой стрелке (фиг. 1). На ключи 9 и 10 подаются стабилизированные напряжения +У и -Н от исс с точника 11 и сигналы управления с формирователей 6 и 7. В зависимости от знака Я к входу коррекции интегрирующего усилителя 1 подключаются либо +О , либо -Б на время, определяемое длительностью импульсов с выхода формирователей б и 7.Если в пределах времени Т Ю =соней, то коэффициент передачи ИТГ определяется формулой где В - число ламелей коммутатораИТГ.При заданной Я и при нахождении контактных щеток 12-14 (фиг. 1) на проводящих участках выходные напряжения инверторов 17 и 18 (сигналы Й и Я) имеют высокий уровень и соответствуют логической "1", Сиг" нал , (на выходе элемента И 20) повторяет сигнал Я 1 с задержкой, равной времени переключения элемента 20, и поступает на импульсный тактирующий, С-вход 0-триггера 21, на П-входе которого уже присутствует сигнал Я= ="1". Триггер 21 переходит в единичное состояние, таким образом. сигнал1654846од- чем время между импульсами на контактных щетках 12 и 13 при максимальнойугловой скорости Я5После сброса Л-триггеров на выхом де инвертора 17 появляется сигналлогической и 1 и (Я =и 1 и), но так какИ ИЯ= 0 (т.е. на инверсном К-входе ина Л-входе Л-триггера 15" логичес.1 О кие иОи ), Л-триггер 15 не может выйти из состояния логического иО", те.гарантированно Я 9=иО", аналогично иЯ иОи и, следовательно, ключ 10 непропускает - Б на вход интегратора.При изменении направления вращения интегратор работает аналогично.При подаче О=сопзй Т 0 на выходеусилителя 1 возникает линейно убывающее напряжение Об, которое, прой 20 дя усилитель 2 мощности, поступаетна двигатель 3. Двигатель начинаетравноускоренно вращаться, например,против часовой стрелки. В определенный момент ключ 10 по сигналу форми 25 рователя 7 импульсов выдает импульс0-,= -Б . При этом знак напряженияна входе усилителя 1 становится от. -рицательным. Напряжение 00,начинаетвозрастать, а двигатель тормозиться,3 О продолжая вращаться в прежнем направлении, а потом незначительно вобратном. При прекращении действияБнапряжение на входе усилителя 1становится больше нуля и процесс,описывающий работу интегратора, циклически повторяется. 5Я соответствует логической и 1 и и п готавливает входные цепи Л-триггеров 15.Дальнейшая работа схемы определя ется направлением вращения. В данно случае вначале появляется сигнал со щетки 14 и передним фронтом сигналапоступающего на импульсный тактирующий С-вход Л-триггера 15 , перезаписывает Я"1 и на выход тригге ра. Сигнал Я = 1", пройдя логический элемент ИЛИ 23, коммутирует режим "Счет" счетчика 24, подавая логическую И 1 И на входы РЕ, СЕР и СЕТ этого счетчика. Счетчик 24 начинает считат импульсы 0 , поступающие на его счетный вход - импульсный С-входс выхода генератора 22 импульсов. Формирование временного интервала Ти осуществляется подбором необходимог числа и просуммированных импульсов, т.е. Тц=пТг. Например, если Тц определяется от первого поступающего импульса до восьмого, то п=8 (К=З). Регулировка может осуществляться путем использования различных разрядов счетчика для управления. Будем считать, что Тц определяется временем.между сигналом о, .соответствующим первому импульсу, и сигналом с, соответствующим импульсу 2 . ВыК ходной импульс о свбим передним фронтом перезаписывает О=и 1 и на выход Л-триггера 16, т.е, П 1 становится равным логической и 1 и. Сигнал Я=и 1 и вызывает срабатывание ключа 9, контакты которого замыкаются, и напряжение +Ус поступает на один из входов интегрирующего усилителя (фиг. 1) (напряжение 0.).Как только на счетчик 24 поступает заданное число импульсов, сигналравный логической и 1", поступает на вход инвертора 19 и логический И ИО с выхода этого элемента (сигнал Я), поступив на инверсный несинхрокнзируемый К-вход Л-триггера 21, приводит его в состояние иОи. Сигнал Я, равный логическому иО", с прямого выхода Л-триггера 21, поступив через второй выход блока 5 на инверсные К-входы Л-триггеров 15 и счетчика 24, сбрасывает их в состояние логического иОи. Сигнал=и 1", размыкает ключ 9, который снимает напряжение +О с входа интегрирунлЧего усилителя 1. Однако длительность ТО должна быть гарантированно меньше,Формула изобретения 4 Электромеханический интегратор,содержащии интегрирующий усилитель,первый вход которого является информационным входом, второй - входом задания начальных условий, третий - 45 входом коррекции интегратора, а выход через усилитель мощности подключен к исполнительному двигателю,кинематически соединенному с импульсным тахогенератором о т л и ч а О ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности интегрирования, в него введены три формирователя импульсов, формирователь эталонных интервалов времени, два ключа и источникстабилизированного напряжения, нотенциальные выходы которого черезсоответствующий ключ подключены квходу коррекции интегрирующего усилителя, тактовые входы пеоволо 165484 брого Формирователей импульсов соединены с первым и вторым выходами импульсного тахогенератора, третий выход которого подключен к инфармаци 5 онному входу третьего Формирователя импульсов, прямым выходом соединенного с информационными, а инверснымс установочными входами первого и второго формирователей импульсов, а установочный вход Формирователя эталонных интервалов времени соединен с установочными входами первого и второго формирователей импульсов,первые выходы которых подключены кинформационным входам Формирователяэталонных интервалов времени, выходначала временного интервала которогосоединен с синхрониэирующими входамипервого и второго Формирователей импульсов, а выход конца временногоинтервала подключен к установочномувходу третьего Формирователя импульсов, вторые выходы первого и второгоформирователей импульсов соединеныс управляющими входами ключей.Корректор Н.Равская Заказ 1953 Тираж 395 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1