Устройство для стабилизации линейной скорости движения магнитного носителя

(505 6 11 В 15/46 РЕТЕН К АВТОРСКОМ ВИДЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗ(71) Смоленский филиал Московского энергетического института(56) Авторское свидетельство СССР М 1471219, кл. 6 11 В 15/46, 1990.Авторское свидетельство СССР М 496594, кл. 6 11 В 15/46, 1975.(54).УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ Л ИН ЕЙНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕ Н ИЯ МАГНИТНОГО НОСИТЕЛЯ 1770983 А(57) Использование: приборостроение, а именно механизмы транспортировки носителя информации аппаратуры магнитной записи, применяемой в системах регистрации полетных данных, работающих в особо жестких условиях эксплуатации. Сущность изобретения: устройство содержит подающую 1 и приемную 2 кассеты, генераторные датчики 3 и 4 угловой скорости, усилитель мощности 5, приводной двигатель 6 приемной кассеты 2; блок управления 7, генератор 8 импульсов, перекидной ключ 9, счетчик 10 и цифроаналоговый преобразователь 11. 3-7- 10-11-5-6-2, 2-4-7, 8-7, 7-9-11, 10-7, 3 ил.30 35 40 45 50 Изобретение относится к области приаоростроения, а именно, к механизмам транспортировки носителей информации аппаратуры магнитной записи, применяемой в системах регистрации полетных данных, работающих в особо жестких условиях эксплуатации,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее подающую и приемную кассеты, связанные с генераторными датчиками угловой скорости, усилитель мощности, соединенны.й через приводной двигатель с приемной кассетой и блок управления.Недостатком известного устройства является низкая точность стабилизации линейной скорости; обусловленная применением аналогового квадратора.Целью изобретения является повышение точности работы устройства,Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее подающую и приемную кассеты, связанные с генераторными датчиками угловой скорости, усилитель мощности, соединенный через приводной двигатель с приемной кассетой и блок управления, согласно изобретению, введены генератор импульсов, перекидной ключ, счетчик и цифроаналоговый преобразователь, причем первый и второй. входы блока управления связаны с выходами датчиков угловой скорости, третий вход подключен к выходу генератора импульсов, а четвертый вход связан с выходом счетчика и кодовым входом цифроаналогового преобразователя, первый выход блока управления соединен с управляющим входом перекидного ключа и шиной направления счета счетчика, второй его выход подключен к шине сброса счетчика, третий выход блока управления связан со счетным входом, а четвертый вход объединен с шиной записи кода счетчика, потенциальный вход цифроаналогового преобразователя подключен через перекидной ключ к двум введенным разнополярным источникам опорного напря кения. выход цифроаналогового преобразователя соединен с входом усилителя мощности,На фиг,1 представлена блок-схема устройства для стабилизации линейной скорости движения магнитного носителя; на фиг,2 - структура блока управления; на фиг,З - временные диаграммы, поясняющие работу устройства,Устройство дпя стабилизации линейной скорости движения магнитного носителя (фиг,1) содержит подающую 1 и приемную 2 кассеты, связа ные с генераторными датчиками 3,4 угловой скорости, усилитель мощности 5, соединенный через приводной двигатель 6 с приемной кассетой 2, блокуправления 7, генератор 8 импульсов, перекидной ключ 9, счетчик 10 и цифроанапоговый преобразователь 11, причем первый и второй входы блока управления 7 связаны с выходами датчиков 3,4 угловой скорости; третий вход подключен к выходу генератора 8 импульсов, а четвертый вход объединен свыходом счетчика 10 и кодовым входом цифроаналогового преобразователя 11, первый выход блока управления 7 соединен с управляющим входом перекидного ключа 9 и шиной направления счета счетчика 10, второй его выход подключен к шине сброса счетчика 9, третий выход блока управления 7 связан со счетным входом, а четвертый выход объединен с шиной записи кода счетчика 10, потенциальный вход цифроаналоговогопреобразователя 11 подключен через перекидной ключ 9 к двум разнополя рным источникам опорного напряжения, выход цифроаналогового преобразователя 11 соединен с входом усилителя мощности 5.Устройство работает следующим образом.Генераторные датчики 3,4, механически связанные с подающей 1 и приемной 2 кассетами, вырабатывают импульсы с частотаМИ т 1 т 2 П Р ОПОР ЦИОНал ЬН ЫМИсоответствующим скоростям вращения. Блок управления 7, тактируясь сигналами 3,4, формирует последовательность чередующихся импульсов с длительностями равными периодам Т 1 = 1/11, Т 2 = 1/2 отмеченных сигналов.С началом каждого из указанных импульсов в счетчик 10 сигналов от блока управления 7 по шине записи вносится код Ио, а ключ 9 подключает шинку опорного источника цифроаналогового преобразователя 11. к источнику -Оо. счетчик 10 при этом переводится в режим вычитания. Код счетчика под воздействием импульсов блока 8при этом уменьшается, вплоть до нуля, что фиксируется блоком управления 7, В указанный момент в счетчик снова вносится код Ко, и счетчик переводится в режим суммирования, а ключ 9 соединяет блок 11 с источником +Оо. Такое состояние сохраняется вплоть до окончания соответствующего импульса длительностью Т 1 или Т 2, после чего счетчик сбрасывается. На выходе ЦАП 11 при этом формируется напряжение, имеющее вид, приведенный на позиции 11 фиг.З. Легко видеть, что данный сигнал представляет собой сумму импульсов треу. гольной и прямоугольной формы (см,поэ.11, 11 фиг.З), Среднее за цикл Тц выделеОо гги Т 2 Кзо т 2 2 т 2 Ко 1 гигги 2 Отсюда следует ния совокупности Т 1, Т 2 сигнала 11 в этом случае оказыВается пропорциональным сумме квадратов указанных периодов, поскольку вольт-секундные площади здесь следующие ЗДЕСЬ И 1 = тги Т 1, Йг = тги Т 2- КаДЫ СЧЕтЧЛКа 10, пропорциональные периодам Т 1, Тг: 1 ги - частота генератора 8; Кцап - крутизна ЦАП 11.Среднее же значение составляющей 11 за тот же.цикл - величина фиксированная, равная О 3= 2 Оо Йо Кцап гТ (2)Мо 11 ги Тц Она играет роль уставки в системе стабилизации,Сам алгоритм стабилизации так же как и.в прототипе сводится к следующему. Известно, чта сумма квадратов текущих радиусов намотки г 1 подающей 1 и г 2 приемной 2 кассет фиксирована и равна 81 + Яг, Здесь К 1 и Кг-радиусы пустой и полной кассет. С другой стороны, текущие радиусы г 1 и г 2 связаны со стабилизируемай скоростью ч числом импульсов за оборот кассеты т и периодами Т 1, Т 2 соотношениями цп 1Т 1 Оп 1Т 2г 1= 2 д 2 2, 2(Т+Т) =В+В 147 Р Последнее соотношение лежит в основе ал горитма стабилизации скорости,Из описанной работы блоков следует что на вход усилителя 5 поступает сигнал имеющий вид, приведенный на поз.11 фиг,З, я вл я ющийся. суммой 2 раз н опал яр ных составляющих 11 и 11 . Усилитель 5 выделяет постоянную составляющую этого сигнала и усиливает ее. Полученное таким образом напряжение используется для запитки приводного двигателя б. При выборе большого коэффициента усиления Куо усилителя постоянную составляющую входнога сигнала можно практически считать равной нулю, т.е,С учетом соотношений (1) и (2) получаем-ОК"2 п(Т 1+Т 1) Т 1 (4) Выражая из (3) сумму квадратов периодов(Т 2 + Т 2) и подставляя ее в (4), получаем Отсюда линейная скорость движения носителя оказывается равной; ц = ",вГ+ й % Таким абоазам, величина стабилизируемай скорости Ч определяется конструктивными 30 параметрами кассеты Э (радиусы "пустой" и"полной" кассет), датчика угловой скорости (числа в импульсов за полный оборот кассеты) и электрическими параметрами (частотой генератора Ъ и фиксированным кодом Д 5 Ко). Легко видеть, что все указанные параметры либо строго пастояннь 1 (В 1, йг, п 1, Мо), либо могут быть сделаны стабильными (1 ги стабилизируется применением в генераторе 8 кварцевого резонатора). С другой сто роны применение описанной структурыстабилизатора устраняет составляющую погрешности как от изменения напряжения опорного источника О так и от изменения крутизны ЦАП 11,Поясним выбор частоты би генератрв 8и фиксированного кода Мо,Обе эти величины определяют значениестабилизированной линейной скорости дви жения магнитного носителя, но от бги зависит погрешность дискретизации дд цифровых эквивалентов периодов Т 1, Т 2, поэтому 1 ги следует выбирать исходя из допустимой величины дд, Последняя 55 определяется для крайних положений ленты в кассетах соотношением:Отсюда значение 1 и, обеспечивающее допустимую величину ддО и) и = д ---( ВВ 2 )Д При найденной частоте 1 ги из (5) получаем величину кода Мо Выбор такого кода соответствует формированию длительности То - двух. импульсов уставки, используемых в цикле:Т ТО 7Ч 2 где Т = Т 1 = Т - длительность периодов Т 1, Т 2 при одинаковом объеме ленты на обеих кассетах, Поэтому 10 к, Эта длиО глтельность и формируется при вписывании в счетчик када Мо, определяемого соотношением 6), Действительно, из (6) следует, чтоТ =Т 0 аким образом, при использовании кода Й 0 лительнасть импульса уставки (составляю.(ая 11 см, фиг.З) оказывается в / раз еньше среднего периода Т, что обеспечиает работоспособность системьг, как это етрудна показать при соотношении Вгя;магд,На фиг,2 приведена одна из возможных реализаций блока управления 7, В его состав входят: формирователь 18 импульса сброса счетчика; схема 19 выявления нулевого состояния счетчика; формирователи 20, 21 коротких импульсов; схема ИЛИ 22; триггер с раздельными входами 23; схема совпадения 17,Управляет работой указанных блоковформирователь паеледовательности чередующихся импульсов с длительностями Т 1, Т 2. Последний реализован на двухразрядном двоичном счетчике триггеры 15, 16) скоммутируемым входом. Коммутация сигналов к входу счетчика производится с помощью схемы совпадения 12,13 и схемы5 ИЛИ 14.Легко видеть, что на прямом выходетриггера 15 формируется последовательность импульсов с длительностями Т 1, Тг. Вовремя действия каждого из них открывается10 схема совпадения 17 и импульсы от генератора Й поступают на вход счетчика 10. Поокончании каждого из сформированных импульсов срабатывает формирователь 18, вырабатывая импульс сброса счетчика,15 Вначале,же каждого из этих импульсов срабатывает формирователь 20 и через схемуИЛИ 22 "дает команду" записи кода в счетчик. Одновременна устанавливается триггер 23 в положение, обеспечивающее20 режим вычитания в счетчике 10, Блок 19выявляет нулевую комбинацию в счетчике,запуская при этом формирователь 21, который через схему 22 осуществляет павтооноевнесение в счетчик кода Мс. В этом время25 перебрасывается триггер 23 и счетчик переводится в режим суммирования,Формула изобретенияУстройство для стабилизации линейнойскорости движения магнитного носителя,30 содержащее. подающую и приемную кассеты, связанные с генераторными датчикамиугловой скорости, усилитель мощности, соединенный через приводной двигатель с приемной кассетой, и блок управления, о т л и 35 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышенияточности работьг, в.него введены генераторимпульсов, перекидной ключ, счетчик и цифроаналоговый преобразователь, причемпервый и, второй входы блока управления40 связаны с выходами датчиков угловой скорости, третий вход подключен к выходу генератора импульсов, а четвертый входсвязан с вьходом счетчика и кодовым входам цифроаналогового преобразователя,45 первый выход блока управления соединен суправляющим входом перекидного ключа ишиной направления счета счетчика, второйего выход подкл)очен к шине сброса счетчика, третий выход блока управления связан с50 счетным входом, а четвертый выход связанс шиной записи кода счетчика, потенциальный вход цифроаналогового преобразователя подключен через перекидной ключ к двумвведенным разнополярным источникам55 опорного напряжения, выход цифроаналогового преобразователя соединен с входомусилителя мощности,а,ЬКкю иг.з Заказ 3744 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 КНТ ССС Гагарина. 101 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго Составитель Н,Полякова едактор Т, Орлова Техред М.Моргентал КорректорА. Корович