Устройство для управления наведением телескопа

О Й И С А Й И Е (и) 560213ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл. Государственный комит та М истров СССРизобретенийткрытн 72 Авторы зобретен арцман и С, М. Виленчик(54) УСТРОЙ СТВО ДЛЯ УП РАВЛ Е ТЕЛЕСКОПАНАВ 10 Предлагаемое устройство для управлениянаведением телескопа относится к областиастроприборостроения и может быть использовано в системах управления телескопами наэкваториальной монтировке.5Известно устройство управления, содержащее приборные приводы звездного времени,угла прямого восхождения, ввода угловых поправок и угловой следящий привод 11.Известно также устройство управления, содержащее преобразователь напряжения в частоту, избирательный усилитель, подключенный к фазочувствительному выпрямителю,сумматор, двигатель грубой настройки и синхронный двигатель, кинематически связанные 15через дифференциал 21,Из известных устройств управления наведением телескопа наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство 3, содержащее блок анализа координат, логический блок, первый и второй концевые выключатели, первый и второй каналыуправления, каждый из которых состоит изпривода, подключенного через редуктор к преобразователю угол - код, выход которого соединен с первым входом сумматора и первымвходом блока анализа направления вращения,второй вход последнего подключен к первомувыходу сумматора и первому входу преобразователя код - аналог, выход которого связан 30 с входом привода. Первый вход блока анализа координат соединен с первым концевым выключателем, второй вход - с выходом преобразователя угол - код первого канала управления, третий вход - с первым входом устройства управления и с вторым входом сумматора первого канала управления, четвертый вход - с третьим входом устройства управления, Входы логического блока соответственно соединены с вторым и третьим входами устройства управления и выходами блока анализа координат, а выход - с вторым входом сумматора второго канала управления, выходы первого и второго каналов управления - с соответствующими исполнительными органами телескопа.В этом устройстве управление наведением телескопа ведется следящими приводами по сигналам рассогласования между заданными координатами объекта наведения и фактическим положением телескопа. Перемещение телескопа по зенитному расстоянию вблизи горизонта ограничено горизонтальным выключателем, установленным на телескопе.Перечисленные известные устройства имеют следующие недостатки. Надежность работы их низка из-за большой вероятности аварийной ситуации, вызванной неисправностью горизонтального концевого выключателя, Для телескопа на экваториальной монтировке воз 560213можны ситуации работы в зоне близ горизонта, когда при наведении телескопа на исследуемый объект за счет движения по одной координате телескоп движется вверх по отношению к горизонту, а за счет движения по второй координате - вниз, причем, если скорость движения по последней больше, то труба телескопа наезжает на горизонтальный концевой выключатель и движение по этой координате прекращается, пока труба не съедет с горизонтального концевого выключателя. Таким образом, в известном устройстве наведения по второй координате при больших рассогласованиях возникает крайне нежелательный для приводов повторно-кратковременный режим включения и выключения приводов с максимально возможными управляющими сигналами, Такой режим также снижает надежность устройства. Кроме того, в таком режиме работы горизонтальный выключатель длительное время осуществляет управление телескопом, тем самым вероятность возникновения аварийной ситуации увеличивается, причем этот режим затрудняет работу оператора.Цель изобретения - повышение надежности и качества регулирования устройства для управления наведением телескопа,Это достигается тем, что в устройстве установлены вычислительный блок, два блока сравнения и два элемента И - ИЛИ, в каждом канале управления первый вход блока сравнения соединен с вторым выходом сумматора, входы элемента И - ИЛИ - соответственно с входами и выходами блока сравнения, а выход - с вторым входом преобразователя код - аналог, входы вычислительного блока подключены к преобразователям угол - код соответствующих каналов управления, а выход - к вторым входам блоков сравнения соответствующих каналов управления, второй концевой выключатель соединен с соответствующими входами элементов И - ИЛИ каждого канала управления,На фиг. 1 показана схема устройства для управления наведением телескопа; на фиг.2,а,б - возможные случаи наведения телескопа на звезду,Устройство для управления наведением телескопа включает в себя исполнительные органы 1 телескопа на экваториальной монтировке, первый 2 и второй 3 каналы управления. Каждый из каналов управления содержит преобразователь 4 код - аналог, привод 5 с усилителем 6 и двигателем 7, редуктор 8, преобразователь 9 угол - код, сумматор 10, блок 11 анализа направления вращения, блок 12 сравнения, элемент И в И 13. В устройство входят также логический блок 14, вычислительный блок 15, блок 16 анализа координат, первый 17 и второй 18 концевые выключатели, первый вход 19 устройства управления, по которому проходит заданное значение часового угла объекта наведения ,ь второй вход 20 устройства управления, на который поступает прогнозируемое значение координаты б третий вход 21 устройства управления, на который поступает заданное значение координаты д,. Входы блока 16 анализа координат ооозначены соответственно 22, 23, 24, 25, а выходы - 26, 27, входы блока 11 анализа направления вращения - 28, 29, в:соды блока 12 сравнения - 30, 31, 32, а выходы - 33, 34.В процессе работы устройства для управления наведением телескопа сумматор 10 канала 2 управления формирует на своем выходе, связанном с блоком 12 и элементом 13, код разностиМ =- 1 - г, (1)где 1, - текущее значение положения трубытелескопа по координатс 1, поступающее с преобразователя 9;1 - величина значения заданного часово 20 го угла 1 обьекта наведения, поступающая на первый вход 19 устройства управления,Сумматор 10 канала 3 управления формирует на выходе, связанном с блоками 12 и 13,25 код разности,Ь - г, - г, (2)где о - код, поступающий с выхода блока 14;б, - текущее значение положения трубы ЗО телескопа по координате б, поступающее с преобразователя 9.Вычислительный блок 15 преобразует экваториальные координаты трусбы телескопа сс, и о, в зенитное расстояние г11 а выходе вь:числительного сблока 5 формируется код разности, определяющий величину текущего зенитного расстояния трубы телескопа до значения о, ограничивающего движение около горизонта.- - ао зт(3)На второй вход 20 ус 1 ройства управленияподается величина180 - ;р - г (4) 45д где сг - ширина места установки телескопа.Блок 14 реализует логическую схему 2 И -2 ИЛИ, а элементы 13 - логическис схемы ЗИ - 2 ИЛИ. На выходе 26 блока 16 формируется сигнал, разрсшающий прохождение через блок 14 значения б, поступающего на вход 20 устройства управления при выполнении условий;"зв 4 18 О 9 зо 1 в процессе наведения телескоп должен проходить через положение 1= 12 Й (180),где 1 1,ч - концевые выключатели, вели 60 чину которых примем 8 Й и 166 соответственно,Как видно из значений из этих величин, зона рабочих углов по оси 1 телескопа выбранас перекрытием концевой выключатель 17 на65 входе 22 формирует сигнал 1, -- 1 при разво 560213(10) ЛЯ- Ы),И)Мо роте телескопа в пределах 0 - 1611 и /=О з пределах 8 - :246.Выражение (5) мо 1 кцо преооразовать в следующие выражения: Выражение (5) выполняется, если выполняется хотя бы одно из выражений (6), (7).Блок 11 анализа направлсция вра цеция канала 2 управления определяет, движется ли труба к горизонту при вращении тс.1 сскопа по координате 1, причем это происходит, если О.:-., 126 и з 1 дпЛ 1 +о 126 1, (241 и з 1 рпЛ 1- " (8)Блок 11 канала 3 управления определяет, движется ли труба к горизонту при врац 1 снцц телескопа по координате б Я), причем это происходит, если Значение япп М-принято за логичсский 0, концевой выкл 1 очатель 18 сраоатывает при г,;которая несколько больше го. На выходах блока 12 формируются сигналы, которые разрешают в случае, если концевой выключатель 18 не сработал, прохождение через элемент 13 кода сумматора 10 или вычислительного блока 15. Блок 12 канала 2 управления формирует на своем выходе 34 сигнал, разрешающий прохождение кода вычислительного блока 15 через элемент 13 только в том случае, если где Л 1 о - максимальная величина часового угла, проходимого трубой телескопа за промежуток временц между опросамц преобразователя 9,Во всех остальных случаях на выходе 33 блока 12 формируется сигнал, пропускающий через элемент 13 код сумматора 10.Функциональная схема и работа блока 12 канала 3 управления такие же, как у блока 12 канала 2 управления. Условие формирования на выходе 34 сигнала, разрешающего прохождение кода вычислительного блока 15 через элемент 13 этого канала управления, имеет вид Ь.-Л:1,1.- Л"об Работает устройство следующим образом.КООРДТЦаТЫ ООЪЕКта ЦЯВЕДЕНИЯ (Ьв И Овв)поступают на входы 19, 21 устройства управления и преобразователя 9. Если телескоп пенаходится в зоне близ горизонта, то код бвв,пройдя через блок 14. поступает на вход сумматора 10 канала 3 управления. На выходесумматора 10 формируется код, пропорциональный углу рассогласования соответственнопо каждой из осей, и так как на выходах 33появляется разрешающий сигнал, то коды подаются ца преобразователи 4 код - аналог.Напряжение с выхода этих преобразователей через усцлитель Б поступает на двигатель7, которые, вращая в соответствующую сторону телескоп, осуществляют наведение телескопа,Рассмотрим работу телескопа в том случае,когда он находится в зоне, близкой к горизонту, Пусть наведение телескопа происходит таким ооразом, что труба телескопа за счет движения по оси б движется от горизонта, а засчет двпжецпя по оси 1 к горизонту, т, е. выполняется условие, сформированное в выражении (8), при этом результирующая скоростьтакова, что происходит движение трубы к горизонту.Вычислительцьш блок 15 непрерывно рассчитывает Лг; по формуле (3).Как только блок 12 сравнения выявит, чтовыполняется условие, сформированное в выражении 10, ца его выходе 34 появляется разреша 1 ОН 11 Ш сигнал, это приводит к тому. чтоца элемент 13 начинает поступать код Лгь темсамым правление приводом / телескопа уже0 происходит в зависимости от того, насколькотелескоп приблизился по х к допмстимой величине го, а це в зависимости от Л/, как былодо этого. Знак напряжения на преобразователе 4 определяется знаком Л 1 поступающим45 ца вход преооразователя 4 непосредственно свыхода сумматора 10. В таком режиме обеспе 1 ивается управление приводом до тех пор,пока Л 1; не уменьшится настолько, что Л 1;((Л 1 оЮ Режим управления, пропорциональньш Лг,может закончиться и переходом вновь на управление приводом пропорционально .М;, когда станет выполняться неравенство /Лг/)/Л 1/з налогично происходит управление теле 55 скопом по оси б в зоне, близкой к горизонтув тех случаях, если при наведении телескопаего труба за счет наведения по осидвижется от горизонта, а за счет двпженця по б, наоборот, к горизонту, прц этом результирую 60 щая скорость такова, что происходит движение трубы к горизонту.На фиг, 2 а, б изображены случаи наведениятелескопа Т на звезду Зв, находящуюся в зоне концевых выключателей по /, Наведение вбо этих случаях происходит с учетом концевоговыключателя 17, сигнализирующего о направлении подхода телескопа. На фиг. 2,а изображен случай наведения телескопа, когда выполняются условия, отраженные в выражении (7), а на фиг. 2,б - условия, отраженные в выражении (6), В оооих случаях на выходе 26 блока 16 формируется сигнал, разрешающий прохождение на вход канала 3 кода, пропорционального величине 180 -- г тем самым труба по б поднимается над горизонтом таким образом, чтооы телескоп мог пройти через положение =126. После прохождения этого положения условие (5) выполняться не будет и телескоп перейдет в один из описанных режимов работы в зоне около горизонта. 1 О 15 2 О 25 зо 35 4 О 45 5 О Наезд телескопа на концевой выключатель 18 возможен только при неисправности устройства. При наезде на этот горизонтальный выключатель снимается сигнал разрешения на элементы 13, тем самым преобразователи 4 выдают на приводе нулевые сигналы и телескоп останавливается. Применение предлагаемого устройства для средних и крупных оптических телескопов позволяет повысить расчетные величины следующих показателей: надежность устройства не менее чем на 60%; вероятность аварийных ситуаций понизить ориентировочно на порядок; амплитуду и длительность переходных процессов уменьшить в 3 - 6 раз. Надежность предлагаемого устройства повышается благодаря тому, что при наведении телескопа он не наезжает на горизонтальный выключатель, тем самым даже неисправность его не вызывает не только опасности аварийной ситуации, но и простоя телескопа, существенно облегчен режим работы привода телескопа в окологоризонтальной зоне, а также облегчается работа оператора за счет того, что при наведении горизонтальный выключатель не участвует в управлении телескопом и срабатывание его свидетельствует о неисправности устройства управления наведением телескопа,В предлагаемом устройстве за счет возможности плавного регулирования скорости телескопа в близгоризонтальной зоне существенно может быть увеличена величина го по сравнению с известным устройством 131 и, следовательно, зона рабочих углов по г телескопа,Формула изобретения Устройство для управления наведением телескопа, содержащее блок анализа координат, логический блок, первый и второй концевые выключатели, первый и второй каналы управления, каждый из которых состоит из привода, подключенного через редуктор к преобразователю угол - код, выход которого соединен с первым входом сумматора и первым входом блока анализа направления вращения, второй вход которого соединен с первым выходом сумматора и первым входом преобразователя код - аналог, выход которого соединен с входом привода, первый вход блока анализа координат соединен с первым концевым выключателем, второй вход - с выходом преобразователя угол - код первого канала управления, третий вход - с первым входом устройства и с вторгям входом сумматора первого канала правления, четвертый вход - с третьим входом устройства, входы логического блока соответственно соединены с вторым и третьим входами устройства и выхочами блока анализа координат, а выход - с вторым входом су мматора второго канала управления, выходы первого и второго каналов правления соединены с соответствющими исполнительными органами теческопа, о т л и ч а юще е с я тем, что, с целью повьпцения надежности устройства, оно содержит вычислительный блок. лва блока сравнения и два элемента И - ИЛИ, в каждом каналеправления первый вход блока сравнения соединен с втопым выходом ст"мматора, входы элемента И - ИЛИ соединены соответственно с входами и выходами блока сравнения, а выход - с вторым входом ппеобоазователя код - аналог, входы вычислительного блока соединены с поеобпазовятелямигол - код соответствующих каналов правления, а выход - с вторыми входами блоков сравнения соответствуюгцих каналов справления, второй концевой выключатель соединен с соответствующими входами элементов И - ИЛИ каждого канала упвавления.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авт. с.373686, 6 02 В 23/00, 31.08.70.2. Лвт. с.431493, 0 05 Р 11/26, 15.05.72, 3, Журкин Н. С. и др. Система управления телескопом диаметром 2,6 м. Новая техника в астрономии, изд-во Академии наук СССР, 1963, вып, 1, с. 13 (прототип) .Тираж 1109тета Совета Министров СССРтений и открытийРаушская наб., д. 4/5 исно Типография, пр. Сапунова,едактор И, Грузов Заказ 1620/2НПО Гос оставитсл ехрсд Е. Изд. М 558 рственного ком по делам изобр 5, Москва, ЖКорректор Л, Брахи