Устройство для управления положениемобекта

Х6 фйфВ А н и ИЗОБРЕТЕНИ тСоюз Севетскик.,СоциалистическикРеспублик 79873 АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВ 1) Дополнительное к авт, саид 51 М. Кл(23) ПриоритетОпубликовано 79 (21) 2758777/18-24 ( )заявки Нов23,01,81 . Бюллетень М 3 С 05 О 3/1 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийта опубликования описания 23018(72) Авторы изобретения згалов и М.А.Великотный 71) Заявитель енинградский институт точной механики и оптики 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМОБЪЕКТА я к управлеуправления ием азлично Изобретение относитснию и предназначено дляпрямолинейным перемещен рго типа машин,5Предлагаемое ус т ройс тв о может н айти применение и в ряце других областей, где требуется бесконтактное высокоточное взаимное автоматическоепозиционирование различных узлов иблок ов .Известно устройство для управленияпри помощи оптического луча, содержащее прожектор, в котором осветительная лампа вращается эксцентрично по отношению к оптической оси объектива и приемную систему из пятифотоприемников. Образуемый прожекто.ром луч также вращается, описывая впространстве коническую поверхность.Ось этого конуса принимается за эталонную прямую, относительно которойрегистрируется положение центра симметрий приемной системы 1),Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для управления положени-.ем,объекта, содержащее установленныйна объекте управления основной приемник излучения, выход которого через последовательно соединенные ши- ЗО рокополосный усилитель и избирательный усилитель связан со входом синхронного детектора, а также два источника излучения, вход каждого иэ которых подключен соответственно к первому и второму выходам генератора противофазных импульсов, а выход че - рез соответствующие конденсор, одну иэ граней разделительной призмы и объектив связан с приемной площадкой основного приемника излучения 2).Недостатком устройства является наличие опорного фотоприемника, располагаемого в зоне засветки модулированным излучением с заданной фазой модуляции, который используется для регистрации направления смещения основного приемника излучения.Пучок лучей, формируемый источниками излучения данного устройства, обладает энергетически симметричной относительно оптической оси структурой, противоположные части которой модулированы одинаковой частотой, но отличаются по фазе на 180 , При расположении центра основного приемника излучения на линии раздела раэнофазных частей пучка (в равносигналь ной зоне) на фоточувствительную площадку попадает одинаковое количествоэнергии обеих фаэ и переменная составляющая сигнала, снимаемого с основного приемника излучения, равняется нулю.При смещении приемника излучения,жестко связанного с объектом, положение которого контролируется относительно равносигнальной эоны,с приемника излучения снимается переменный сигнал рассогласования. Фазаэтого сигнала зависит от направлениясмещения основного приемника излучения относительно равносигнальной зоны и для противоположных направленийсмещения различается на 180оНаличие опорного фотоприемникаприводит к .тому, что при значительных 1смещениях контролируемого объекта онможет попадать в равносигнальную зону, а основной приемник излученияв зону засветкиодной иэ фаз, т,е.может происходить обмен функциями ме ду основным и опорным каналами выделения сигнала рассогласования. Возникающая при этом ошибка контроляпрямолинейным перемещением равна расстоянию между центрами чувствительныхплощадок основного приемника излучения и опорного фотоприемника и, безусловно, превышает допуст"мую величинупогрешности устройства.Таким образом, диапазсн возможныхконтролируемых линейных смещений основного приемника излучения относительно равносигнальной зоны ограничивается расстоянием между основнымприемником излучения и опорным фото 35приемником, Поэтому при необходимости регистрации значительных линейныхсмещений объекта зто расстояние приходится существенно увеличивать,чтосоответственно увеличивает габаритыустройства и в ряде случаев являетсянедопустимым,1 ель изобретения - повышение функциональных возможностей устройствадля управления положением объекта,Указанная цель достигается тем, 45что устройство для управления положением объекта, содержащее установленный на объекте управления приемник излучения, выход которого черезпоследовательно соединенные широко- Ополосный усилитель и избирательныйусилитель связан со входом синхронно.го детектора, а также два источникаизлучения, вход каждого из которыхподключен соответственно к первому ивторому выходам генератора противофазных импульсов, а выход через соответствующий конденсор, одну из гранейразделительной призмы и объектив свя.зан с приемной площадкой приемникаизлучения, содержит формирователь опор ного сигнала и генератор синфазныхимпульсов, каждый выход которого подключен ко входу соответствующего источника излучения, а вход - к третьему выходу генератора противофазных 4 импульсов, причем вход формирователяопорного сигнала соединен со вторымвыходом широкополосного усилителя,а выход - со вторым входом синхронного детектора.На фиг.1 изображена функциональнаяхема устройства для управления положением объекта; на фиг.2 - эпюрынапряжений его блоков,Устройство для управления положением объекта содержит установленныйна объекте управления приемник 1 излучения, выход которого через последовательно соединенные широкополосный усилитель 2 и избирательный усилитель 3 связан со входом синхронного детектора 4, а также два источника 5 и б излучения, вход каждого изкоторых пОдключен соответственно кпервому и второму выходам генератора 7 противофазных импульсов, а выход через соответствующий конденсор 8, одну из граней разделительнойпризмы 9 и объектив 10 связан с приемной площадкой приемника 1 излучения, а также формирователь 11 опорного сигнала и генератор 12 синфазныхимпульсов, каждый выход которого подключен ко вхоцу соответствующего источника 5 и б излучения, а вход - ктретьему выходу генератора 7 противофазных импульсов, причем вход формирователя 11 опорного сигнала соединен со вторым выходом широкополосного усилителя 2, а выход - со вторымвходом синхронного детектора 4,Устройство работает следующим образом.С выхода приемника 1 излучения,который находится в пучке лучейобъектива 10 сигнал В (фиг,2) черезширокополосный усилитель 2 одновременно поступает на входы избирательного усилителя 3 и ча формирователь11 опорного сигнала, Выделение опорного импульсного сигнала из общегосигнала В осуществляется по амплитудному признаку, так как амплитудаимпульсов опорного сигнала значительно превышает максимально возможную амплитуду сигнала рассогласования (это легко можно осуществить,задаваясь соответствующим соотношением уровней противофазного и синфазного тока модуляции источников 5 иЬ излучения).Временное положение опорных импульсов позволяет с помощью формирователя 11 опорного сигнала определить направление регистрируемого смещения объекта по отношению к равносигнальной зоне (базовой плоскости),Избирательный усилитель 3 служит для выделения первой гармоники частоты модуляции излучения источников 5 и б излучения. На выходе избирательного усилителя 3 присутствует сумма взаимно ортогональных первых гармоник основного и опорного сигналов 1 условие ортогональности легковыполняется соответствующей фазировкой в задающей части импульсного синфазного тока Б по отношению к проти.вофазным токам А и А).При условии ортогональности первой гармоники опорного сигнала, подаваемого на опорныйвход синхронного детектора 4 и первой гармоники опорного сигнала,подаваемого с выхода избирательногоусилителя 3 на первый вход синхронного детектора 4, сигнал на выходепоследнего содержит информацию овеличине и знаке рассогласования,не зависящую от уровня первой гармоники опорного сигнала, снимаемогос выхода избирательного усилителя 4,Таким образом, иэ общего сигналаВ выделяется лишь основной сигналрассогласования. Для выполнения указанного выше условия ортогональностиформирователь 11 опорного сигналадолжен содержать линию задержки (временная фиксация входного импульсногоопорного сигнала осуществляется попереднему ФРонту)Время задержкидолжно удовлетворять условиюлоп. имп- 7230где 1 - время задержки;д улопорного сигнала,При работе устройства для управления положением объекта исключается возможность ошибочного обмена функциями между опорным и основным каналами. Формула изобретения Устройство для управления положением объекта, содержащее установленыый на объекте управления приемник излучения, выход которого черезпоследовательно соединенные широкополосный усилитель и избирательныйусилитель связан со входом синхронного детектора, а также два источника излучения, вход каждого из которых подключен соответственно кпервому и второму выходам генератора противофазных импульсов, а выходчерез соответствующий конденсор,одну из граней разделительной призмыи объектив связан с приемной площадкой приемника излучения, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностейустройства, оно содержит Формирователь опорного сигнала и генераторсинфаэных импульсов, каждый выходкоторого подключен ко входу соответствующего источника излучения, авход - к третьему выходу генераторапротивофазных импульсов, причем входФормирователя опорного сигнала соединен со вторым выходом широкополосного усилителя, а выход - со вторымвходом синхронного детектора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Цукерман С,Т Гриднн А.С.управление машинами при помощи оптического луча, 31., Машиностроение,1969, с,27-33,2. Цукерман С.Т 1 рндин А.С.Управление машинами при помощи оптического луча Л., Машиностроение,1969, с,43 (прототип),/62 ВНИИП по 13035, Тираж 951Государствеелам изобреосква, Жнноготений Рауш Подписиомитета СССРоткрытийкая наб., д.4/5