Система управления телескопом

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 119) 0 РЕСПУБЛИН 51)4 С 05 Р 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ельство СССР23/00, 1970о СССР6, 1972о СССР1/02, 1974,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕЛЕСКОПОМ (57) Изобретение относится к астро- приборостроению и может найти применение при управлении оптическими телескопами, Целью изобретения является повышение быстродействия системы. Поставленная цель достигается за счет управления телескопом по экваториальной монтировке при нахо:кдении его в близгоризонтной зоне, пропорционально зенитному расстоянию допредельного поло)кения, а управление приводом телескопа по оси склонения ведется таким образом, чтобы обеспечить двюкение телескопа вблизи верхней границы блиэгориэонтальной зоны. 3 ил. сЖИзобретение относится к астроприборостроению и может быть использовано при управлении оптическими телескопами.Цель изобретения - повышение быст 5родейстния системы.На фиг.1 представлена функциональная сх".ма системы, на фиг.2 - функциональная схема блока управления,на фиг.3 - функциональная схема вычислительного блока.Система включает телескоп 1,блок 2 управления, датчик 3 констант,вычислительный блок 4, вычитатели5 и 6, компараторы 7 и 8, элементИ 9, второй 10 и первьп 11 логические блоки, привод 12, преобразователь 13 угол-код, первьп 14 и второй 15 входы системы, первьп 16 20и второй 17 входы и первьп 18 и второй 19 выходы вычислительного блока 4, второй 29 и перньп 21 входыи второй 22 и первый 23 выходы первого нычитателя 5, первый 24 и второй 25 входы первого компаратора 7,первый 26 и второй 27 и третий 28входы, вал 29 и первый 20, второй31 и третий 32 выходы блока 2 управления, первый 33, второй 34 и третий 35 входы элемента И 9, третийпрямой 36, первый инверсный 37,пятый прямой 38, первый прямой 39,четвертый прямой 40, второй инверсный 41, третий инверсный 42 и шес 35той прямой 43 входы второго логического блока 10, второй прямой 44,четвертый прямой 45, первый прямой46, третий прямой 47, второй инверсньп 48, первьп инверсный 49,пятьп прямой 50 входы первого логического блока 11, компараторы 51 и 52.нычитатель 53, датчик 54 констант,элементы И-ИЛИ 55, логический блок56, элемент И 57, преобразователь45угол-код 58, привод 59, блок 60 анализа направления вращения, компаратор 61, блоки 62 и 63 вычисления косинуса, блок 64 вычисления синуса,блоки 65 и бб умножения, блок 67ньншсления агссоя, датчик 68 констант, сумматор 69, вычитатель 70.Принцип действия системы основанна следующем.В близгоризонтной зоне н случаебольшого рассогласования по осии движения по этой оси вниз управления приводом оси о производитсяпропорционально рассогласонанию меж где Е - текущее зенитное расстояниет,телескопа 1;7, - величина верхней граицыЬблизгоризонтной зоны;М - текущее значение рассогласования по осиконстанта,Ц - означает, что перемещениетелескопа 1 по оси 1 вызывает движение телескопа 1вниз, т.е. в направленииувеличения 2,Управление приводом оси 3 , пропорциональное рассогласонанию междутекущим значением зенитного расстояния телескопа и предельно-допустимым зенитным расстоянием телескопа 1,производится в близгоризонтной зонетолько при нахождении телескопа 1по осивблизи объекта наведения,Этот режим, называемый далееО (2), задается при ныполненииили условии: Е, ) ЕЬ,ю,1(мздпд 8; равен1 ь 31 6или условийХт ) Е6 17 6 ", тТ Фз 1 цп 63; раненао;отекущее значение рассогла(сования по оси ознак рассогласования о (при нахождении телескопа 1 в близгоризонтной зоне знак "- соответствует движению трубы телескопа вниз),константа, определяющая минимальное значение 6при котором задается режим 8 и),з 18 пбО -ду положением телескопа 1 по зенитному расстоянию и верхней границей близгоризонтной зоны. Этот режим, называемый дале оо (Х ), обеспечивает удержание телескопа 1 около верхней границы близгоризонтной зоны.Этот режим задается, если выполняются одновременно следующие условия:означает, что перемещение телескопа 1 по оси 1 вызывает движение телескопа 1 вверх,Управление приводом оси С, пропорциональное рассогласованию между текущим значением зенитного расстояния телескопа 1 и его предельно-допустимым зенитным расстоянием (этот режим называется далее Т(2 ч), производится в близгоризонтной зоне при выполнении следующих условий: г1 ) е дс - конст4) 5 На фиг.3 показаны промежуточные результаты вычислений, получаемые на выходе блоков, входящих в состав вы 55 числительного блока 4. На его выходе 19 формируется значение Е.,Логический блок 10 может быть реализован с помощью элемента И на четыгд анта, определяющаяминимальное значение 4 тпри котором задается режим г.(2 )20нВведенные в систему элементы иблоки реализуют следующее: второйкомпаратор 8 определяет выполнениеусловия аа 1второй вычита 1 Ф25тель 6 определяет выполнение условияЕ, ) Еь, элемент И 9 анализируетсоотношение (1) 1 второй логическийблок 10 анализирует условия (2,3);первый логический блок 11 пропускает на управление приводом осиуправлякзций код в трех различных случаях управления прибором.созЧсоз,созт, + згпЧз 1 пВ,Е .= агссозЕт. (5)г= Е-гн,35где у - широта места установкителескопа",текущие координаты телескопа по оси Т,3 ,поступающие, соответственно,на 40входы 16 и 17 вычислительного блока 4;Е - предельно-допустимое полонжение телескопа 1 по зенитному расстоянию, 4562 - рассогласование между текуищим положением телескопа 1и его предельно в допустимположением Ен, которое формируется на выходе 18 вычислительного блока 4. ре входа, элемента И на пять входов и элемента ИЛИ на два входа.Логический блок 11 может быть реализован с помощью двух элементов И на два входа, элемента И на три входа и элемента Б 1 И на три входа.Логический блок 56 может быть реализован с помощью двух элементов И на три входа, элемента И на два входа, элемента ИЛИ на три входа.Система работает следующим образом.Координаты объекта наведения Т;,3поступают соответственно на входы14 и 15 системы и далее на входы вычитателей 53 и 5. Преобразователи58 и 13 угол-код, установленные наосях телескопа 1, измеряют непрерывно текущие положения Т,8 телескопа 1.Измеренные значения с выхода преобразователей 58 и 13 угол-код поступают соответственно на входы вычитателей 53 и 5,На первых выходах вычитателей 5и 6 формируются соответственно значения рассогласования по г. и о"т ф (6)48, =3,-8,(7)На вторых выходах вычитателей5 и б формируются соответственноз 1 рп 61 и я 1 вп 5, причем сигнал "1",если знакии ь 8 равны "-".1С первых выходов этих вычитателейзначения ЬТ. и Ьо поступают на первые1входы соответственно компараторов52 и 7, на выходе которых формируется сигнал "1", еслиа г, 1) аь 3,бо, причем константы ьг и ьэпоступают на вторые, входы компараторов с выходов датчиков 54 и 3 констаит.Рассогласование Г поступает на1вход компаратора 8, на второй вход которого поступает величина Ь Т,с выхода датчика 3 констант. На выходе компаратора 8 Формируется сигнап"1", еслиьЕ т М,С выходов преобразователей 8 и 13 угол - код значения Г и б поступаютт;на входы вычислительного блока 4, который формирует на своем выходе 18 значение й 2, а на выходе 19-2 которое поступает на второй вход вычп - тателя б, На первом выходе вычитателя 6 формируется код, пропорциональный величине Еьа на втором выходе формируется сигнал 1, если величина положительная, т. е, 2 ), 2, причем 2, поступает на вход вычитателя с выхода датчика 68 констант.Блок 60 анализа направления формирует сигнал " 1 на выходе элемента И-ИЛИ 55, соответствующий сигналупри выполнении следующих условий:О-12з 18 п ь 1 равен "+" или о 15 12 с Т .24 здп ь ; равен - . (10) Условие (9) реализуется элементом И-ИЛИ 55 и компаратором 61, на входы которого поступают,с вы хода преобразователя 58 угол-кодь л и константы 0 и 12 с выхода датчика 54 констант, а на.выходе компаратора 61 формируются сигналы "1" с.оответствецно при С12" и12 . Элемент И-ИЛИ 55 срабатыт, - вает при наличии этих сигналов и сигнала 0 ца втором выходе вычита - теля 53.Условие (10) реализуется элементом И-ИЛИ 55 и компараторам 51, ца вход которого постуйают.и константы 12 и 24 , а ца выходах компаратора 51 формируются сигналы "1" соответственно при ет 12 и. 24 . Элемент И-ИЛИ 55 срабаТ тывает при наличии этих сигналов и сигнала " 1" на втором выходе вычитателя 53.Рассмотрим различные случаи наведения телескопа 1,1, В процессе наведения телескоп 1 не находится в блиэгоризонтной зоне, т.г, 2 .2 . При этом на втором выходе вычитателя 6 формируется сигнал 0, который поступая на входыэлементов И 9 и логического блока 1 О, приводит к формированию ца их выходах сигналов "О", вызывающих прохождение через логический блок 11 кода Й поступающего на вход 50 логичес кого блока 10, а поступая на вход логического блока 56, открывает его для прохождения кода ЬС с первого выхода вычитателя 53.55Таким образом, в этом случае иаведения приводы 59 ц 12 управляются по сигцачам рассотласоцация Л., и Ьо2, В начале наведения телескоп 1 находится в близгоризоцтцой зоне (ца втором выходе вычитателя 6 сигцал "1"), вблизи от объекта наведения, т,е.ЬТй 1, (ца выходе компаратора Я сигнал "0 ), рассогласование ЬС;бТ, ца выходе компаратора 52 сигнал "1") и рассогласование ЬЗ;Ьо,(на выходе компарато - ра 7 сигцал "1")Управление приводами 59 и 12 в этом случае на зависит друг от друга, поэтому рассмотрим отдельцо следующие варианты,2.1. По оси о рассогласование имеет знак "- (ца втором выходе вычитателя 5 сигнал " 1") .При этом срабатывает логический блок 10, сигнал "1" ца выходе которого задает режим о (2 ) (выполняютсяиусловия (2) . Этот режим реализуетсяв результате пропускания через логический блок 11 кода Ь 2, поступающего на его вход 46, Таким образом, привод 12 телескопа 1 управляется по сигналам рассогласования, пропорцио - нальным 62 ц. По мере уменьшения рассогласования Ь 2 уменьшается и рассогласование Й . Как только (Ьо(ао, на выходе компаратора 7 устанавливается сигнал иО, по которому на выходе логического блока 10 устанавливается сигнал "0. При этом логический блок 11 пропускает на при вод, 12 код Д поступающий на свой вход 50. Тем самым происходит смена режима б (2 ) на управление приводом 12 пропорционально рассогласованию бо,.г2.2, По оси о рассогласование имеет знак "+" (на выходе 22 вычитателя 5 сигнал "0"). При этом на выходе логического блока 10 устанавливается сигнал "0" и управление приводом 12 производится по сигналам рассогласования Ьоо так, как в случае 1,2.3. По оси с состояние т,е, перемещение телескопа 1 ио оси вызывает движение телескопа 1 вццз. При выполнении условий (9) или (10) ца выходе элемента И-ИЛИ 55 сигнал "1".При этом срабатывает олемецт И 57 и логический блок 56 пропускает код Ь 2 на вход привода 59, Эадается ре -нжим с(2 ), при котором привод 59 управляется по сигналам расеи нисон- ция Ь 2 . По мере умеиьшг иил риссогии -нсования Ь 2, умецьшиетсл и рассоглц -сование д Т . Как только 1 дС 1 дТ1 Она выходе компаратора 52 устанавливается сигнал О". При этом логический блок 5 Ь пропускает на привод 59код дС;. Тем самым произойдет смена5режима С(2 ) на управление привондом 59 по сигналам рассогласованияд,2.4. По оси 1 ,состояние(навыходе элемента И-ИЛИ 55 сигнал "О").При этом управление приводом 59производится по сигналам рассогласования так, как в случае 1.3, При наведении телескопа 1 оноказывается в близгоризонтной зоне(на втором выходе вычитателя Ь сигнал "1"), телескоп 1 по оси С находится не вблизи объекта наведения,т.е.1 д 1;1д 1(на выходе компаратора 8 сигнал " 1"), по оси с состояние1 (на выходе 31 блока 2 управ -ления сигнал "1"), При этом срабатывает элемент И 9, открывая логический блок 11 для прохождения на привод 12 поступаяпего на свой вход 44кода д 2 ь. Устанавливается режимо(2 ь), при котором привод 12 управляется по сигналам рассогласования д 2 . По оси С управление приводом 12 производится в режиме (2 )нтак,как в случае 2.3. Таким образом,отработка большого рассогласованиядС, производится при удержании телескопа 1 за счет привода 12 в положении, близком к верхней границе блнэго З 5ризонтной зоны. Этим обеспечиваетсяотработка рассогласования дС; со скоростью, близкой к максимальной.Как только рассогласование д й;уменьшается настолько, что 1 дс,1дг.1140режим 3 (2 ) сменится на режим Ь (2)система работает так, как в случае 2.4. Ситуация, аналогичная случаю 3,за исключением того, что по осисостояние1 (на выходе 31 блока 245управления сигнал "О"). При этом поосителескоп 1 наводится так,какв случае 1,а по оси а так, как вслучае 2.1,5. Телескоп 1 во время наведенияпроходит через положение, при котором С-г =-12", причем значение координаты объекта наведения таково,.чтоне возможен проезд телескопа 1 черезэто положение при , = о, из-за низкого положения телескопа 1 по 2.Эта ситуация возможная только принахождении телескопа 1 на значительном расстоянии по оси от объекта наведения, так как при ( ддС . Приэтом реализуется случай 3 наведениякогда телескоп 1 удерживается в положении, близком к 2 , эа счет автоматического задания соответствующего положения ОСкорость обработки раст,согласования д. близка к максималь 1ной.Во всех описанных случаях наведения оно заканчивается при 1 Ь.( 63 ио1 ат,1 д сПредлагаемая система обеспечиваетпрохождение телескопом 1 со скоростью,близкой к максимальной, перечисленныхвыше участков, где у известной системы происходит замедление обработкирассогласования дй;. В результатев этих случаях время наведения телескопа при применении предлагаемогоустройства уменьшается в 2-4 раза.Это позволит приблизительного на15-3 ОЕ уменьшить среднее время наведения телескопов, у которых значительное число наведений выполняетсяв близгоризонтную зону (например,наведение на реперы, эталонные источники света и т.п.),Таким образом, быстродействие предлагаемой системы устройства по сравнению с известной на 15-ЗОХ вьппе,время выпопнения наведения в некоторых случаях наведения в 2-4 разаменьше.Формула изобретенияСистема управления телескопом, содержащая блок управления, первый вход которого является первым входом системы, второй вход соединен с первым выходом вычислительного блока и с первым входом первого логического .блока, первый выход кинематически связан с первьпи валом телескопа, а второй выход соединен с первым входом вычислительного блока, подключенного вторым вкодом к выходу преобразователя угол-код и к первому входу первого вычитателя, соединенного первым выходом с первым входом первого компаратора, первый выход второго вычитателя соединен с вторым входом второго логического блока, подключенного выходом к входу привода, вал которого кинематически связан с вторым валом телескопа и с валом преобразователя угол-код, о т л и ч а ю щ а я 13906с я тем, что, с целью повышения быстродействия системы, в ней установлены второй компаратор, элемент И и датчик констант соединенный перВ5 вым выходом с первым входом второго компаратора, вторьщ выходом - с первым входом второго вычитателя и третьим выходом - с вторым входом первохо компаратора, подключенного выходом к первому и второму прямым входам второго логического блока, соединенного третьим и четвертым прямыми входами к вторым выходам второго вычитателя, с третьим входом блока управления и с первым входом элемента И, пятым и шестым прямыми входами - с вторым выходом первого вычитателя, первым и вторым инверсными вхооо одами - с выходом второго компаратрраи с вторым входом элемента И, третьиминверсным входом - с третьим выходомблока управления и с третьим входомэлемента И, а выходом - с третьимпрямым и с первым инверсным входамипервого логического блока, подключенного четвертым прямым и вторым инверсным входами к выходу элемента И,а пятым прямым входом - к первомувыходу первого вычитателя, четвертый выход блока управления соединенс вторым входом второго компаратора,второй выход вычислительного блокасоединен с вторым входом второговычитателя, а второй вход первоговычитателя является вторым входомсистемы.1390600 тавитель Г.НефедоваедИ. Верес Корректор О. Кравцова дактор Е.Папп аказ 1767 46 одписное графическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,роизводствен Тираж 866 ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Иосква, Ж, комитета СССР открытий ская наб д, 4/5