Система управления телескопом

1 12Изобретение относится к астроприборостроениуо и может найти применение при управлении крупными и сред- .ними оптическими телескопами.1 ель изобретения - расширениезоны рабочих углов системы.На фиг.1 представлена функциональная схема системы; на фиг,2, -функциональная схема одного из вариантов реализации логического бло"ка; на фиг,3 - функциональная схемаблока сравнения; на фиг.4 - функциональная схема блока ограничения;на фиг.5 - зависимость между расстоянием телескопа до предельногоего положения и максимально допусти-мой скоростью его движения,Схема предлагаемой системы содержит телескоп 1, привод 2; преобразователь угол - код 3, блок 4 концевыхвыключателей, преобразователь код "аналог 5, второй и первый постоянныезапоминающие блоки .6 и 7, блок 8ограничения, элемент 2 ИИЛИ 9,первый, второй и третий сумматоры10,11 и 12, блок 13 .сравнения, логический блок 14, элемент ИЛИ 15., первый, второй и третий входы системы16,17 и 18, выходы 19 и 20 блока 4концевых выключателей, регистр 21,выход 22, третий, второй и первыйвходы 23,24 и 25 логического блока14, первый и второй входы 26 и 27блока 8 ограничения, снгнум-реле 28,детектор 29, элементы 30 - 34. срав-нения, элемент И-ИЛИ 35, выход 36блока сравнения 13, элементы 37и 38 сравнения, элементы И 39 и 40,элемент ИЛИ 41, элемент 42 сравнения, элементы И 43 и 44, элементИЛИ 45, вычислительное устройство46, источники 47,48 и 49 постоян"ного сигнала, общая шина 50, источники 51 и 52 постоянного сигнала,выходы 53 и 54 элемента сравнения.42. На фиг.5. обозначены Ч - максимально допустимая скорость вращениятелескопа 1, Ьф - расстояние допредельно допустимого положениятелескопа 1.На фиг.5 показана зависимостьмежду расстоянием телескопа 1 допредельного его положения и.макси-.мально допустимой скоростью егодвижения для данной системы.На участке БВ эта зависимостьизображена кривыми. д (случай движения телескопа 1 в направлении предельного положения) и Я (случай про 38026 2тивоположного направлениядвижения),Форма кривой а до точки Ч(0,050,1) Ч, на участке ЬГблизка к зависимости пути свободного выбега телескопа от скорости(обычно параболы), на участке 6 Гэкспонента. Запретная эона телескопа (ФЬ) у данной системы существенно., меньше, чем у известных систем, иопределяется величиной пути торможениятелескоиа 1 в случае выклю- .чения напряжения сети при скоростителескопа 1, не превышающей приблизйтельно 5-10 Х от максимальной.Большой диапазон рабочих углов сочетается с высокими скоростями взоне, близкой к предельному положению (участок ВВ, фиг.5), а такжеотсутствием возможности аварийнойситуации при вькоде из строя одногоиз функциональных блоков системыЗависимость, представленная нафиг,5, реализуется в постоянныхзапоминающих блоках б и 7 путем 25 прошивки адресных шинБлок 4 концевых выключателейсодержит два концевых выключателя( Би "Ь"), срабатььающих в поло-.жениях телескопа 1, соответствующихточкам Б и Ь на фиг.5, при этомна выходах .19 и 20 блока 4 концевыхвыключателей формируется сигнал "1".Вычислительное устройство 46 содержит источник 47 постоянного сигналаф сумматоры 10 11 и 12 фпостоянные запоминающие блоки6 и 7, логический блок 14 и регистр21, .Логический блок 14 содержит сигнум-реле 28, детектор 29, элементы4030;31,32 и 34 сравнения, элементИ-ИЛИ. В качестве детектора 29 приме.няется детектор с линейной характеристикой.Блок 3 сравнения содержит элементы 37 и 38 сравнения, элементыИ 39,40; элемент ИЛИ 41 и источники51 и 52 постоянного сигнала. На одинвход подается величина Ч, прапор.циональная 6, на другой - сиг 50 нал "КВ". Величины Ь(р , А( являютсяконстантами и формируются вйутриблока 13 сравнения в источниках 51и 52 постоянного сигнала.Блок 8 ограничения содержит эле 55 мент 42 сравнения, элементы И 43 и 44и элемент ИЛИ 45. Блок 8 ограниченияпропускает без изменения код, поступающий на его вход 27, в том слу(5) з 1238026 4чае, если абсолютная величина этого мость, представленную на фиг.5,межкода меньше кода, поступающего на ду величиной Ьц, поступающей в виьфвход 26. Если абсолютная величина де кода на их входы, и выходной вебольше, то блок 8 ограничивает на личиной Ч, определяющей максимальсвоем выходе эту величину до значе но допустимую скорость телескопа 1,ния, поступающего в данный момент которая формируется кодом, эаложенна вход 26. Код,.поступающий на вход ным ("зашитым").в постоянных запо 27 обозначен через Х,"на вход 26 - минающих блоках 6 и 7, Эта функциочереэ У. На выходе 46 элемента 42 нальная зависимость может быть описравнения формируется сигнал 11111, 10 сана следующим выражением:если Х У, на выходе 47 - если Х 7, если Ьц дч, то Ч = Ч;Функциональная схема изображена для11 Е фафслучая, когда коды Х иУ однораз- если ЬдгД 11 ЬЧв 1 то Ч = К (ь 4 л ЬЧг)рядные, в случае многоразрядного кодаколичество элементов И 43 и 44 должно 5 если д йдцвстобыть увеличено пропорционально ко-личеству разрядов кода, (1 . )Система содержит телескоп 1,например, на азимутальной монтиров- где К, а - константы;ке: на оси 2 .(зенитное расстояние) 0 Ьач в, Ьв - значения Ь(, иэобустановлен привод 2, кинематически раженные на фиг.5 соответственно буксвязанный с преобразователем угол - вами Б, В, Г,код 3 и блоком 4 концевых выключателей. Регистр 21 .задерживает на одинСистема работает следующим об такт опроса код преобразователяразом.угол - код 3. Поэтому сумматор 12,На вход. 7 системы поступает РассчитываЯ Разность кодов текУщепредставленное последовательным ко- ,го и предыдущего опросов преобразовадом расчетное значение абсолютной: теля угол - код 3, определяет в совеличины скорости движения .телескоответствующем масштабе фактическуюпа(по оси Е). . скоРость движениятелескопаНа вход 18 системы поступает ин- , На входы 23, 24, и 25 логическогоФормация о знаке величины о - блока 14 поступают сигналы 88 п ц1 Дз 18 пЧ . Если знак соответствует дви- Ю 11 Ч . Логический блок 4 акали- Ржению в направлении предельного поло- зирует следующие соотношения:жения телескопа 1, то з 18 пф1, з 89 рБЮп 1 Р (2)Р(Э)то зщпфО, а когда ф = 0 в те- зЮп Ч, = 2, ф,р, О, (4)чение промежутка времени 1, , то на где зКп Ч 11 - знак величиныу,вход 18 системы поступает сигнал Если выполняется хотя бы одйо из40зщп д = 2. Преобразователь угол - этих соотношении, на выходе логичесРкод 3 опрашивается тактовыми импуль-, кого блока 14 формируется сигнал сами, поступающими на вход 16 систе- Блок 13 сравнения анализирует следуюмы, и формируется код, пропорциональ- щее соотношение:ный фактическому положению у теле-ЬЧлЬЧ в 11 тскопа 1.ЮСумматоры 10 и 11 Рассчитывают Ио дцв КВ = 1 . 6)текущее расстояние телескопа 1 допредельного положения: где ду . - минимальное значение Ь,при котором срабатывает концевойД 11 ф Ю 1 ЧКВ 50 выключатель 5 в блоке 4 концевых11 11где (- сигнал, поступающий свьпслючателей;выхода источника 47 постоянного сиг-.нала, равный т 1 о величине коду преобра- при котором срабатывает концевой выэователя угол - код 3, соответст- ключатель "Ь" в блоке 4 концевыхвующему предельному положению теле выключателей,скопа 1 (точке Д, фиг,5). КВ= означает, что концевой выклюПостоянные запоминающие блоки б чатель "Ь" сработал, при этом наи 7 реализуют функциональную зависи-, выходе 20 блока 4 концевых выклю38026 5 12 чателей формируется сигнал "1". КВ=О означает, что концевой выключатель "В" не сработал, при этом на выходе 20. блока 4 концевых выключателей формируется сигнал "О"..Рассмотрим различные варианты работы системы.1. Телескоп 1 находится далеко от предельного положения, т.е. Фактическое расстояние телескопа 1 до предельного положения больше или равно значению р в точке 8 (фиг,5). При этом, как следует нз фиг.5, Ч = Ч , гдеЧп - максимальная скорость привода 2.Тактовые импульсы, поступающие на вход 16 системы, опрашивают преобразователь. угол - код 3, ца выходе которого с частотой тактовых импульсов :Формируется код, пропорциональный положению телескопа 1. Этот код поступает на регистр 21, который при поступлении тактовых импульсов на другой его вход задерживает на один такт код преобразователя угол - код 3, поступающий с его выхода на вход сумматора 12. Таким образом, сумматор 2,рассчитывая разность кодов текущего и предыдущего опросов пре- образователя угол - код 3, определяет в соответствующем масштабе фактическую скорость движения у телескопа 1, Формируемую на выходе сумматора 12 в виде двоичного кода, знаковый разряд которого фиксирует направление вращения телескопа 1.Код преобразователя угол - код 3 поступает на входы сумматоров 10 и 11, на выходе которых Формируется в соответствии с формулой (1) значение щ , которое, поступая на входы постоянных запоминающих блоков 6 и 7, формирует на ихвыходах код, соответствующий величине Ч ,(Фиг.5),Поступающий на вход 17,системы код, пропорциональный /Ч /, проходит беэ ограничения величины на выход блока 8 ограничения..1. Пусть телескоп 1 неподвижен и на вход 17 системы подается сигналО, в этом случае на входе системи присутствует сигнал зхфпф = 2, на входы логического блока 14 поступаютсигналы: с выхода сумматора12 -( = О, так как телескоп 1 неподвижен; с выхода блока 7 - Ч с выхода 18 системы - з 1 дпЦ = 2. 6Так как ни одно из соотношений2-4 не выпелняется, на выходе логического блока 14 формируется сигнал "0".Телескоп 1 находится далеко отпредельного положения, поэтому навыходах 19 и 20 блока 4 концевыхвыключателей формируется сигнал "0".На вход блока 13 сравнения посту1 О пает с выхода блока 6 сигнал ЧЧ при котором.Ырьд" . Приэтом соотношения 5 и 6, аналиэируе"мые блоком 13 сравнения, не выполняются. Так как КВ=О и на выходе 20 15 формируется сигнал "0", на выходе 36блока 13 сравнения формируется сигнал "0", При поступлении. сигналов"О" с выходов блока 4 концевых выключателей, блока 13 сравнения и 20 логического блока 14 на входы элемента ИЛИ 15 на его выходе формируетсясигнал "О", при котором привод 2находится во включенном состоянии,. На вход элемента 2 ИИЛИ 9 пос тупает сигнал з 18 пс = 2, при котором элемент закрыт для прохождениякода, т,е, на его выходе формируетсякод "0", который преобразуется далеепреобразователем код - аналог 5 в зо нулевое напряжение, и привод 2 таким образом продолжает оставатьсянеподвижным;1.2, Пусть система находится всостоянии, описанном в п.1.1, послечего в момент времени, соответствую"щий поступлению на вход 16 системы,Код, пропорциональный /(р ,.проходит без изменения На выход блока8 ограничения и элемента 2 ИИЛИ 9,открытого сигналом зЦп1 навходе 18 системы.45 Преобразователь код-аналог 5формирует на своем выходе сигнал,пропорциональный коду, поступающемус выхода элемента 2 ИИЛИ 9, знаккоторого соответствует сигналу навходе 18 системы, Этот сигнал поступает на включенный привод 2, который вращает телескоп 1 со скоростью,пропорциональной поданному на привод 2 сигналу 55 По (ь+)-му тактовому импульсупреобразователь угол - код 3 измеря"ет новое положение телескопа 1, ина выходе сумматора 12 формируется7 1238026 8код ( , пропорциональный скоростиотрим ра оту системы ввращения телескопа 1, При этом логи- случае выхо ае выхода из строя одного изческий блок 14 оп е е14 р д ляет, что нЬ функциональных элементов устройства.выполняется ни одно из соотношений . 4 1. П усть вышел из строя один2-4, так как 5 или несколько следующих блоков,з.дпд = з 18 пй обеспечивающих работу системы: пос/сЧ/1 г ( Чтоянный запоминающий блок 6 блок 8Уограничения, элемент 2 ИИЛИ 9,При этом логический блок 14 ипреобразователь код - аналог 5,элемент ИЛИ 15 срабатывают так, как О сумматор 11, приво 2, П ипривод . ри этом вопривод остается всех случаях, когда телескоп 1 мовключенным и вращение телескопа 1 жет оказаться в нерабочей зоне с апродолжается.ра оче зоне, срабатывает логический блок 14;2. Телескоп. 1 находится в зонеБЬ- при неправильном направленииизображенной на фиг.5 точка В 15В 5 движения - выполняется соотношение 2в зону не входит), П ие 20 б о), р этом на выхо- - при превышении допу йд лока концевых выключателей фор- личины с остимо вены скорости - выполняется соотмируется сигнал 1", С выхода посто- ношение 2.янного запоминающего блока 6 на вход С игнал с выхода логическоголока вызовет срабатывание элеблока 13 сравнения поступает код 20 б 14Ч сЧЧ , при котором Ьф св ло ,по- мента ИЛИ 15, сигнал которого,этому соотношения 5 и 6 анализи руе- поступая на вход остановки привомые блоком 13 сравнения, не выпол- да.2, вызовет остановку телескопа 1.няются и на его выходе формируется 4.2. П и несигнал "0".ри неисправности преобразоФ25 вателя угол - код 3 контроль его.1, Если зх 8 п с = 1 и сигнал9 р по сигналам концевого выключателя/дна входе 17 .системы большевыявит невыполнение одного иззначений Ч 1 образующих кривую д на соотношений 5 6 что пчто приведет кто лок 8 ограничения умень" срабатыванию блока 13шит сигнал , о веллока сравнения ид , до величины, сформи остановке привода 2 по сигналу эле(, о велрованной постоянным запоминающим мента ИЖ 15. Если неисправностьблоком 6. Таким образом скоростьр преобразователя угол - код 3 вырателескопа .1 будет .снижена. На выхо нсо- зится в отсутствии изменения кодаде постоянного запоминающего блока при вращении телескопа 1, то б ет7 также будет сформирован сигналудвыполняться соотношение 4, при котосоответствующий изображенной наФиг 5ром за счет срабатывания логического.иг. точке на кривой Ц при данном бблока 14 привод 2 будет остановлен.остальном система будет работать так, как в сл аер - Если неисправность преобразовате.и .уч , описанном в ля угол - код 3 прпроизойдет в не 2,2140 посредственной близости от точки Б.2. Если з 8 пЮ р = О,то элемент2 ИИЛИ 9 рсм.фиг.5), возможно перемещение- ИЛИ 9 открыт для прохо енияр жд ятелескопа 1 за счет инерционностикода ц ( на входе 17 системы. За-привода 2 в зо Рбанное тв зону , при этом вд ое таким образом движение теле- точке Б с абскопав сто он ие сра атывает концевой выпредельномскопа в сторону, противоположную 45 ключатель "б"блока 4 концевых выу положению, будет отра- ключателей. По сигнал "1"батываться беэ ог аи. о сигналу 1 , постураниченйя скорости, лающему с выхода 9 на вхо эчто отражено на фиг.5 кривой о,на вход элемента ИЛИ 15 привод 2 также останавливается. Зона Р Б - зона невозврат 3. При движении телескопа ного ограничения перемещения телевнезапно выключается сетевое напря- скопа 1, т.е. вывод телескопаизжение. Форма кривой ц , изображен- этой эоны требует вмешательства оленой на фиг.5, близка к зависимостипути свободного выбега от скорости 4.3(обычно параболы). Таким образом, 55 ествлНеисправность блоков ос -Утеле скоп остановится в этом слузо , ществляющих функции контроля сумма 1 О 2чае в пределах бторов и 1ра очеи зоны телепостоянного запомископа 1 13нающего блока 7, регистра 21 блока3 сравнения, логического блока 149элемента ИЛИ 15, блока 4 концевых выключателей, не может вызвать аварийной ситуации, так как в этом случае управление телескопом 1 будет происходить или правильно, или телескоп 1 остановится.По сравнению с системами управления наиболее совершенных телескопов (например, телескопом БТА с диаметром зеркала 6 м) применение данной системы позволит увеличить зону рабочих углов телескопа 1 и скорость наведения телескопа в зонах, близких к зениту и горизонту, что повышает быстродействие системы. 12380 0 15 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и. я 1.Система управления телескопом, имеющая три электрических входа и со. 20 держащая элемент ИЛИ и последовательно соединенные элемент 2 ИИЛИ, преобразователь код - аналог и.привод, вал которого кинематически связан с валами телескопа, блока кон цевых выключателей и преобразователя угол - код, подключенного выходом к первому входу вычислительного устройства, соединенного первым выходом с первым входом блока сравнения, 30 о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения зоны рабочих углов системы, в ней дополнительно установлен блок ограничения, подключенный первым входомк первому выходу вычислительного устройства, вторым входом - к второму электрическому входу системы и к первому входу элемента 2 ИИЛИ, а выходом - .к второму входу элемента 2 ИИЛИ, 40 ,третий и четвертый входы которого соединены между собой и подключены к 26 10третьему электрическому входу системы, к второму входу преобразователя код - аналог и к второму входувычислительного устройства, соединенного третьим входом с первымэлектрическим входом системы. и сэлектрическим входом преобразователя угол - код, а вторым выходом - спервым входом элемента ИЛИ, подключенного выходом к второму входу привода, вторым входом - к первому выходу блока концевых выключателей,а третьим входом - к выходу блокасравнения, соединенного вторым входом с вторым выходом блока концевыхвыключателей,2. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я .тем, что вычислительноеустройство содержит последовательносоединенные источник постоянногосигнала, первый сумматор, первыйпостоянный запоминающий блок и логический блок, последовательно соединенные второй сумматор и второйпостоянный запоминающий блок ипоследовательно соединенные регистри третий сумматор, подключенныйвыходом к второму входу логическогоблока, выход источника постоянногосигнала соединен с вторым входом.второго сумматора, второй вход которого соединен с вторыми входамипервого сумматора, регистра и третьего сумматора и является первым входом вычислительного устройства,третий вход логического блока, первый вход регистра, выход второгопостоянного запоминающего блока ивыход логического блока являютсясоответственно вторым и третьим входами и первым и вторым выходами вычислительного устройства,1238026 еффф Редактор М орректор Г.Решетник Тираа 83 бГосударственного комитета СССелам иэобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб.,писное д.4Производственно полиграфическое предприятие,г.Ужгород, ул,Проектная, 4 аэ 3783 ВНИИПИ по 113035, 1 4 ьв