Устройство программного управления антенной

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК А 5 а О) а Ы. РЕТЕНИЯ ОПИС вторском ИДЕП:Л СССР 968. рос тех ке. Справоч с. 32-3 1987. дно,6,а на микросхека В.Л Ойхмас. 87-90,Волч гия,ьство СССР 19/18, 198 уп нтенны как во ы в расчетную лежения за цел емя наве чку, так я антено время На фиг1 при схема предлагае фиг. 2 - формир угла; на фиг. 3 раммы работы ус управления анте диаграммы движе ичных величин углов положен ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯЬ 1ПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельствоУ 174689, кл. С 05 В 15/02,Патент США В 3448360,С 05 В 11/О 1, 1969.Применение интегральных мв электронной вычислительнойник. - М.: Советское7 ф рис. 315, 3241 3 Цифровые устроисмах. / Под ред. на Е.Г. М.: Энер рис.4-1. 1975. Авторское свидетР 1195337,. кл, С 05(54) УСТРОЙСТВО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ АНТЕННОЙ(57) Изобретение относится к автомаИзобретение относится к автоматическому управлению, в частности к специализированным управляющим и вычислительным устройствам, и может быть использовано в системах програм много управления антеннами, телескоп ми и другими устройствами, требующими наведения в горизонтальной и вертикальной плоскостях.Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет введения цепи контроля за процессом поворота тическому управлению, в частности кспециализированным управляющим и вычислительным устройствам, и можетбыть использовано в системах.программного управления антеннами, телескопами и др, устройствами, Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет введения цепи контроля за процессом поворота антенны,Устройство программного управленияантенной содержит датчики текущегои расчетного положений антенны, регистры, элементы И, ИЛИ, сумматоры,нервый и второй блокн сравнения кодов, реверсивные счетчики, элементызадержки, формирователь приращенияугла. Данное устройство обеспечиваетнаведение антенны по кратчайшему пути и выдает величину рассогласования в цифровом виде, т.е. это даетвозможность использовать его дляравления аналоговыми и дискретнымиприводами и для контроля за их работой. 5 ил. ведена структурная мого устройства; на ватель приращения и 4 - временные диаг ройства программного ной; на фиг. 5 ия антенны для разт и расчетного Ар антенны.Устройство программного управления антенной (фиг. 1) содержит датчики угла текущего 1 и расчетного 2 положений антенны, выходы которых подключены к информационным входам первого 3 и второго 4 регистров, управляющие входы которых подключены к шине "Запись" для регистра 4 непосредственно, а для регистра 3 через эле.мент ИЛИ 5, выход пер:вого регистра 3 подключен к первому входу первого блока 6 сравнения кодов непосредственно, а к первому входу второго блока 7 сравнения кодов через сумматор 8, выход второго регистра 4 подключен к второму входу второго блока непосредственно, а к второму входу первого блока б через сумматор 9 выходы блоков б и 7 подключены к входам 1 и К 1 К-триггера 10 соответственно и к первому и второму входам элемента ИЛИ 11, кроме того, выход блока 6 подключен на информационный вход Э-триггера 12, на установочный 25 вход которого подается сигнал с шины "Запись", выход элемента ИЛИ 11 подключен к управляющим входам регистра 13 и реверсивного счетчика 14 и к входу "Останов" формирователя 15 при ращения угла (ФПУ).Вход "Запуск" ФПУ 15 подключен к шине "Запись", выход "Приращение угла" ФПУ 15 подключен к вторым входам сумматоров 8 и 9 и к информационному входу регистра 13 и реверсивного35 счетчика 14, выход "Такт" ФПУ 15 через делитель 16 подключен на вход "Счет" реверсивного счетчика 14, выход "Перенос" которого подключен на второй вход элемента ИЛИ и через элемент 17 задержки на синхронизирующийвход Э-триггера 12, инверсный выходкоторого является выходом "Сбой" устройства. прямой и инверсный выходы 451 К-триггера 10 являются соответственно выходом "Минус" и "Плюс" устройства, а выход регистра 13 - выходомугла рассогласования устройства.ФПУ 15 (фиг, 2) содержит КБ-триггер 18, Б-вход которого является входом Останов" формирователя, и подключен к входу "Сброс" счетчика 19импульсов, а К-вход КБ-триггера 18 : является входом Запуск" формирователя 15 и подключен к шине Записьи и 55 устройства. Выход генератора 20 тактовых импульсов подключен на первыевходы элемента И 21 и элемента И 22. На второй вход элемента И 21 подается инверсный выход КБ-триггера 18, а прямой выход КБ-триггера 18 подается на второй вход элемента И 22. Выход элемента И 21,подключен на счетный вход счетчика 19, а выход элемента И 22 является выходом "Такт" ФПУ 15.Блоки 7 и 6 сравнения реализуют функцию Ар;,А Ч А р,АтТаким образом, на выходе блока появляется сигнал лишь тогда, когда значение разрядов входных чисел попарно совпадают.Устройство работает следующим образом.По сигналу, поступающему по шине "Запись", значение текущего А- и расчетного А р углов положения антенны с датчиков 1 и 2 записывается соответственно в регистры 3 и 4, Одновременно этот сигнал поступает на установочный Б-вход П-триггера 12, устанавливая его в единичное состоя-. ние, зафиксировав на инверсном выходе 0-триггера 12 (выход "Сбой" устройства) нулевой уровень, что соответствует отсутствию сбоя, и на вход "Запуск" ФПУ 15, при этом на выходе "Приращение угла" формируется линейно возрастающий от 0 код, эквивалентный изменению угла рассогласования от 0 до 180 ,.в начальный моментовремени значение приращения угла Ина выходе ФПУ .15 равно О, вследствие чего на выходе сумматора 8 присутствует значение Ат, сумматора 9- значение Ар и, если А т = Ар, то срабатывают блоки 6 и 7 сравнения кодов, на их выходах появляются сигналы логической "1", которые через элемент ИЛИ 11 поступают на управляющий вход регистра 13 и реверсивного счетчика 14, в которые по этому сигналу записывается значение приращения угла, равное нулю, этот сигнал также поступает на вход "Останов" ФПУ 15, который прекращает формирование величины рассогласования угла М, и устанавливает на выходе формирователя И=, О.Сигналы с выходов блоков 6 и 7 поступают на 1-и К-входы 1 К-триггера 10, состояние которого не изменяется. По сигналу на входе "Останов" ФПУ 15 с его выхода "Такт" на делитель 16 начинают поступать импульсы. Делитель 16 уменьшает частоту поступающих на него импульсов ш раз (где ш =Г- тактовая частота импуль 1594487сов с генератора 20,- вреся, с,необходимое антенне для поворота наодин дискрет рассогласования). Первыйимпульс на счетном входе реверсивного5счетчика 14 вызывает появление единичного сигнала на его выходе "Перенос".С выхода "Перенос" реверсивногосчетчика 14 сигнал через элементИЛИ 5 поступает на вход "Запись"регистра 3, по этому сигналу происходит запись в регистр 3 текущегоположения антенны с датчика 1, Значение с выхода регистра 3 поступаетна первый вход блока 6, на второйвход которого с сумматора 9 поступает величина А + И , где И; = О.Так как перемещения антенны нет, товеличины на входах блока 6 совпадения 20равны и единичный сигнал с его выхода поступит на информационный входР-триггера 12, на синхронизирующийвход которого поступает сигнал с выхода "Перенос" реверсивного счетчика 14, задержанный на элементе 17задержки. Задержка определяется временем, прошедшим от момента появлениясигнала на выходе "Перенос" реверсивного счетчика 14 до момента появления 30сигнала на выходе блока 6. Единичный сигнал на информационном входе0-триггера 12 подтверждает его единичное состояние, и на инверсном выходе являющемся выходом "Сбой" устройства,остается нулевой сигнал,что соответствует отсутствию сбоя,Если А Ф А, то после подачисигнала по вине "Запись" КБ-триггер18 устанавливается в единичное состояние и ФПУ 15 начинает формированиеприращения угла И 1, которое поступаетна входы сумматоров 8 и 9, на вторыевходы которых с выходов регистров3 и 4 поступают значения текущего . 45А и расчетного Ауглов положенияантенны. На выходе сумматора 8 формируется сумма Аг + Х;, на выходесумматора 9 - А+ И,.(суммы формируются по модулю числа, эквивалентного 360), которые поступают навходы блоков 7 и 6 сравнения кодов,на другие входы которых поступаютсоответственно Аи А . В блоке 6.сравниваются значения А, с (А + И ),в блоке 7 - А с (А г+ И;).Предполагают, что по мере увели чения числа М совпадают Аи А +1 7+ Х 1 в блоке 6, сигнал с выхода которого устанавливает 1 К-триггер 10 вединичное состояние и на прямом выходе 1 К-триггера 10 (выход устройства "Минус") появляется сигнал поворота антенны против часовой стрелки.Сигнал с выхода блока 6 через элемент ИЛИ 11 поступает ца управляющиевходы регистра 13 и реверсивногосчетчика 14. По этому сигналу значение угла рассогласования записывает-ся ь счетчик 14 и в регистр 13, Значение из регистра 13 появляется цавыходе устройства "Приращение .угла".Кроме того, сигнал с выхода элементаИЛИ 1 1 поступает на вход "Останов"ФПУ 15, который прекращает формирование величины угла рассогласованияИ; и устанавливает И в 0. Задержка срабатывания ФПУ 15 по входу "Останов" не должна превышать периодаследования импульсов с генератора 20.По сигналу на входе "Останов" ФПУ 15,с его выхода "Такт" на вход делителя16 начинают поступать импульсы. С выхода делителя импульсы с частотойГ = Г /ш = 1/ поступают на счетныйвход реверсивного счетчика 14, уменьшая записанное в него число М ,Через время, равное времени поворота антенны на угол рассогласования И. на выходе "Перенос" счетчика 14 появляется сигнал, который через элемент ИЛИ 5 поступает на вход "Запись" регистра 3. По этому сигналу в регистр 3 записывается значение угла текущего положения антенны А с датчика, 1. С выхода регистра 3 значение А поступает на первый вход блока 6, на второй вход которого с сумматора 9 поступает величина А+ И;, где И; = О, Если на обоих входах блока 6 совпадения имеются одинаковые величины, то единичный сигнал с его выхода поступает на информационный вход Р-триггера 12, на синхронизирующий вход которого подается сигнал с выхода "Перенос" счетчика 14, прошедший через элемент 17 задержки, Время задержки постоянно и равно времени, прошедшему от момента появления сигнала на выходе "Перенос" счетчика 14 до момента появления сигнала на выходе блока 6. Единичным сигналом на информационном входе и синхросигналом П-триггер 12 устанавливается в единичное состояние, и на его инверсном выходе появляется ну 1594487левой сигнал, что соответствует отсутствию сбоя,Если значение на входах блока 6не равны, то тогда на информационныйвход Э-триггера 12 приходит нулевойсигнал, который устанавливает Э-триггер 12 в нулевое состояние, в результате чего на его инверсном выходепоявляется единичный сигнал, что 10,соответствует наличию сбоя в работеустройства,Пусть А = 60 , А = 320 , частота следования импульсов ГТИ Ег =- 1000 Гц, один дискрет равен 1 ф,время поворота антенны на один дискрет угла рассогласования= 0,1 скоэффициент деления делителя долженбыть равен ш = Е= 100.На выходе сумматора 9 формируется 20число А + И; = 320 + М;, сумматора8-А +Б =60 ф+И. Блок 6 сравтивает Аг и Ар+ М а блок 7 А иА + М;, При И 1 = 100 совпадаютзначения А и А + И; на блоке 6 25(суммирование проводится по модулючисла, эквивалентного 360 )Сигналс выхода блока 6 устанавливает 1 Ктриггер 10 в единичное состояние ина выходе "Минус" устройства появляется сигнал вращения антенны против часовой стрелки на угол 100Кроме того, сигнал с выхода блока6, пройдя через элемент ИЛИ 11 записывает число И " в регистр 13 и счетчик 14, сбрасывает в ноль значениена выходе ФПУ 15 "Приращение угла"и разрешает формирование тактовыхимпульсов с его выхода "Такт". Импульсы с выхода "Такт" ФПУ 15 поступают на вход делителя 16, на выходекоторого формируются импульсы с частотой Е = Е.,/ш = 10 Гц.Эти импульсы с выхода делителя 16поступают на счетный вход реверсивно"го счетчика 14, в которой записанавеличина рассогласования И . = 100.,Через время= 11,/ = 10 с,50равное времени, за которое антенна должна отработать рассчитанное рассогласование, на выходе "Перенос" реверсивного счетчика 14 появляется единичнвй импульс, по которому значе ние текущего угла положения антенны с датчика 1 записывается в регистр 3, Так как на выходе "Приращение Г = Е / = 1 Гц,Эти импульсы с выхода делителя поступают на счетный. вход реверсивного счетчика 14, в который записана величина рассогласования Ю = 140 . Чемрез время ь- = 140 с равноелйУвремени, за которое антенна должна отработать рассчитанное рассогласование, на выходе "Перенос" счетчика 14 появляется единичный импульс, по которому значение текущего угла по 1594487ложения антенны с датчика 1 записывается в регистр 3, Так как на выходе "Приращение угла" ФПУ 15 имеетсяноль, то блок 6 совпадения сравнивает Ат с выхода регистра 3 и А + Ос выхода сумматора 9, Если величинына входах блока 6 не равны, то наего выходе появляется нулевой сигнал,который устанавливает в нулевое состояние Э-триггер 12, что приводит кпоявлению единичного сигнала на выходе "Сбой" устройства. Появлениетакого сигнала свидетельствует о.том, что антенна неправильно отрабатывает управляющее воздействие.ФПУ 15 работает следующим образом.При поступлении сигнала на вход"Запуск" ФПУ 15 (фиг. 2) он поступает на К-вход КБ-триггера 18, сигналс инверсного выхода которого поступает на вход элемента И 21 и разрешаетпрохождение тактовых импульсов с выхода генератора тактовых импульсов 2520 на счетный вход счетчика 19. Последний суммирует тактовые импульсы, формируя на выходах разрядов счетчика линейно-возрастающее число, которое поступает на вход "Приращениеугла" ФПУ 15.При поступлении сигнала на вход"Останов" ФПУ 15 сигнал поступает наБ-вход КБ-триггера 18, устанавливаяего в единичное состояние. Сигнал синверсного выхода КБ-триггера 18 за 35прещает прохождение тактовых импульсов с генератора 20 через элементИ 21 на счетный вход счетчика 19. Кроме того., сигнал с входа "Останов" ФПУ 15 поступает на вход "Сброс".счетчика 19 и устанавливает его в ноль. Сигнал с прямого выхода ВБ- триггера 18 поступает на вход эле-мента И 22 и разрешает прохождение тактовых импульсов с генератора 20 на выход "Такт" ФПУ 15.Таким образом, устройство обеспечивает наведение антенны по кратчайшему пути и выдает величину рассогласования в цифровом виде, в отли 50 чие от известного устройства позволяет контролировать процесс наведения . антенны в расчетную точку. Это дает воэможность использовать устройство :не только для управления аналоговымй и дискретными приводами, но и для контроля эа их работой. При управлении приводом сигналы на выходах"Плюс" и "Минус" дают знак рассогласования, а число на выходе регистрарассогласования дает его величину,наличие сбоя при работе антенны определяется появлением единичного сигнала на выходе "Сбой" устройства. Наличие сигнала "Сбой" позволяет остановить выработку текущего управляющего воздействия, если антенна не полностью отработала предыдущее. Формула изобретенияьУстройство программного управления антенной, состоящее из датчика угла текущего положения и датчика расчетного положения антенны, первого, второго и третьего регистров, первого и второго сумматоров, первого и второго блоков сравнения кодов, 1 К-триггера, формирователя приращения угла, первого элемента ИЛИ, выход датчика угла текущего положения соединен с информационным, входом первого регистра, выход первого регистра соединен с первыми входами первого блока сравнения кодов и первого сумматора, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения кодов, выход которого соединен с 1-входом 1 К-триггера и с первым входом первого элемента ИЛИ, выход первого блока сравнения кодов соединен с К-входом 1 К-триггера, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом записи третьего регистра и с входом "Останов" формирователя приращения угла, второй вход которого соединен с управляющим записью входом второго регистра и входом Заись" устройства, выход датчика расетного положения соединен с информационным входом второго регистра, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения кодов и в первым входом второго сумматора, информационный выход формирователя приращения угла соединен с вторыми входами пер-. вого и второго блоков сумматоров, а также с информационным входом третьего регистра, выход второго сумматора соединен с вторым входом первого блока сравнения кодов, выход третьего регистра является выходом угла рассогласования устройства ЯЭ второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом первого блока сравнения кодов, инверсный Ц-выход 1 К- триггера соединен с шиной "+ф, -вы 1594487 2"-" устройства, о т л и ч а ю щ е -е с я тем, что, с целью повышениянадежности устройства, в него введены делитель, реверсивный счетчик,элемент задержки, второй элементИЛИ и Э-триггер, инверсный выход которого является выходом сигнала"Сбой" устройства, первый вход второго элемента ИЛИ соедийен с входом"Запись" устройства и Я"входом 0 триггера, второй вход второго эле.мента ИЛИ соединен с входом элементазадержки и с выходом реверсивного счетчика, управляющий вхоц которогосоединен с выходом первого элементаИЛИ, счетный вход реверсивного счетчика соединен с выходом делителя,инФормационный вход соединен с первымвыходом Формирователя приращения угла, второй выход которого соединенс входом делителя, выход элементазадержки соединен с С-входом Р-триггера, В-вход которого соединен свторым входом ТХ-триггера, выход второго элемента ИЛИ соединен.с управляющим входом записи первого регист Ра1594487 рдрфрф уфре Составитель С.ЗубкоРедактор М,Бланар Техред Д,Олийнык ректор М.Макс ец . Производственно-.издательский комбинат "Патент", г. Узтород, ул, Гагарина, 1 каз. 2828НИИПИ Гос Тирарственного комитета113035, Москва, Ж ж 672о изобретения35, Раушская и б. одпиеноекрытиям при ГКНТ ССС4/5