SU1130830A1 - Самонастраивающеес устройство управлени - Google Patents

Abstract

САМОНАСТРАИВАЮЩЕЕСЯ УСТРОЙСТВО УПРАВЖНИЯ, содержащее блок управлени  режимом и блок усилителей, выходы которого соединены с выходами устройства управлени , о т л и ч..а ю щ е е с   тем, что, с целью повышени  точности формировани  управл ющих воздействий, в него введены блок формировани  сигнала ма тников, блок синхронного детектировани , схема формировани  строД-импульса, управл емый делитель иапр жени , блок дифференщ1ровани , преобразователь напр жение - частота, два накапливающих сумматора, два инвертора-повторнтел , два блока ключей, блок сравнени , цепной делитель напр жени , счет чнк, две резистивныжлатрицы, блок генератора, компаратор, элемент И, элемент ИЛИ, три кодовых преобразовател , блок вычитани , дешифратор, блок умножени , элемент ШШ-НЕ, блок определени  знака слагаемых, блок вы борки-хранени , блок оперативной пам ти , управл емый делитель частоты, кольцевой регистр и коммутатор, при этом перва  группа входов устройства соединена с соответствующими входами блока формировани  сигнала ма тников, первый выход которого соединен с входом преобразовател  напр жение частота и с первым входом первого блока ключей, выход которого соединен с входом первого инвертора-повторител  и с первым входом блока сравне- . ни , первьй выход которого соединен с управл ющим входом первого инвертора-повторител  и с первым входом блока определени  знака слагаемых, первый выход которого соединен с первым входом элдмента ШШ-НЕ, выход которого соединен со знаковым входом второго накапливающего сумматора, выходы которого соединены поразр дно с входами третьего кодового преобразовател  и второй резистивной матрицы, выход которой соединен с входом второго инвертора-повторител , выход коg торого соединен с входом второго блока ключей, выходы которого соединены с соответствующими входами блока выборки-хранени , первый выход которого соединен с вторым входом 0лока сравнени , второй выход которого соединен с управл ющими входами блока оперативной пам ти и блока вычитани , выход которого соединен с первым входом блока оперативной пам ти, первый последовательный выход которого соединен с первым входом блока умножени  и первым входом элемента ИЛИ, : выход которого соединен с вторым вхр-. дом блока умножени , выходы которого соединены поразр дно с входами второго кодового преобразовател , выход которого соединен с вторым входом блока оперативной пам ти, и тактовым входом второго накапливающего сумматора , выход старшего разр да которого

Description

соединен с управл иицим входом второго инвертора-повторител , втора  группа входов устройства соединена с соответствующими входами блока синхронног детектировани  и с первой группой :входов блока дифференцировани , перва группа выходов которого соединена с третьей группой входов блока сравнени , треть  группа выходов которого соединена с соответствующими входами блока управлени  режимом, выходы которого соединены с первой группой входов дешифратора, выходы которого соединены с параллельными входами . блока умножени , первый выход блока генератора соединен с первым входом схемы формировани  строб-импульса, выход которой соединен с тактовыми входами блока формировани  сигнала ма тников и блока синхронного детектировани , выходы которого соединены с второй группой входов первого блока ключей, треть  группа входов которого соединена с второй группой выходов блока формировани  сигнала ма тников и второй группой входов блока дифференцировани , втора  группа выходов которого соединена с первой группой входов блока усилителей, выход преобразовател  напр жение - частота соединен с тактовым входом первого накапливающего сумматора, выходы которого поразр дно соединены с входами первого кодового преобразовател , выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, причем-второй выход блока генератора соединен с первым входом элемента И, с тактовыми входами кодовых преобразователей и с тактовым входом счетчика, выходы которого соединены поразр дно с входами первой резистивной матрицы, выход которой соединен с первым входом компаратора , выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с входом |блока вычитани  и третьим входом элемента ИЛИ, третий выход блока генератора соединен с тактовым входом кольцевого регистра , выходы которого соединены с соответствующими входами коммутатора , выходы которого соединены с группами управл ющих входов первого блока ключей, трех кодовых преобразователей , блока определени  знака слагаемых , с второй группой входов элемента ИЛИ-НЕ, с управл ющими входами блока оперативной пам ти, управл емо-, го делител  частоты, второго блока ключей, второго накапливающего сумматора , блока выборки-хранени , с установочными входами блока умножени  и с второй группой входсЭв дешифратора, выход цепного делител  напр жени  соединен с четвертой группой входов блока срав нени , четвертьш выход которого соединен с выходом неисправности устройства , второй выход блока определени  зйака слагаемых соединен с управл ющим входом первого накапливающего сумматора , выход старшего раз,р да которого соединен с вторым входом блока определени  знака слагаемых, выход третьего кодового преобразовател  соединен с третьим входом блока оперативной пам ти, второй .последовательный выход которого соединен с тактовым входом управл емого делител  частоты, выход которого соединен с четвертым входом блока оперативной пам ти,треть  группа выходов которого соединена с управл ницими входами управл емого делител  частоты, втора  группа выходов блока выборки-хранени  соединена с второй группой входов блока усилителей , четвертый выход блока генератора соединен с тактовым входом коммутатора , выход упрарл емого делител  напр жени  соединен с четвертым входом первого блока ключей, а выход йервого инвертора-повторител  соединен с вторым входом компаратора.

Изобретение -.относитс  к области Автоматического управлени  и вычислительной техники и может быть использовано в системах автоматическогь управлени  и регулировани  дл  обра- S ботки информации, поступанидей от дат чиков и выработки управл ющих воздействий , в частности, дл  управлени  малогабаритным компасом, взависимостн от скорости объекта, широты места и направлени  кинетического момента гироскопа. Известно устройство управлени  компаром, содержащее датчики угла и момента, между которыми включен регу л тор, содержащий, последовательно соединенные устройство измерени  модул , устройство запоминани  максиму ма, функциональный преобразователь. элемент сравнени  и логический элемент , причем с вторым входом, логичес кого элемента соединен выход устройства определени  знака сигнала датчика угла, второй выход устрой ства измерени  модул  соединен с вто рым входом устройства сравнени , а устройство определени  знака охвачен обратной св зью в виде линейного звена l . Недостатком данного устройства  в л етс  низка  точность выработки управл ющего воздействи , что обусловлено недостаточными функциональными возможност ми регул тора. Так, например , широтна  и скоростна  погрешности не компенсируютс  в данном устройстве . Кроме того, контур управлени  с использованием электромеханических , и аналоговых элементов обладает значительной температурой и времен ной нестабильностью. Наиболее близким к предложенному техническим решением  вл етс  самонастраивающеес  устройство управлени  содержащее блбк управлени  режимом, блок усилителей, выходы которого ,соединены с выходами устройства управлени , блок электромеханических преобразователей и четыре аналоговых сумматера , причем блок электромеханических преобразователей выполнен в виде синусно-косинусных преобразователей, интегрирующего механизма, аналогового перемножител  и трех масштабирующих преобразователей. В этом устройстве 45 точность формировани  управл ющих воздействий выше, поскольку учитываетс  как скоростна , так и широтна  коррекци  z.

Однако известное устройство также 50 обладает недостаточной точностью, поскол ьку управл ющие воздействи  формируютс  независимыми каналами, и воз мущени , вызьшающие изменени  крутизны характеристик устройства,..привод т55знаковым входом второго накапливаюк значительной погрешности компаса.щего сумматора, выходы которого

Кроме того, точность выработки управ-соединены поразр дно с входами третье

л ющих воздействий ограничена разре-го кодового преобразовател  и второй 1

ветствующими входами блока .формировани  сигнала ма тников, первый выход которого соединен с входом преобразовател  напр жение - частота и с первым входом первого блока ключей, выход которого соединен с входом первого инвертора-повторител  и с первым входом блока сравнени , первый выход которого соединен с управл ющим входом первого инвертора-повторител  - и с первьм входом блока определени  знака слагаемых, первый выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИгНЕ, выход которого соединен со 30 . 4 шающей способностью электромеханических преобразователей. Функциональные возможности известного устройства также ограничивают точность управлени , поскольку, с одной стороны, в нем отсутствует тангенсна  коррекци , а ,с другой стороны дальнейшее усложнение алгоритма формировани  выходных сигналов -требует введени  новых блоков и узлов. Все это приводит к увеличению веса и габаритов устройства, что  вл етс  существенным недостатком дл  бортовой аппаратуры. Цель изобретени  - повышение точно сти формировани  управл ющих воздействий . Цель достигаетс  тем, что в само- . настраивающеес  устройство управлени , содержащее блок управлени  режимом и блок усилителей, выходы которого соединены с выходами устройства, введены блок формировани  сигнала ма тников, блок синхронного детектировани , схема формировани  строб-импульсау. управл емыи делитель напр жени , блок дифференцировани , преобразователь напр жение - частота, два накапливающих сумматора, два инвертора-повторител , два блока ключей, блок сравнени , цепной делитель напр жени , счетчик, две резистивных матрицы, блок генератора, компаратор, элемент Иу элемент ИЛИ, три кодовыхпреобразовател , блок вычитани , дешифратор, блок умножени  элемент ШВД-НЕ, блок определени  знака слагаеьых, блок выборки-хранени , блок оперативной пам ти, управл емый делитель частоты, кольцевой регистр и коммутатор, при этом перва  группа входов устройства соединена с соотрезистивной матрицы, выход которой со единен с входом второго инвертора-по вторител , выход которой соединен с входом второго блока ключей, выходы которого соединены с соответствующими входами блока выборки-хранени , первый выход которого соединен с вторым входом блока сравнени , второй выход которого соединен с управл юпщми входами блока оперативной пам ти и блока вычитани , выход которого соединен с первым входом . блока оперативной пам ти, первый последовательный выход которого соеди нен с первым входом блока умножени -и первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом блока умножени , выходы которого соединены поразр дно с входами второ ,го кодового преобразовател , выход которого соединен с вторым входом блока оперативной пам ти и тактовым входом второго накапливающего сумматора , выхсд старшего разр да которого соединен с управл ющим входом второго инвертора-повторител , втора группа входов устройства соединена с соответсвующими входами блока синхронного детектировани  и с первой группой входов блока дифференхщровани , перва  группа выходов которого соединена с третьей группой входов блока сравнени , треть  группа выходов которого соединена с соответствуюЕ;ими входами блока управлени  режимом , выходы которого соединены с первой группой входов дешифратора, выходы которого соединены с параллельными входами блока умножени , первый выход блока генератора соединен с первым входом схемы формировани  строб-импульса, выход которой. соединен с тактовыми входами формировани  сигнала ма тников.,и блока синхронного детектировани , выходы которого соединены с второй группой входов первого блока ключейj треть  группа входов которого соединена с второй группой выходов блок формировани  сигнала ма тников и вто рой группой входов блока дифференцировани , втора  группа выходов которого соединена с первой группой входов блока усилителей,., выход преобразовател  напр жение - частота соедн нен с тактовым входом первого накаш вающего сумматора, выходы которого поразр дно соединены с входами перво го кодового преобразовател , выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, причем второй выход блока генератора соединен с первым входом элемента,И, с тактовьп 1и входами кодовых преобразователей и с тактовым входом счетчика, выходы которого соединены поразр дно с входами первой резистивной матрицы, выход которой соединен с первым входом компаратора , выход которого соединен с вторым входом элемента И выход которого соединен с входом блока вычитани  и третьим входом элемента ИЛИ, третий выход блока генератора соединен с тактовым входом кольцевого регистра , выходы которого соединены с соответствующими входами коммутатора, выходы которого соединены с группами управл ющих вхрдов первого Длока ключей , трех кодовых преобразователей, блока определени  знака слагаемых, с второй группой входов элемента ШШНЁ с управл ющими входами блока оперативной пам ти, управл емого делитег л  частоты, второго блока ключей, второго накапливающего сумматора, блока выборки-хранени ,с установочными входами блока умножени  и Ъ второй группой входов дешифратора, выход цепного делител  напр жени , соединен, с четвертой группо.й входов блока рравнени , четвертый выход, которого соединен с выходом неисправности устройства , второй выход блока определени  знака слагаемых соединен с управл ющим входом первого накапливающего :умматора., выход старшего разр да которого соединен с вторым входом блока определени  знака слагаемых, выход третьего кодового преобразовател  соединен с третьим входом блока оперативной пам ти, второй последовательный выход которого соединен с тактовым входом управл емого делител  частоты, выход которого соединен с четвертым входом блока опердг .тивной пам ти, треть  группа выходов которого соединена с управл ющими входами управл емого делител  частоты , втора  группа выходов блока выборки-хранени  соединена с второй группой входов блока усилителей, четвертый выход блока генератора соединен с тактовым входом коммутатора, выход управл емого делител  напр жени  соединен с четвертым входом первого блока ключей, а выход первого инвертора-повторител  соединен с вторым входом компаратора. На фиг. 1 приведена структурна  схема предложенного устройства управлени ; на фиг. 2 - блок формирова ни  сигнала ма тников; на фиг. 3 блок генератора на фиг. 4 - схема формировани  строб-импульса; на фиг. 5 - кодовый преобразователь; на фиг. 6 - управл емый делитель частоты; на фиг. 7 - блок оперативной пам ти; на фиг. 8 - блок умножени ; на фиг. 9 - блок определени -знака слагаемых; на фиг. 10 - блок вычитани . Самонастраивающеес  устройство управлени  содержит блок 1 формирова ни  сигнала ма тников, блок 2 синхро ного детектировани , схему 3 формировани  строб-импульса, управл емый делитель 4 напр жени , блок 5 дифференцировани , преобразователь 6 напр жение - частота, первый блок 7 ключей блок 8 сравнени , цепной делитель 9 напр жени , первый накапливаклций сумматор 10, первый инверто повторитель 1I, компаратор 12, блок 13 генератора, элемент И 14, счетчик 15, первую резистивную матрицу 16, блок 17 управлени  режимом, кодовые преобразователи 18-20, элемент ИЛИ 25, блок 22 умножени , дешифратор 23, блок 24 вычитани , блок 25 определени  знака слагаемых, элемент ИЛИ НЕ 2Б, второй накапливающий сумматор 27, блок 28 оперативной пам ти, управл емый .делитель 29 частоты, коммутатор 30, кольцевой регистр 31, вторую резистивную матрицу 32, втор инвертор-повторитель 33, второй бло 34 ключей, блок 35 выборки-хранени  блок 36 усилителей. Блок 1 содерзкит (фиг. 2) п идентичных каналов (по числу ма тниковы датчиков в гирокомпасе, каждый из которых включает последовательно со единенные предварительный усилитель 37, синхронный детектор 38, усилите 39 посто нного тока, фильтр 40 и по торитель 41. Блок 13 генератора фиг. 3 содержит генератор 42 импульсов , делитель 43 частоты, элемент И 44 и две схемы потенциал-импульс 45 и 46, кажда  из которых со держит два D-триггера 47 и 48 и два элемента И-НЕ 49 и 50. Схема 3 формировани  строб-импульса (фиг. 4) содержит элемент И 51, счетчик 52, элемент И 53, эле мент И-НЕ 54 и инвертор 55. Кодовые преобразователи 18-20 (фиг. 5) содержат реверсивный двоичный счетчик 56 и элемент И 57. Управл емый делитель 29 частоты (фиг. б)содержит R-S-триггер 58, элемент И 59, реверсивный счетчик 60 и линию 61 задержки, например, в виде одного или трех последовательно включенных инверторов. Блок 28 оперативной пам ти (фиг. 7) содержит инвертор 62, логический элемент 63, реализующий функцию 4 (2И)2ИЛИ , накапливающие сумматоры 64-69, кодовые преобразователи 70-75 (фиг. 5) и блок 76 элементов ИЛИ. Блок 22 умножени  (фиг. 8) содержит параллельный сумматор 77 и регист ры 78 и 79, причем выходы регистра 78 соединены с второй группой входов сумматора 77, а регистр 79 выполнен с последовательным входом (С). Блок 25 определени  знака слагаеfvjjix (фиг. 9) содержит блок 80 элементов И, элемент 81 сложени  по модулю два (ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ или), элемент 1ШИ 82, инвертор 83 и О-триггер 84. Блок 24 вычитани  (фиг. .10) содержит счетчик 85, кодовый преобразователь 86, элементы И 87 и 88, инвертор -89. Устройство работает следующим образом . На входы устройства поступают амплитудно-моДулированные сигналы с ма тниковых датчиков и датчиков пшроты, скорости и т.п., например, переменное или ийпульсное напр жение частоты 590 Гц. Эти сигналы преобразуютс  в посто нное напр жение в блоках 1 и 2 и затем в число-импульсный вид i; блоках 7, 11, 12 и 14, в блоке 22 осуществл етс  умножение их на коэф фициенты или взаимное перемножение входных сигналов, а в накапливающем сумматоре 27 производитс  окончательное формирование кода управл кицих воздействий, который затем преобразуетс  в аналоговую форму блоками 3236 . Управление программой выработки управл ющих воздействий осуществл етс  блоками 17, 30, 31, перестройка которой в зависимости от величин входных сигналов или скорости их изменени  производитс  блоками 5, 8, 17, 23. Более подробно работу устройства можно по снить на следукщем примере его конкретной реализации дл  случа  управлени  малогабаритным компасом. .Пусть на вход блока 1 поступает сигнал , с ма тникового датчика гирокомпаса-или с нескольких ма тниковых датчиков (число ма тниковых датчиков определ етс  конструкцией компаса предварительного усилени  переменного сигнала ма тника (усилителем 37) сигнал детектируетс  На тактовый вход детектора 38 поступает строб-импульс, поступающий также на блок 2 синхронного детектировани . В качестве опорного сигнала в схеме 3 (,) используетс  перемен™ ное напр жение питани  датчиков(сигнал возбуждени ). После детектировани  сигнал вновь усиливаетс  ( усилителем 39 посто нного тока) и поступает на входы блоков 5 и 7 и фильтра 40нижних частот с посто нной времени например,30-50 си через повторитель 41-;.на блок 7 и преобразователь 6. Входные. величины, не требуюпще усилени  и фильтрации, например, Vsink Vcosk (V -скорость объекта, k - курс) поступают на входы блока 2, представл нлцего собой набор (в данном случае 2) синхронных детекторов, тактируемых строб-импульсом, который формируетс  Счетчик 52 схемы 3 схемой 3 из f, считает импульсы частоты генератора 42 блока 13, при этом номер i-ro разр да (фиг. 4) выбираетс  из услови  1. . где t - период следовани  импульсов генератора 42; Т - длительность положительного импульса или полуволны опор ного напр жени  f. Ма тниковые датчики и вращающиес  трансформаторы, формирующие сигналы Vsink и VcoskS запитываютс  переменным напр жением, а сигнал f может формироватьс  из него компаратором. второй вход которого соединен с шино Обща  точка. С приходом очередного импульса f- снимаетс  сигнал обнуле ни  счетчика 52 и начинаетс  его за полнение (С - счетный или тактовый вход, V - вход,.разрешени  счета), Пр по влении единицы в первом и i-м раз р де счетчика 32 через элемент 53 строб-импульс поступает на выход схе мы 3, а при последующем по влении о единицы во втором разр де счетчика 5 элементы 51 и 54 формируют нуль на его входе разрешени , и счет прекращаетс . По окончании очередного импул 1 30 са счетчик 52 обнул етс  через инвертор 55 о Управл емьй делитель 4 напр жени  представл ет собой резистивную матриЦУ на входы которой подаетс  напр жение питани  с помощью переключател  (например, галетного), or положени  которого зависит вьщоднЬй сигнал делител  4, предназначенного дл  ручного ввода широты ср, Блок 5 дифференцировани  содержит р д дифференцирующих схем на базе операционных усилителей (по числу входньш сигналов блока),Например, на его вход поступает величина /3 и Vcosk. обе производных поступают на блок 8, ... J ... а сигнал dpi«5i поступает также на блок 36 и используетс  дл  выработки сигнала демпфировани  ма тника. Медленномен ющийс  сигнал р., поступает на вход преобразовател  6, выполненного, например, на базе аналогового интегратора с цифровой сбрат ° св зью, и в сумматоре 10накапли ваетс  величина, пропорциональна  | J Посто нна  времени интегрировани  выбираетс  из услови  коррекции характеристики компаса пор дка 4-5 ч. Сумматор 10 обнул етс , при запуске устройства внешним сигналом, например, от кнопки, и выполнен в виде реверсивного счетчика, направление счета в котором определ етс  сигналом с блока 25. Параллельный код с выхода сумматора 10 поступает на вход кодового преобразовател  18 (фиг. 5), где преобразуетс  в число-импульсный код. Поскольку преобразователь 6 осуществл ет формирование частоты, пропорциональной РФ непрерывно, возможно совпадение во времени его выходного импульса с импульсной командой, осущест вл ющей перезапись выходного кода сум матора 10 в кодовый преобразователь 18, Дл  предотвращени  этого, в случае , если преобразователь 6 не создает достаточной задержки относительно выходных импульсов генератора 42, поступающих на тактовый вход преобразовател  6, на выходе преобразовател  6 устанавливаетс  лини  задержки, смещающа  его выходные импульсы так, что они не совпадаюттс выходными импульсами генератора 42 Этапредосторожность , однако, не  вл етс  об затель ной, поскольку введу значительного времени 1Шгагрировани 5 преобразователь 6 может быть выполнен низкочастотным , так что веро тность совпадени  указанных импульсов становитс  достаточно малой. Блек 13 генератора (фиг. з такти рует работу всего устройства. Основным его назначением  вл етс  формирование двух сдвинутых друг относительно друга последовательностей импульсов на выходах схем 45 и 46. Перва  из них поступает на тактовый вход кольцевого регистра 31, .на выхо . дах которого имеютс  сдвинутые друг относительно друга последовательности импульсов, циклично повтор ющиес во времени. Например, дл  управлени  малогабаритным компасом разр дность регистра 31 выбирают пор дка 39-42. Все выходные последовательности импульсов регистра 31 (команды) поступают на коммутатор 30. На его другой вход поступает сигнал с выхода схемы 46, предоставл ющий собой импульс в начале каждой команды. Коммутатор 30 осуществл ет распределение команд на управл ющие входы блоков устройст ва. Кроме.того, он .осуществл ет формирование импульсных сигналов в нача ле соответствующих команд, которые поступают на установочные входы блоков устройства. Коммутатор 30 может быть выполнен различным образом, на;пример , в виде логической структуры формирование импульсных команд в ней осуществл етс  элементами И, на входы которых .поступают соответствен но выходные сигналы регистра 31, т.е команды и импульс с выхода схемы 46, через инвертор, а объединение импуль ных команд и комард осуществл етс  элементами ИЛИ). Распределение команд может осуществл тьс  также с помощью набора монтажных проводов или пульта. Предположим, что формирование управл ющих воздействий в устройстве осуществл етс  по алгоритму JRCM t(+ К,.,|р K,,sin(| + + К ц Vsink tgq 1 cosCf + K jVcosk Jf демпф - Р Здесь АДМ и ГДМ - соответственно ази мутальный и горизонтальный датчики момента компаса. Вычисление тригонометрических фу кций широты si пер и север о суще сгвл е с  разложением в р д. Пусть, например, второй член разложени  cos tp поступает на вход сумматора 27 в 7-й команде . Тогда эта команда заводитс  на один из входов элемента 26, так что соответствующее слагаемое вычитаетс  из содержимого сумматора 27.. Таким образом, с выхода коммутатора 30 на управл ющие входы блоков устройс ва поступают отдельные команды, группы команд, отдельные импульсные команды или группы импульсных команд /например , дл  занесени  информации в per . гистр 78 блока 22), в соответствии с алгоритмом выработки управл ющих воздействий (соответствующие св зи изображены на фиг. 1 темными стрелками . В простейшем случае коммутатор 30 выполн етс  в виде монтажных перемычек , осуществл ющих реализацию функции монтажное ИЛИ, а импульсные команды вообще не формируютс , при эгом установку в нуль производ т отдельными командами. Однако при этом несколько снижаетс  быстродействие устройства. На блок 7 ключей поступают все , входные величины устройства управлени  (р РФ Vsink, Vcosk,Cj ) в виде посто нного напр жени . Блок 7 выполнен в виде набора ключей (в рассматриваемом случае п ти), выходы которых объединены, а управл ющие входы соединень с соответствующими выходами коммутатора 30. Например, если на вход сумматора 27 величина К, fi должна поступать в 17-й команде, 17-  импульсна  команда заводитс  на уп л ющий вход, кодового преобразоза ,тел  19, а 16-  команда - на упрш л ющий вход ключа в блоке 7, на вход которого поступает величина р. При положительном знаке R эта величина через ключ блока 7 и инвертор-повторитель 11 поступает на вход компара тора 12. Во второй половине 16-ой команды на его второй вход поступает пилообразное напр жение с матрицы 16. В результате на вход схемы 14 с компаратора 12 поступит положительный им пульс длительностью от начала 1В-ой команды до момента равенства сигнала р и выходного напр жени  матрицы 16, т.е. в течение времени, когда выходное напр жение блока 7 превышает напр жение с матрицы 16. При этом еледует учесть, что до начала 16-ой команды вход инвертора-повторител  11 разомкнут, а на первый вход компаратора 12 через суммирунщий резистор подаетс  смещение, преп тствующее его случайцаму срабатыванию в это врем « На выходе схемы 14 и команде получитс  пачка импульсов, поступающа  через схему 21 на такто™ вый вход блока 22, так что в конце 16-ой команды на его выходе формируетс  параллельный код, пропорциональ ный К,, 1. Счетчик 15 заполн етс  частотой с выхода схемы 44 непрерывно и не обнул етс  внешним сигналом, а перепол н етс  в конце каждой команды При отрицательном напр лсени : ft на., выходе блока 7 по управл  ощему сигналу с блока 8 инвертор-повторитель 11 инвертирует величину /J , так что блок 22 оперирует всегда с абсолютньии значени ми величин„ Коэффициенты К;- формируютс .дешиф ратором 23, вьшолненныму например;, на логических ИМС 564 серии. На его входы поступают -команды, в которых необходимо занести коэффициент в регистр 79 блока 22 (например 16-а  команда и сигналы управлени  режимом работы с блока 17, так что соответ ствующий коэффициент по вл етс  на выходе дешифратора 23 в соответствующей команде например, K,jY в а-.величина, коэффициента может измен тьс  в зависимости от режима работы компаса (АЛ, ГА, ГК), Значени  козЛфициентов Kj: рассчитываютс  при проектировании компаса из услови  обеспечени  устойчивости и точности Например, если коэффициент К, равен 66 и должен по витьс  в режиме ГК в команде,, эта команда и сигнал ГК с блока 17 объедин ютс  по схеме И и подаютс  на входы второго и седьмого (2 + 64 2 «- 2) элементов ИЛИ (их число определ етс  разр д костью устройства), Если же сигнап релшма ГА объединить с 16-й командой и подать на вход только седьмого элемента ИЛИз коэффициент К, в режиме ГА будет равен 64 к т,До Параллельный двоичный код с выход регистра 79 поступает на входы А параллельного сумматора 77 блока 22 Число-импульсный код с выхода схемы 2 поступает на таг гтовый вход регист ра 78 (предварительно установленного в нуль 5 например 5 в 15--& комавде) с Запись в регистры 78 и 79 осуществл  етс  по фронту шшульса на тактовом 11 14 де. В результате коэффициент К . мируетс  сам с собой столько разл лько импульсов в пачке, поступаюна тактовый вход регистра 78. лучае необходимости между выходами истра 78 и входами сумматора 77 анавливаетс  задержка па длительть фронта выходного импульса схемы если задержка сумматора 77 мень-i этой длительности, Ншке приводитс  примерный алгоритм аботки управл ющих воздействий пересылка . - ЧИСЛО;, Ср --«-24 2„ Установка нул  28, (64-69) 3.VCj) 1 , 103 -- 22 103 -27 78, 79,V ,. , 66 coscf - 9, ( 0. 230{|| 27 , О -78, 79, 17.-К2, , 78, 79 s 0) 8„ К„р 19. к;;,) cos 27, О 20. Vcosk - 78 21, ЛГ 11 -nrn-r 34. Ki Vsink 35,.;K,Vstnk tgq af 15 „ „36 «r 78, и 27 37- ;;кп«т пи.. -о 38-V Kj, U|,y контроль. В регистр 79 поступают не только коэффициенты , но и величины из блока 28 (на последовательный вход регистра 7У). Блрк вычнтани  24 преобразует величину (в и С|) котора  поступает в блок 28. При этом (f , (f 4 С|) {90-С|Ь q 45° Это позвол ет ограничитьс  двум  членами разложени  тригонометрических функций широты. Клок 24 представл ет собой последовательно соединенные реверсивный двоичный счетчик 85 и кодовый преобразователь 86, причем на счетный вход счетчика 85 с элемента 14 через элемент 87 поступает широта С| , а на второй вход элемента 87 поступает перва  команда из блока 30. На знаковый вход счетчика 85 заведен сигнал с второго выхода блока 8 сравнени  (в блоке сравнени  этот выход соединен с выходом компаратора, осуществл к цего сравнение напр жени  иц, с опорным Напр жением , так что положительный сигнал формируетс  при су 6 45) ,а на D-вход счетчика по-ступает код, пропорциональный величи не 90°(например, с перемычек на шины питани  и общую точку). Вход же разрешени  записи счетчика 85 соединен с выходом схемы 88 совпадени , на перйый вход которой заведена перва  импульсна  команда, а на второй второй выход блока 8 через инвертор 89, так что при ср, 45° в блок 28 поступает ср , а при q 45°-(90-qi). Блок 8 представл ет собой набор компараторов. Первый компаратор в блоке 8 сравнивает сигнал на первом входе блока 8 с потенциалом общей точки, определ   таким образом знаки всех входных величин (кроме знака ср,, которьй задаетс  извне, например, с помощью тумблера), поступающих на первый вход блока 8. На второй компаратор блока 8 через его второй вход поступает сигнал К,,- U пит , поступает нар ду с другими т 1 о входньми сигналами через блоки /, I/ 14, 21, 22,, 19, 27, 32, 33,-34 и 35 (см. алгоритм) и в блоке 8 сравниваетс  с номинальным значением (заданным ) ,,,. При возникновении неисправности (вычислительна  величи на ,; меньше опорной) второй 1 0 компаратор блока 8 выдает сигнал неисправности (выход 4 блока 8). И, наконец , в блоке 8 сравниваетс  п вы- ходных сигналов блока 5 с напр жени ми на п выходах делител  9, формирующего пороговые значени . Например, в блоке 8 может осуществл тЕ|СЯ сравнение величины dVcosk/dt с пороговым значением дл  определени  наличи  циркул ции объекта и перевода компаса в режим гироазимута (ГА). Кроме того, в блоке 8 анализируетс  скорость изменени  сигнала и других входных величин дл  управлени  режимом работы устройства через блок 17. Блок 17 представл ет собой дешифратор , вьтолненный, например, на ИМС 564 серии, на входы которого поступают потенциальные сигналы с блока 8 и пульта управлени  (АЛ, ГА, ГК) по которым блок 17 формирует потенциальные сигналы, поступающие на первую группу входов дешифратора 23. Таким образом, блок 17 и дешифратор 23 представл ют собой по существу двухступенчатый дешифратор построенный по стандартной схеме,. . Например, если, наход сь в режиме ГК, компас при достижении определенной широты или возникновении циркул ции должен автоматически переключатьс  в режим ГА, последний передаетс  на выход блока 17 и с его входа не непосредственно, а через элемент ШШ, на второй вход которого поступает сигнал r.ACf 80, сформировш ный элементом И из соответствующих входных сигналов блока 17. Акалогич-. но формируютс  и другие услови j oGoc печивающие самонастройку устройства управлени . Кодовые преобразователи 18-20 (фиг. 5) предназначены дл  преобразовани  параллельного двоичного кода в число-импульсный. Преобразование ка чинаетс  с поступлени  импульсной команды на вход,разрешени  записи (V) реверсивного двоичного счетчика 56,на D-входы которого поступает параллельный код. При этом на выходе переполнени  счетчика 56 по вл етс  высокий уровень и начинаетс  вычитание импульсов генератора 13 из его содержимого (до установки его в нулевое положение). Блок 25 (фиг. 9) по своему функциональному назначению также  вл етс  дешифратором, на входы которого поступают знаки входных величин из блока 8 и соответствующие команды из блока 3 и отличаетс  от блока 17 и дешифрато ра 23 лишь наличием элемента 8I Есл знак данной входной величины определ ет знак данного слагаемого в команде , этакоманда и знак (через инвертор 83 ) поступают на вход соответ ствующего элемента блока 80, а если знак слагаемого определ етс  знаком двух входных величин используетс  элемент 8I сложени  по модулю два, Например, в команде знак слагаемого определ етс  сложением по модулю два знаков величин ф и Vsinkf а в 27-й команде - знаком Vcosk. Со ответственно команда заводитс  на один из элементов И блока 80 вместе со знаком Vcosk, (причем плюсу соответствует логическа  единица) а в 35-й команде знак Vsink. поступает на элемент 81. ЕСЛИ знак слагаемого не зависит от входной величины и  вл етс  отрицательным(-С|| дл  разложени  cos qi) , соответствующа  команда подаетс  непосредственно на вход элемента 26. Кройе того,, блок 25 включает 0™триггер 84, осущест вл ющий запоминание знака рт управл ющего направлением счета накапливающего сумматора 10, Накапливающий сумматор 27 пред ставл ет собой реверсивньш двоичный счетчикр на вход разрешени  счета ко торого поступает сборка по ИЛИ команд , в которых необходимо произвес ти суммирование по программе (с выхода соответствующего элемента ИЛИ блока 30)„ Блок 28 (фиг о 7) помимо накапливающих сумматоров 64-69 содерш-:т блок 76элементов ИЛИ и элемент 63j реализующий логическую функцию „4 (2И 2ИЛИ, так что при С| «s. 45j sfR(j) записьшаетс  в сумматор 67.j а cosCj) в сумматор 66. При Ср 45 о sin(90 СР ) записываетс  в сумматор 66, а cos (90 - (| ) -в сумматор 67 На каждый кодовый преобразователь 70-75 за водитс  соответствующа  импульсна  команда (или их сборка по ИЛИ, еслн в процессе формировани  управл ющего воздействи  выход соответствующего накапливающего, сумматора используетс неоднократно и частота с генератор 13. На входы разрешени  счета сумматоров 64-69 поступают команды (кгш их сборки по или) с выхода коммутатора 30. Таким образом, в блоке 28 осуществл етс  хранение промежуточных результатов. Управл емый делитель 29 (ф.иг, 6) начинает деление частоты по сигналу (команде) на S-входе триггера 58 по которому частота (пачка импульсов, пропорциональна  s i п ср с блока 28 через элемент И 59 поступает на счет, ный вход реверсивного счетчика 60, (предварительно обнуленного по Rвходу предьщущей командой). По окончан .ии импульса обнулени j поступающего с блока 30s S счетчик 60 по Dвходш { автоматически записываетс  код cos {| , после чего начинаетс  вычитание до ну.л г снова запись через инвертирующую линию 61 задержки (V вход синхрониза.ции записи по D-BXOдам ) и т,д„5 так что-частота импульсов на выходе делител  29 ( выход линии61 задержки) пропорциональна tg (j . Делитель 29 прекращает работу в момент поступлени  команды на Rвход триггера 58. Блок 34 5 как и блок 7, содержит набор ключей по числу программно форьшруемых выходных величин, Входы всех ключей в блоке 34 соединены с выходом инвертора-повторител  33, а выходы - с входами блока 35,, На управл ющие входы ключей поступают соответствующие команды (в данном случае 22,, 36 и 38-.  |, Эти же команды поступают на управл нж ие входы блока 35, содержащего р д схем выборки-хранени  j построенныхэ например, на операционном усилителе и емкости и осуществл ющих запоминание выходного напр жени  соответствующего ключа блока 34 на длительность цикла (38 команд) Калсда  схема выборки-хранени  стробируетс .  ОДНО.Й из указанных команд, Сигналы с .выхода блока 35 усиливаютс  соответствующ1-1ми усилител г и мощности блока 36 и при необходимости .модулируютс  опорной частотой (модул тор -устанавливаетс  на входе усилител  мо.щности) t Выходные напр жени  Аэм Г1)л -Чв (последнее напр же-. кие поступает на блок 36 из блока 5 поступают КЗ. соответствующие датчики моьзентов и обмотку демпфировани  ма- тника . Величина .nv,- блока 35 поступает в блок 8 дл  сравнени  с опорной велич.к;-гойв Предлагаемое устройство  вл етс  программируе111ьш и обладает пмрокими фун.кдионал-хьными возмо щост ми. Это,

в свою очередь, обеспечивает максимальное приближение к реальным значени м угловых скоростей географичес кого трехгранника. Таким образом, повьшение точности формировани  управл кщих воздействий достигаетс , в первую очередь, за счет расширени  функциональных возможностей устройства управлени  и усложнени  его передаточной функции.

Кроме того, точность формировани  управл ющих воздействий в предложенном устройстве вьше, чем в известном. за счет дискретного представлени  данных в процессе обработки, что повышает термостабильность устройства, устойчивость к возмущающим воздействи м . В то же.врем  весьма существеннь1М  вл етс  представление информации в число-импульсном виде, а..не в виде параллельного двоичного кода. Это обеспечивает, с одной стороны, снижение потребл емой мощности и аппаратурных затрат, особенно в. случае выполнени  цифровой части устройства на интегральных микросхемах с К-МОП

структурами (например 564 серии), а с другой - повьшение помехоустойчивости устройства к кратковременным и интенсивным помехам, могущим вывести гирокомпас из устойчивого состо ни .

Учитыва  соотношение инерционности гирокомпаса и быстродействи  устройства с число- импульсным представлением информации, оптимальным  вл етс  использование предлагаемого устройства дл  управлени  малогабаритными компасами средней точности.

Число-импульсное представление информации позвол ет также минимизировать число св зей, а следовательно и па ных соединений, что способствует повышению надежности устройства.

Таким образом, в предложенном устройстве преимущества программного дискретного управлени  (точность, термостабильность и т.д.) сочетаютс  с низкой потребл емой мощностью, высокой помехоустойчивостью и надежностью , обусловленными число-импульсны представлением информации.

п наналоб

ФигМ

Фиг,6

На 5J

На 30

Фиг.д

На 1, г

h-

Фиг. 5

Hull

Ha7S

ФцгМ

НаЕб

Claims (1)

1. САМОНАСТРАИВАЮЩЕЕСЯ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ, содержащее блок управления режимом и блок усилителей;, выходы которого соединены с выходами устройства управления, о т л и ч а ю щ ее с я’ тем, что, с целью повышения точности формирования управляющих воздействий, в него введены блок формирования сигнала маятников, блок синхронного детектирования, схема формирования стро.б-импульса, управляемый делитель напряжения, блок дифференцирования, преббразователь напряжение - частота, два накапливающих сумматора, два инвертора-повторителя, два блока ключей, блок сравнения, цепной делитель напряжения, счет чик, две резистивных:.матрицы, блок генератора, компаратор,) элемент И, элемент ИЛИ, три кодовых преобразователя^ блок вычитания, дешифратор, блок умножения, элемент ИЛИ-HE, блок определения знака слагаемых, блок вы* борки-хранения, блок оперативной памяти, управляемый делитель частоты, кольцевой регистр и коммутатор, при этом первая группа входов устройства соединена с соответствующими входами