SU1192658A1

SU1192658A1 - System for group driving of self=propelled farm machines

Info

Publication number: SU1192658A1
Application number: SU843736291A
Authority: SU
Inventors: Юрий Валентинович Авдеев; Михаил Александрович Березовский; Анатолий Васильевич Ворохобин; Михаил Иванович Ковалевский; Анатолий Николаевич Копытин; Вячеслав Федорович Кошмяков; Марк Семенович Телятников; Иван Михайлович Тепляков; Виталий Тимофеевич Чикунов
Original assignee: Воронежский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт; Государственный Союзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Тракторный Институт; Киевский институт автоматики им.ХХУ съезда КПСС
Priority date: 1984-01-09
Filing date: 1984-01-09
Publication date: 1985-11-23

Abstract

1. СИСТЕМА ДЛЯ ГРУППОВОГО ВОЖДЕНИЯ САМОХОДНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН, содержаща установленные на ведущей и ведомой мащинах взаимно перпендикул рные рамочные антенны, отличающа с тем, что, с целью повыщени надежности управлени , устранени многозначности отсчета угловых координат и упрощени , конструкции, ведуща мащина снабжена передающим устройством команд управлени с четвертьволновым вибратором на выходе и щифратором на входе, устройством отсчета угловых координат и коммутатором приемных рамочных антенн, а ведома - приемным устройством команд управлени с четвертьволновым вибратором на входе, устройством преобразовани сигналов и коммутатором передающих рамочных антенн, при этом коммутатор приемных рамочных антенн св зан своим выходом с входом устройства отсчета угловых координат, выход которого подключен к вхоi ду передающего устройства команд управлени , а выход приемного устройства ко (Л манд управлени св зан с входом устройства преобразовани сигналов, выход котоС рого подключен к входу коммутатора передающих рамочных, антенн. со to О) 01 001. SYSTEM FOR GROUP DRIVING OF SELF-PROPELLED AGRICULTURAL MACHINES, containing mutually perpendicular frame antennas installed on the master and the driven machines, which, in order to increase the control reliability, eliminate the angle of the angular coordinates and simplify the design, the lead pencil has a safety tool, eliminating the multiple meanings of the angular coordinates and simplifying the design, the lead pencil has a tool and a lecture table. control commands with a quarter-wave vibrator at the output and an encoder at the input, a reference device of the angular coordinates and a switch of receiving loop antennas, and the knowledge a control command receiver with a quarter-wave vibrator at the input, a signal conversion device and a switch of transmitting loop antennas; the switch of the receiving loop antennas is connected to the input of the angular coordinate counting device whose output is connected to the input of the transmitting control command and the output of the receiving a co device (the control instructions is connected to the input of a signal conversion device, the output of which is connected to the input of the switch of the transmitting framework, antennas. with to O) 01 00

Description

2. Система по п. 1, отличающа с тем, что устройство отсчета угловых координат содержит тактовое и вычислительное устройства , генератор опорной частоты, перемножитель с фильтром нижних частот и аналого-цифровой преобразователь, при этом выходы тактового усройства соединены с входами управлени шифратора передающего устройства команд управлени , вычислительного устройства, коммутатора приемных рамочных антенн, и аналого-цифрового преобразовател , выходы генератора опорной частоты подключены к входу передающего устройства команд управлени и первому входу перемножител , другой вход которого соединен с выходом коммутатора приемных рамочных антенн, а выход - с входом аналого-цифрового2. The system of claim 1, wherein the angular coordinate reference device comprises a clock and computing devices, a reference frequency generator, a low-pass filter multiplier and an analog-to-digital converter, and the clock device outputs are connected to the control inputs of the transmitter's encoder control commands, a computing device, a switch receiving loop antennas, and an analog-digital converter, the outputs of the reference frequency generator are connected to the input of the transmitting device of control commands Alenia and the first input of the multiplier, the other input of which is connected to the output of the switch receiving frame antennas, and the output - to the input of analog-digital

преобразовател , выход которого св зан с информационным входом вычислительного устройства, выход которого св зан с входом шифратора передающего устройства команд управлени .a converter, the output of which is connected with the information input of the computing device, the output of which is connected with the input of the encoder of the transmitting device of control commands.

3. Система по п. 1, отличающа с тем, что устройство преобразовани сигналов содержит дешифратор, фильтр нижних частот и усилитель, при этом приемное уст .ройство команд управлени св зано своими выходами с дешифратором и фильтром нижних частот, выход которого через усилитель св зан с сигнальным входом коммутатора передающих рамочных антенн, управл ющий вход которого соединен с одним из выходов дешифратора, другие выходы которого вл ютс управл ющими выходами системы.3. The system of claim 1, wherein the signal converting device comprises a decoder, a low pass filter and an amplifier, wherein the receiving control device of the control commands is associated with its outputs with the decoder and low pass filter, the output of which is connected through the amplifier to the signal input of the switch of the transmitting frame antennas, the control input of which is connected to one of the outputs of the decoder, the other outputs of which are the control outputs of the system.

Изобретение относитс к сельскохоз йственному машиностроению применительно к системам дистанционного управлени движением группы самоходных сельскохоз йственных машин. Цель изобретени - повышение надежности , исключение многозначности отсчета угловых координат и сокращение количества радиоэлектронного оборудовани . На фиг. 1 изображена функциональна схема системы; на фиг. 2 - функциональна схема приемных рамочных антенн с устройством отсчета угловых координат и передающим устройством команд управлени с шифратором; на фиг. 3 - функциональна схема передающих рамочных антенн и приемного устройства команд управлени с дешифратором; на фиг. 4 - схема отсчета курсовых углов ведущей и ведомой мащин. Система дл группового вождени сельскохоз йственных машин содержит ведущую и ведомую машины 1 и 2 соответственно , устройство 3 отсчета угловых координат , передающее устройство 4 команд управлени с дещифратором, коммутатор 5 с приемными рамочными антеннами, приемное устройство 6 команд управлени , устройство 7 преобразовани сигнала, коммутатор 8 с передающими рамочными антеннами. Функциональна схема приемных рамочных антенн с устройствами отсчета угловых координат и передающим устройством команд управлени с шифратором (фиг. 2) содержит вычислительное устройство 9, ана,лого-цифровой преобразователь 10, тактовое устройство 11, перемножитель 12 с фильтром нижних частот, коммутатор 13, генератор 14, передающее устройство 15 команд управлени с шифратором. Функциональна схема передающих рамочных антенн и приемного устройства команд управлени с дещифратором (фиг. 3) содержит приемное устройство 16 команд управлени , дешифратор 17, исполнительные механизмы 16, фильтр 19, коммутатор 20, усилитель 21. Система работает следующим образом. Сигнал, поступающий с выхода приемного устройства 16 команд управлени , проходит через фильтр 19 и усилитель 21, коммутируетс коммутатором 20 сигналом с выхода дещифратора 17 и излучаетс поочередно передающими рамочными антеннами . С других выходов дещифратора 17 преобразованный сигнал приемного устройства команд управлени поступает на соответствующие исполнительные механизмы 18 мащины. Излучаемый сигнал воспринимаетс приемными рамочными антеннами и поступает на вход коммутатора 13, управл емого тактовым устройством 11, причем передающие и приемные рамочные антенны расположены в пространстве взаимно перпендикул рно. С выхода коммутатора сигнал поступает на вход перемножител 12 с фильтром нижних частот, на другой вход которого и вход передающего устройства 15 команд управлени с шифратором поступает сигнал с генератора 14 опорной частоты. С выхода перемножител 12 с фильтром нижних частот сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразовател 10, синхронизируемого сигналами тактового устройства 11. Преобразуемый сигнал поступает на вход вычислительного устройства 9, управл емого тактовым устройством 11, где происходит отсчет угловых координат и вычисление дальности между машинами. Сигналы рассогласовани текущих координат с заданным положением машин с выхода вычислительного усройства 9 поступают на вход радиопередающего устройства 15 команд управлени с шифратором. На другой вход передаюш.его устройства 15 команд управлени с шифратором поступает сигнал .с тактового устройства 11, используемый дл коммутации передаюш,их рамочных антенн Сигналы, поступающие на соответствуюш ,ие входы передающего устройства 15 команд управлени с шифратором передаютс по радиоканалу. Выходные напр жени воспринимающих элементов при работе на различные излучающие элементы можно представить в следующем виде: Ui 1 (t) а (созвсозфi- 51пв8Шф) sinwt; и 12 (t) а (со8в5тф+ -у з1пвсо5ф) sinwt; U2i(t) a(sinecos9-|-со8вз пф) sinwt; U22 (t) а (sinвsinф-4- -|-cosвcosф) sinwt, где Uii - выходное напр жение первого вос принимающего элемента при включенном первом излучающем элементе; и 12 -выходное напр жение второго воспринимающего элемента при включенном первом излучающем элементе; U21 - выходное напр жение первого воспринимающего элемента при включенном втором излучающем элементе; U22 - выходное напр жение второго воспринимающего элемента при включенном втором излучающем элементе . Дл исключени неоднозначности углы в и ф следует вычисл ть из приведенных формул с учетом действлтельных знаков напр жений U,,(t). Определение огибающей со знаком напр жени Uii(t), например (cosecosy|-sinвsinф в системе достигаетс использованием перемножительного устройства, на один вход которого подаютс поочередно сигналы U/,-(t) с приемных антенн, а на второй вход - опорный сигнал с генератора 14. Нормировочный коэффициент а, завис щий только от рассто ни г между радионавигационными точками, вычисл етс из соотнощени (Uu + + Ui + U22). в ближней зоне электромагнитного пол т и а св заны зависимостью А -. Отклонение текущего значени г от заданного го оопредел етс из соотношени ), г - (соответствует о в заданной точке го. Блок аналого-цифрового преобразовател 10 ведущей машины получает аналоговую информацию по.углу и рассто нию в виде напр жений воспринимающих элементов, проход щих через коммутатор 13 и перемножитель с фильтром нижних частот. Причем информаци поступает строго в определенной последовательности в свои интервалы времени, что осуществл етс тактовым устройством 11, которое посредством коммутатора 13 поочередно подключает воспринимающие элементы. Блок аналого-цифрового преобразовател 10 служит дл преобразовани аналоговой информации в цифровой код дл ввода и обработки ее в вычислительном устройстве 9. Весь цикл подключени воспринимающих элементов, запись и преобразование напр жений этих элементов в аналого-цифровом преобразователе 10, ввод и обработка полученной информации вычислительным устройством 9 осуществл етс тактовым устройством 11. При отсутствии сигналов рассогласовани весь комплекс находитс в режиме стабилизации и по командному радиоканалу передаютс только рабочие команды управлени . При этом на выходе вычислительного устройства отсутствуют управл ющие воздействи в виде посто нных напр жений. При по влении сигнала рассогласовани , что обусловлено различными дестабилизирующими факторами, а также принудительным вмешательством в процесс след щего управлени оператором ведущей машины (изменение местоположени машин, поворот, разворот, увеличение скорости движени ), происходит изменение напр жений на выходе воспринимающих элементов, что объ сн етс диаграммами направленности излучающих и воспринимающих элементов. Новые значени напр жений записываютс и преобразовываютс в аналого-цифровом преобразователе 10 и ввод тс в вычислительное устройство 9, где происходит обработка информации в соответствии с заданным алгоритмом управлени . В зависимости оттого, кака из машин изменила свое место расположени , происходит выработка управл ющих воздействий по углу 0, ф или рассто нию г. Управл ющие воздействи с выхода вычислительного устройства 15 команд управлени и радиоканал поступают на вход приемного усройства 16 команд управлени , установленного на ведомой мащине. С выхода приемного устройства 16 сигнал поступает в дешифратор 17, где происходит расшифровка и передача команд управлени , соответствующих сигналу рассогласовани , к электрозолотнику соответствующего исполнительного механизма. С выхода приемного устройства синусоидальный сигнал, используемый дл работы системы ориентации, поступает через фильтр 19, усилитель 21 и чере коммутатор 20 кThe invention relates to agricultural machinery in relation to remote control systems for the movement of a group of self-propelled agricultural machines. The purpose of the invention is to increase reliability, eliminate the ambiguity of the reference angle coordinates and reduce the number of electronic equipment. FIG. 1 shows a functional system diagram; in fig. 2 is a functional diagram of receiving frame antennas with a reference device of angular coordinates and a transmitting device for control commands with an encoder; in fig. 3 is a functional diagram of the transmitting frame antennas and the receiver of control commands with a decoder; in fig. 4 is a diagram of reference points for driving and driven vehicle heading angles. The system for group driving of agricultural machines comprises a leading and a driven machine 1 and 2, respectively, an angular coordinate reading device 3, a transmitting device 4 control commands with a descrambler, a switch 5 with receiving frame antennas, a receiving command device 6, a signal converting device 7, a switch 8 with transmitting frame antennas. The functional diagram of receiving frame antennas with angular coordinate reference devices and a transmitting control command device with an encoder (Fig. 2) contains a computing device 9, ana, a logo-digital converter 10, a clock device 11, a multiplier 12 with a low-pass filter, a switch 13, a generator 14, a control command transmitter 15 with an encoder. The functional diagram of the transmitting frame antennas and the receiving device of control commands with the decoder (Fig. 3) contains the receiving device 16 control commands, the decoder 17, the actuators 16, the filter 19, the switch 20, the amplifier 21. The system works as follows. The signal from the output of the control command receiver 16 passes through the filter 19 and the amplifier 21, is switched by the switch 20 by the signal from the output of the decryptor 17 and is radiated alternately by the transmitting loop antennas. From the other outputs of the de-blender 17, the transformed signal from the receiver of control commands is fed to the corresponding actuating mechanisms 18 of the machine. The emitted signal is perceived by the receiving frame antennas and is fed to the input of the switch 13 controlled by a clock device 11, with the transmitting and receiving frame antennas arranged in a space mutually perpendicular. From the switch output, the signal is fed to the input of a multiplier 12 with a low-pass filter, to another input of which and the input of the transmitting device 15 of control commands with an encoder a signal is received from the generator 14 of the reference frequency. From the output of the multiplier 12 with a low-pass filter, the signal is fed to the input of an analog-to-digital converter 10 synchronized by the signals of the clock device 11. The converted signal is fed to the input of the computing device 9 controlled by the clock device 11, where the angular coordinates are calculated and the distance between the machines is calculated. The mismatch signals of the current coordinates with a given position of the machines from the output of the computing device 9 arrive at the input of the radio transmitting device 15 of control commands with an encoder. The other input of the transmitting control command device 15 with the encoder receives a signal. From the clock device 11 used for switching the transmitting of their loop antennas. The signals arriving at the corresponding input of the transmitting device 15 of the control command with the encoder are transmitted over the radio channel. The output voltages of the sensing elements when operating on various radiating elements can be represented as follows: Ui 1 (t) a (congruently 51пв8Шф) sinwt; and 12 (t) a (co8v5tf + -y z1pvso5f) sinwt; U2i (t) a (sinecos9- | -co8vz pf) sinwt; U22 (t) а (sinвсинф-4- - | -cosвcosf) sinwt, where Uii is the output voltage of the first receiving element with the first radiating element switched on; and 12 is the output voltage of the second sensing element when the first radiating element is turned on; U21 is the output voltage of the first sensing element with the second radiating element switched on; U22 is the output voltage of the second sensing element with the second radiating element switched on. To avoid ambiguity, the angles в and и should be calculated from the formulas given, taking into account the real signs of the stresses U ,, (t). The definition of the envelope with the voltage sign Uii (t), for example (the cosecosy | -sinвsinf in the system is achieved by using a multiplying device, one input of which receives alternately signals U /, - (t) from receiving antennas, and the second input - reference signal c generator 14. The normalization factor a, which depends only on the distance r between the radio navigation points, is calculated from the ratio (Uu + + Ui + U22) in the near field of the electromagnetic field and a is related by the dependence A -. The deviation of the current value of g from given value is determined from ), g - (corresponds to o at a given point of go. The analog-to-digital converter unit 10 of the leading machine receives analog information on the angle and distance in the form of voltages of sensing elements passing through the switch 13 and the multiplier with the low-pass filter. And It arrives strictly in a certain sequence at its own time intervals, which is carried out by the clock device 11, which, by means of the switch 13, alternately connects the sensing elements. The analog-to-digital converter unit 10 serves to convert analog information into digital code for input and processing it in the computing device 9. The entire cycle of connecting sensing elements, recording and converting the voltages of these elements in the analog-digital converter 10, input and processing the obtained information the device 9 is carried out by the clock device 11. In the absence of the error signals, the whole complex is in the stabilization mode and only a radio channel is transmitted over the command channel. operational management team. At the same time, at the output of the computing device, there are no control actions in the form of direct voltages. When a mismatch signal appears, due to various destabilizing factors, as well as forced intervention in the process of following control by the operator of the leading machine (changing the location of the machines, turning, turning, increasing the speed of movement), there is a change in the voltages at the output of the sensing elements, because It is emitted by radiation patterns of radiating and perceiving elements. The new voltage values are recorded and converted in the analog-to-digital converter 10 and input to the computing device 9, where information processing takes place in accordance with a predetermined control algorithm. Depending on how each of the machines has changed its location, control actions are generated by angle 0, φ or distance. Control actions from the output of the computing device 15 control commands and the radio channel are fed to the input of the receiving device 16 control commands set to driven maschine. From the output of the receiving device 16, the signal enters the decoder 17, where the decoding and transmission of control commands corresponding to the error signal to the electric hammer of the corresponding actuator takes place. From the output of the receiver, the sinusoidal signal used for the operation of the orientation system is fed through a filter 19, an amplifier 21, and a switch 20 to

излучающим элементам, которые поочередно подключаютс коммутатором 20 сигналом, поступающим по радиоканалу с тактового устройства 11.radiating elements that are alternately connected to the switch 20 by a signal coming over the radio channel from the clock device 11.

Изменение места положени ведомой машины фиксируетс приемной системой ориентации с посто нной отработкой сигнала рассогласовани вычислительным устройством до тех пор, пока на выходе исчезнет сигнал управл ющих воздействий. Таким образом восстановление режима стабилизации происходит до исчезновани сигналов рассогласовани по углу и рассто нию. При этом исполнительные механизмы переход т в свое новое состо ние, определ емое положением ведущей мащины.A change in the position of the slave machine is fixed by the receiving orientation system with a constant processing of the error signal by the computing device until the control actions signal disappears at the output. Thus, the stabilization mode is restored before the error signals for angle and distance disappear. In this case, the actuators are transferred to their new state, determined by the position of the driving gear.

Применение данной системы позвол ет повысить точность определени координат в услови х, когда имеют место относительно медленные и случайные изменени параметров измерительной системы (изменение мощности передатчика, коэффициента усилени приемного тракта, больщие температурные колебани и т. д.). Это достигаетс записью в пам ть вычислительного устройства дл заданного го нового значени ао. Система позвол ет исключить неоднзначность отсчета угловых координат при нахождении мащин в любом из четырех квадрантов и значительно повысить надежность систем управлени самоходных сельскохоз йственных мащин путем сокращени количества оборудовани .The use of this system makes it possible to increase the accuracy of determining the coordinates under the conditions when there are relatively slow and random changes in the parameters of the measuring system (change in transmitter power, gain in the receive path, large temperature fluctuations, etc.). This is achieved by writing to the memory of the computing device for a given new value of ao. The system eliminates the unequivocal reference of the angular coordinates when the machines are located in any of the four quadrants and significantly improves the reliability of the control systems of the self-propelled agricultural machines by reducing the number of equipment.

Напрабмение дВи лени Forgetting DV

элементыitems

XX

Воспраиимашщие элементыPlayable elements

Фиг ЛFIG L

Claims

1. SYSTEM FOR GROUP DRIVING OF SELF-PROPELLED AGRICULTURAL MACHINES, containing mutually perpendicular loop antennas installed on the driving and driven machines, characterized in that, in order to increase the reliability of control, eliminate ambiguity of reading angular coordinates and simplify the design, the host machine is equipped with a transmitting device for control commands with a quarter-wave vibrator at the output and an encoder at the input, a device for reading angular coordinates and a switch for receiving frame antennas, and a slave one for receiving a control command device with a quarter-wave vibrator at the input, a signal conversion device and a transmitter of the transmitting frame antennas, while the switch of the receiving frame antennas is connected by its output to the input of the angular coordinate reading device, the output of which is connected to the input of the control device transmitting device, and the output of the command receiving device control is connected ¹ with the input of the signal conversion device, the output of which is connected to the input of the switch of the transmitting frame antennas.

SU., „1192658

FIG-1>

2. The system by π. 1, characterized in that the device for reading the angular coordinates contains a clock and computing device, a reference frequency generator, a multiplier with a low-pass filter and an analog-to-digital converter, while the outputs of the clock device are connected to the control inputs of the encoder of the transmitting device control commands, computing device, switch receiving loop antennas, and an analog-to-digital converter, the outputs of the reference frequency generator are connected to the input of the transmitting device control commands and the first input of the multiplier, the other input of which is connected to the output switch receiving loop antennas, and the output - to the input of analog-to-digital converter whose output is connected to data input of the calculation unit, whose output is connected to the input of the encoder of the transmitting device control commands.

3. The system according to π. 1, characterized in that the signal conversion device comprises a decoder, a low-pass filter and an amplifier, while the receiver of the control commands is connected by its outputs to a decoder and a low-pass filter, the output of which through the amplifier is connected to the signal input of the switch of the transmitting frame antennas, the control input of which connected to one of the outputs of the decoder, the other outputs of which are the control outputs of the system.