SU716694A1 - Клиновой оптический·компенсатор 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области оптико-электронных приборов, например, оптических локаторов, и может быть использовано, в частности^ для с компенсации отклонения оптической оси ^э локатора от заданного направления, для компенсации смещения оптической оси аэрофотоаппарата от .напра'вления на объект фотографирования и т.п.

Известен клиновой оптический компенсатор, содержащий установленные вдоль общей оптической оси две пары клиньев, каждая из которых компенсирует смещение оптической оси по одному из двух взаимоперпендикулярных 15

направлений, например,по азимуту ла \

и углу места аН [1].

Ближайшим из известных До текйй^х"~“~7'?' ческой сущности к изобретению является клиновой оптический компенсатор, ^0 содержащий пару оптических клиньев, установленных вдоль общей оптической оси поворотно относительно друг Друга, , и прибор управления, выход которого подключен к управляющему входу эадат- ^Ζ чика угла поворота клиньев относительно друг друга [2].

Компенсатор содержит общий приводуправления 'клиньев, управляющий вход которого подключен к выходу задатчй2

ка угла поворота клиньев относитель- . но друг друга; Таким образом, этот оптический компенсатор компенсирует еме-; щение оптической оси аэрофотоаппарата от заданного направления на объект фотографирования только при прямолинейном полете самолёта и при отсутствии колебаний по крену и тангажу.

В противном случае происходит ''смазывание* ' изображения за счет смещения плоскости отклонения Оптической 'оси от Плоскости направления на объект фотографирования.

Другим недостатком компенсатора является то, что он .обладает сравнительно большой инерционностью и, соответственно, низИЬй динамической точностью "компенсации ошибки отклонения оптической оси от заданного направления, так как его Оба клина содержат общий привод управления (через редуктор).

Целью изобретения является повышение динамической точности компенсации ошибки отклонения оптической оси от заданного направления, а также упрощение конструкции и повышение надежности работы.

ЭтА цель достигается тем, что каждый клин оптического компенсатора

^..^.χϊι,Α

717694

10

снабжен ...автономным приводом управ'ления и сумматором, выход задатчика¹ угла поворота клиньев, подключён /к управляющему входу одного из сумматоров и через дополнительно введенный инвёрτόρ к управляющему входу друго'го сумматора, вторые управляющие входы Сумматоров.связаны с вторым выходом’прибора управления, а выходы сУ^вмак'О^бв с соответствующими автономными приводами управления клиньев, прибор управления выполнен в виде преобразователя угловых ошибок отклонения Ьп’тйчёской оси по азимуту δ ц, и угла' места δ Ь в суммарную угловую ошибку Отклонения *-ί и в угол поворота ’плоскос*ти отклонения при этом указанный пре-¹⁵

ЗбразователЕ '/набжен входами и выХоамй^^ё’"параметрам д<^ Μι,Υ И'$." '^л

С целью.повышения надежности работы, преобразователь угловых ошибок содержит переключатель, сумматор и 20 два делителя, косинусный и арктангенсный Преобразователи, при этом входы4й идб переключателя, соединены с сорт-'¹ ветствующими входами преобразователя угловых ошибок, его управляющий вход. 25 связан с управляющим выходом, азыход дЬ (-лсу)- с делимым входом "первого делителя, выход которого подключей’к входу арктангенсного преобразователя, выход дс|(дб) переключателя подключён /30 к делительному входу первого и дели- мому входу второго делителя, выход которого с'оедйнен с Ά -выходом преобразователя угловых ошибок, а выход переключателя, соответствующий 35 0⁰(90°), подключен к одному из входов сумматора, к второму входу которого подключен выход арктангенсного преобразователя, а выход соединенс -выходом преобразователя угловых ошибок, выход арктангенсного преобразователя дополнительно подключенк входу косинусного преобразователя, а выход последнего — к делительному входу А второго'делителя. А

На'фиг. 1 изображена функциональ- 45 ная схема предлагаемого клинового Оптического компенсатора ? на фиг. 2 -функциональная схема преобразователя угловых ошибок;на фиг. 3 —выходная апертура клинового компенсатора. 50

Клиновой оптический компенсатор'сосодержит пару клиньев 1 и 2, уСтанёвленных вдоль общей оптической оси 3 пов’оротно относительно друг друга,А и прибор управления Д^-выхОд которо- 55 го подключен к управляющему входу задатчика 5 угла поворота клиньев 1 и 2 Относительно друг друга.’ Каждый ^г/ клин 1 и 2 Оптического компенсатора снабжён автономным приводом управлё- χθ ния соответственно 6 и 7 и сумматором соответственно 8 и 9. Выход задатчйка 5 подключен к управляющему входу¹ одного из сумматоров, в данномслучае сумматор 8 непосредственно и через 1

.'инвертор 10 _чк' управляющем’' входу второго сумматора 9. Вторые >//.равняющие входьл сумматоров 8 и 9 подключены к % -выходу прибора управления 4, эА выходы сумматоров 8 и 9 подключены к соответствующим автономным приводам 6 и 7 клиньев 1 и 2.

' Прибор управления 4 выполнен в . виде преобразователя угловых ошибок отклонения оптической оси по двум взаимноперпендикулярным направлениям, например, по азимуту лд, и углу места л б, в суммарную угловую ошибку отклонения Фив угол поворота плоскости этого отклонения, Ч -выход которого подключен к управляющему входу задатчика 5 угла поворота клиньев 1 и 2 относительно друг друга и к Ί) -выходу которого подключены вторые управляющие входы сумматоров 8 и 9..

Один из.наиболее простых и надежных преобразователей 4 угловых ошибок, предложённый в изобретении, содержит переключающее 11, суммирующее 12 и делительные 13.и 14 устройства, косинусный 15 и арктангенсный 16 преобразователи. При этом лц, и лб /входы переключающего устройства 11 /соединены с соответствующими входами преобразователя 4 угловых ошибок, его управляющий вход подключен κι . управляющему выходу, а др (-д<|)-выход - к делимому входу первого делительного устройства 13, выход которого подключен к входу арктангенсного преобразователя 16. дс(,(аб) - выход переключающего устройства 11 подключен к делительному входу первого 13 и делимому входу второго делительного устройства 14, выход которого соединен с Ч -выходом преобразователя угловых ошибок 4. Выход переключающего устройства 11, соответствующий 0°(90°), подключен к одному из входов суммирующего устройства 12,к второму входу которого подключен выход арктангенсного преобразователя 16 и выход которого соединен с % -выходом преобразователя угловых ошибок 4. Выход арктангенсного преобразователя 16 дополнительно подключен к входу косинусного преобразователя 15, а выход последнего — к делительному входу второго делитёльного устройства 14.

Привод 6 и 7 управления клиньев 1 и 2 может содержать или только электропривод или помимо электропривода датчик угла поворота клина и сравнивающее устройство·, при этом выходы сумматоров подключены к одному из входов сравнивающих устройств, к вторым, входам которых подключены датчики угла поворота клиньев, а выходы сравнивающих устройств подключены к управляющим входам электроприводов. Однако это не обязательно, так как в случае’ поступления'сигна717694

лов, соответствующих <ϋ<φ и дй оптико-электронного координатора, обратная связь по углам обработки клиньев «может быть замкнута через этот коо'рдинатор, что снижает необходимость 'в датчиках угла поворота клиньев и йрав- 5 кивающих устройствах.

Преобразователь 4 реализует следующие зависимости (см. фиг. 3) :

и - л су ”СО5 Л

при |дЬ| < |Δψ 1-й и 11-й

квадранты сх.= агс1^нЫ; с<_г

₍ = ±45°; >у=О-₊Л·

2. Ч> =

ΔΠ

СО5Ь

ΠρΗΐΔψίΐΔΜ Η-й и 1У

квадранты Д - <ЗГС1§-|3<;

ЗИ>ПЛК-+;

ошибке отклонения оптической оси^;по углу места аЬ , а на делительный вход первого 13 и делимый вход второго 14 делительных устройств "поступает сиг- / нал. соответствующий ошибке отклонения оптической оси по азимуту δί^. При этом на вход сумматора 12 поступает с переключающего устройства 11 сигнал, соответствующий 0°. Благодаря этому мы получает на входе делительного Ю устройства 14 сигнал, соответствующий углу Ч' со знаком или ''

соответственно, если отклонение оптической оси произошло в Т-м или П-м квадранте, а на выходе сумматора "Т2 — сигнал, соответствующий углу-у , в данном случае равного углу ы. , с соответствующим знаком '' + или в зависимости, от поворота плоскости отклонения оптической Оси против часовой или по часовой стрелке относительно .направления ошибки отклонении 1дфЕсли в процессе работы компенсатора дц, становится меньше 1ДЬ| , то есть’ отклонение оптической оей происходит во П-м или ГУ-м квадранте, то с управляющего выхода первого делительного устройства 13 поступает сигнал управления на переключение устройства 11, после чего на делимый вход первого делительного устройства 13 поступает сигнал, соответствующий ошибке отклонения оптической оси по азимуту с обратным знаком, т.е. а на делительный вход первого 13 и__ делимый вход"второго ίΪ4 делительных устройств поступает сигнал',' соответствующий ошибке отклонения оптической оси по углу места аЬ. При этом на вход сумматора 12 поступает с переключающего устройства II сигнал, соответствующий 90°. Благодаря этому, мы получаем на выходе делительного устройства 14 сигнал, соответствующий углу Ч со,, знаком ' ¹+ ' ’ или ’ '

соответственно, · если отклонение оптической оси произошло во втором (Л-м)', или (ГУ-м квадранте, а на выходе сумматора 12 сигнал, соответствующий углу д , в данном случае равного углу 90 —р , где знак р соответствует.

или в зависимости от поворота плоскости отклонения оптической оси по часовой или против часовой стрелки относительно направления ошибки отклонения лЬ .

Если в процессе работы компенсатора ΙάΚΙопять станет меньше Ιλ/Ц,т.е. отклонение Оптической оси происходит в Т-м или П-м квадранте, то с управляющего выхода первого делительного устройства 13 опять поступает сигнал управления на переключение устройства 1 и т.д., в зависимости от того, в каком квадранте происходит отклоне•ние оптической оси, в 1-м, ΙΠ-м или 2-м, 1У—м. ~"

Причем предложенное схемное решение преобразователя угловых ошибок

15

к-90-^20

Задатчик 5 угла θ поворота клиньев 1 и 2 относительно друг друга реализует следующую зависимость:

Θ -агссое

где £нп

“углы отклонения Оптической

25

а. и б_п

4 2 _______ ______

дси каждым клином оптического конденсатора."

Работа клинового оптического компенсатора следует изего функциональной схемы (см. фиг. 1,2). На привод одного из клиньев, в данном случа'е' ' привод б клина 1, поступает сигнал, соответствующий сумме углов поворо- ’ та 6 клиньев относительно друг друга поворота плоскости отклонения

оптической оси, а на привод второго.........

клина, в данном случае привод 7 клина 2, поступает сигнал, соответ-” ствующий разности углов у и Θ . Таким образом, каждый клин компенсатора поворачивается относительно друг'друга' на угол Θ , компенсируя при этом суммарную ошибку Ч отклонения оптической оси от заданного направлений, и совместно друг с другом на угол согласовывая при этом"'плоскость " "

компенсации отклонения оптической оси с заданной плоскостью ее откло- нения. ,

Преобразователь угловых ошибок 4 работает следующим образом (см. фиг. 2,3) .

Сигналы, соответствующие угловым ошибкам отклонения оптической оси по двум взаимно перпендикулярным направлениям, например, по азимуту и углу места ΔΚ, поступают на .вход переключающего устройства II. Пели

ΙδΜ έ , т.е. отклонения оптической оси произошло в 1-м или ТЗ-м квадранте (см. фиг. 3) , то "на делимый вход первого делительного устройства^ поступает сигнал, соответствующий

30

35

40

45

50

55

6С

65

717694

4 не требует четкого срабатывайся пе' реюлючающего устройства при каком-то

заданйом соотношении сигналов, соответствующих угловым’ ошибкам отклонения ποά^ идЬ , ’а допуёкает значительный разброс параметров при переключении . . (основное условие', чтобы угол сх или р не превышал намного 45°, так как в этом случае ку*( р —> 05- ). Это значи- тельно упрощает преобразователь’уг-" 'левых ошибок_и повышает надёжность"' его работы. . . ·

Таким образом, оптическая ось 3 удерживается-точно ποι заданному на-правлению при заданных ошибках ее от- . клонения. Расчётная динамическая'точ- _ ность компенсации отклонения оптичес- ’’ кой оси от заданного направления не превышает ±1

' ,'ΈρδίΤόΤδ

клСнового^оптического'К' .. „

очевидна,.а конкретные массогабарит- 20 ные характеристики его зависят от диаметра пучка излучения,“отклонение которого необходимо компенсировать~ от максимального значения ошибки отклонения, т.е. массогабаритных харак- 25 тер'истик клиньев.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Клиновой оптический компенсатор, содержащий пару оптических кЛиньёв, установленных вдоль общей оптической 'оси поворотно относительно’ друг друга, и прибор управления",'выход которого подключен к управляющему входу задатчика угла поворота клиньев относительно! друг друга, ό т— лГ'й'ч' аю щ и й с я тем, что, с'целью повышения динамической точности ком-^; пенсации ошибки отклойёния оптической оси от заданного направления, а так- , же упрощения конструкции, каждый клин о£гтичёс'кого' компенсатора снабжён^ав- ” тономным"приводом управления и сумматором,' Выход задатчика угла поворота клиньев подключен к управляющему входу одного из сумматоров и через до'полнйтельно введенный 'инвертор к управляющему входу другого сумматора, "Βτδρ'ώ'θ управляющие' входы сумматоров

   10

   30

   35

   40

   45

   связаны со вторым выходом прибора управления, а выходы сумматоров — с соотвётствующими, . автономными приводами управления клиньев, прибор управления выполнен в виде преобразователя угловых ошибок отклонения оптической^оси по азимуту и углу места в суммарную угловую ошибку, отклонения Ψ и в угол поворота плоскости отклонения % , при этом указанный преобразователь снабжен вводами и выходами пр параметрам дЬДи .
2. 2. компенсатор по п.1, отлила ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы, преобразователь угловых ошибок содержит переключатель со входами для сигналов дсуидЬ й с выходами для сигналов ДЬ (“Л<р и ас^(аЬ) сумматор, два делителя, косинусный и арктангенсный преобразо'ватёли, при этом / входыд<^гИ дЬ переключателя соединены с соответствующими входами преобразователя угловых ошибок, его управляющий вход связан с управляющим вь&одом , а в'ыход дЬ с делимым входом первого делителя, ’

   выход которого.подключен к входу арктангенсного преобразователя, выход Дс^(дЬ) переключателя соединен с делительным входом первого и делимым входом второго делителя, выход которого соединен с Ч⁵ -выводом преобра.зователя угловых ошибок,а выход переключателя, соответствующий 0°(90°) к одному из входов сумматора,к второму входу которого подключен выход арктангенсного преобразователя, а выход соединен с % -выходом преобразователя угловых ошибок, выход; арктангенсного преобразователя дополнительно подключен ко ВХбДУ^крёйнусно'го преобразователя, а выход последнего к делительному входу , второго делит еля. . <. < / <