SU847950A2 - Устройство автоматического управ-лЕНи дВижЕНиЕМ ТРАНСпОРТНОгО СРЕдСТВА - Google Patents

Description

(54) УСТРС СТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Изобретение относитс  к автоматическому ухфавлению движением наземных нерельсовых транспортных средств вдоль заданного токонесущего кабелем напра вленш . По основному авт. св. №471872 известно устройство автоматического управлени  движением транспортного сред ства, содержащее датчик скорости движени ; электронный регул тор с переменной структурой, включающий блок коммутируе мых коэффициентов с суммирующим усилителем посто нного тока; канал формировани  функции переключени , состо щий из датчиков линей1юго отклонени , взаимодействующих с токонесущими кабелем и соединенных через резисторы с усилителем посто нного тока, формировател  функции переключени , управл ющего блоком коммутируемых коэффициентов с логическими элементами; исполнительный, механизм; дополнительные каналы формировани  функции переключени , состо щие cooTBeTCTBojfflo из датчиков курсового отклонени  и скорости изменени  курсового отклонени , угла поворота и скорости поворота управл емых колес и подключенные через нелинейные 4 нкциональш 1е преобразователи и соответствующие резисторы ко входу усилител  посто нного тока формировател  функции переключени , при этом датчики курсового отклонени , скорости изменени  курсового отклонени  и угла поворота ущэавл емых колес также св заны и со входами соответствующих логических элементов блока коммутируемых коэффициентов. Основой электронного регул тора с переменной структурой  вл ютс  логические элементы блока коммутируемых коэффициентов , содержащие диодные ключевые  чейки, а основным режимом работы такого регул тора - скольз щий режим, т.е режим переключени  структур с большой частотой (2 - 4). Управл ет диодными ключевыми  чейками выходной сигнал формировател  функции переключени . В скольз щем режиме функци  лереключени  равна нулю, поэтому формирователь функции переключени  обладает большой чувствительностью к изменению знака функции переключени  при переходе ее через нулевое значение. Это достигает с  тем, что выходной элемент формировател  функции переключени  имеет релейную характеристику с двум  устойчивыми состо ни ми, соответствующими положитель ному и отрицательному значению функции переключени . Когда в результате действи  управл ющего сигнала, сформированного регул тором с переменной структурой, объект занимает требуемое положение относительно щэедписанного маршрута и сигналы датчиков станов тс  равными нулю, то сигнал формировател  функции переключени  принимает одно из своих двух значений (в зависимости от знака дрейфа операционных усилителей измерительных каналов и регул тора). Этот сигнал через цепи диодных ключевых  чеек попадает на выход логического элемента к образует ложный сигнал управлени . В резулыгате этого статическа  характеристика логического элемента блока коммутируемых коэффициет-ов имеет начальное ненулевое значение Cl О нако подключение нескольких логических элементов к выходному суммирующему усилителю регул тора с переменной структурой приводит к увеличению уровн  ложного сигнала управл ющего воадвйстви который поступает на вход исполнительно го механизма управл емых колес. В результате этого управл емые ко &св псжср чиваютс  и датчики угла поворота и око- рости поворота управл емых колес выдаю информацию, хот  положение центра масс объекта относительно заданной траектории движени  не изменилось, т.е. датчики линейного и курсового отклонений имеют нулевые значени . При этом сигналы датчиков угла поворота и скорости поворота управл емых колес суммируютс  с ложным сигналом и в системе автоматического управлени  движением возникаю автоколебани , не завис щие от внещних возмущающих факторов. Кроме того. Выходной сигнал формиро вател  функции переключени  через цепи диодных ключевых  чеек логических элементов при нулевых сигналах датчиков положени  центра масс объекта попадает на вход формировател  функции переключе ни  и также способствует формированию ожного сигнала и возникновению автокс ебаний в системе автоматического управени  движением, которые накладываютс  а основной скольз вшй режим и ухудают его адаптивные свойства. Цель изобретени  - повьпиение точноси устройства путем устранени  автоколебаний в установившемс  режиме работы. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в блок коммутируемых коэффициентов введены первый, второй, третий и четвертый опередионные усилители, а логические элементы блока коммутируемых коэффициентов содержат диодные ключевые  чейки и элементы разв зки, информационные и управл юпще входы которых подключены соответственно к информационному. и управл ющему входам блока коммутируемых коэффициентов, а выходы - к входам соответствующих логических элементов , первые выходы которых соединены с первым входом первого операционного усилител , вторые выходы - с входом второго операционного усилител , третьи выходы с первым входом третьего операционного усилител , а четвертые выходы с входом четвертого операционного усил тел , причем выходы второго к четвертого операционных усилителей подключешл к вторым входам соответственно первого и третьего операционных усилителей, выходами соединенных с соответствующими входами суммирующего усилител . При этом каждый элемент разв зки соде етсит по два полевых транзистора разной проводимости, информационные и управл ющие входы и вьисоды которых подключены соответственно к информационным и управл ющим входам и выходам элементов разв зки. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 принципиальна  схема логического элемента блока коммут1фуемых коэффициентов; на фиг. 3 - статическа  характеристика логического элемента. Устройство автоматического угфавлени  движением транспортного средства (фиг. 1) содержит п ть датчиков информации: линейного отклонени  1, курсового отклонени  2, скорости изменени  курсового отклонени  3, угла поворота управл емых колес 4И скорости изменени  угла поворота управл емых колес 5. При этом выходы всех датчиков 1-5 подключены ко входу формировател  6 функции переключени , а выходы датчиков 1 - 4 подключены еще и к соответствующим 56 входам блока 7 коммутируемых коэффициентов через элементы 9-11 разв зки., управл ющие входы которых подсоед1шены к выходу формировател  6 функции переключени . Выходы элементов и - 11 подсоединены к диодным ключевым  чейкам 12 - 15, имеющим по четыре выхода , щ)ичем нечетные выходы присоединен ко входу суммирующего усилител  16 члрез первый 17 и третий 18 операцион- ные усилители посто нного тока, а четны через второй. 19 и четвертый 20 операционные усилители. Выход блока 7 комму тируемых коэффициентов св зан с испол нательным механизмом 21 управл емых колес. Соответствующие пары из элемента разв зки и диодной ключевой  чейки 8 12 , 9 - 13, 1О - 14 и 11 - 15 образуют логические элементы 22 - 25 кана ла управлени . Элемент разв зки (фиг. 2) содержит два полевых транзистора 26 и 27 разной проводимости, входы которых (стоки) через делитель 28 и 29 подключены к выходу датчика 1 (2-4) информации, а выходы (истоки) через нагрузочные рези торы 30 и 31 подсоединены к диодным  чейкам элементов 32 - 35 и 36 - 39, а управл ющие элементы (затворы через диоды 4О и 41, щунтированные конденса торами 42 и 43, подключены к выходу формирователш 6 функции переключени . Выходные резисторы 44 - 47 образуют четыре выхода логического элемента. Устройство работает следующим образом . Формирователь 6 функции переключени  определ ет моменты переключени  у1фав- л ющего сигнала U воздействующего на исполнительный механизм 21 при по-  влении сигналов с выходов датчиков 1, 2f информации и соответствующих сигналов производных с выходов датчиков 3 и 5. Блок 7 коммутируемых коэффициентов скачком измен ет коэффициенты передач с К до Kri по каждому каналу управлени  формируемому датчиками 1 - 4. В результате этого между дв;ум  соседними моментами переключени  управл ющий сигнал измен етс  по линейному закону, а в моменты переключени  - скачком. Блок 7 коммутируемых коэффициентов по каждому каналу управлени  выполн ет нелинейное преобразование. Например по каналу линейного отклонени  Хатл Ри АОТ. 0 Vn и а SV. иф,п 1 VT. V.a бидат.б где и - напр жение управлени  по каналу линейного отклонени ; .r выходное напр жение датчика 1J Ць|Ь выходное напр жение формировотел  функции переключени  6, равное сумме сигналов датчиков 1-5 информации с соответствующими коэффициентами передас ми коэффициентам и передач С; K,, коэффшшекты передач отрицательной и положительной обратной св зи в управл ющем сигнале по каналу линейного отклонени . Аналогичное нелинейное преобразование выполн етс  датчиками курсового отклонени  2, скорости изменени  курсового отклонени  3 и угла поворота управл емых. колес 4. Суммирование всех составл ющих управлени  осуществл ет выходной усилитель 16. Моменты переключени  управл к цего сигнала соответствуют моментам изменени  знака 4УИК11Ш1 переключени  (Cj х UAOIT. Catrft.ar.a s APrrs ) щж переходе черва нулевое значение, поэтому в форм1фователе 6 функции переключени  достаточно только ощзедел ть знак суммарного сигнала. Напр жение с выхода формировател  6 функции переключени  ( ) у1фавл ет через элементы 8-11 работой диодных ключе ох  чеек 12 - 15. Полевой транзист 45 опфываетс  тогда, когда напр жение на его затворе равно нулю (фиг. 2). Дл  трвизистора 26 нулевое напр жение на затворе будет при закрытом диоде 4О, т.е. при U(n О При такой пол5фности сигнала формировател  6 функции переключени  транзистор 27 залфьрг, так как открытый диод 41 пропускает сип-сал Оффп затвор. Конденсаторы 42 и 43, шунтщэующие иоды 4О и 41, увеличивают быстроействие диодной ключевой  чейки. Дл  работы полевого транзистора в лючевом режиме его выходное напр жение о абсолЕотной величине меньше управл ющего напр жени , . |Uj,vUIU$(|,nK Это условие выполн етс  с помощью оответствующих делителей 28 или 29. Кроме того, сумма абсолютных величин ходного напр жени  и управл ющехч) не

превьпиает максимального значени  напр жени  на истоке-ваторе, т.е.

.

,,

Исход  вз этих условий, подбираютс  величины резисторов соотйетстбуюших делителей 28 или 29.

Таким образом сигнал датчика поступает на оба стока полевых транзисторов, но проходит либо через транзистор 26 (при U( О), либо транзистор 27(при иффп -)   снимаетс  либо с нагрузочного резистора 30, либо 31. Кажда  диодна  ключева   чейка собрана по последовательнонпараллельной схеме на диодах 32 - 35 и 36 - 39. Если открыт полевой транзистор 26, т.е. ифй,г, О, сигнал датчика, например l,UuAt. положительной пол рности проходит через диод 36 и резистор 45 на Второй выход ключа, а отрицательной пол рности - чере диод 37 и резистор 44 на первый выход ключа. Если открыт транзистор 27, т.е. , О, то UAQII О проходит через диод 33 и резистор 46 на третий выход ключа аОдат.-40 - через диоп 32 и резистор 47 на четвертый выход ключа. Суммиру  Выходы диодной ключевой  чейки таким образом, чтобы сигналы с четных выходов проходили 4qpeo два олера ционных усилител  посто нногч) тока, а с нечетных - через один операционный усилитель посто щюго тока (причем с помощью выходных резисторов  чейки и усилителей 17 - 20 формируютс  коэффициенты передач такие, чтоК,, К,1 ) получаем статическую характеристику логического элемента блока коммутируемых коэффициентов (фиг. 3). Аналогично работают диодные ключевые  чейки 13 - 15, подключенные к датчика 2-4 через элементы 9-11 разв зки. Усилители 17 - 2р.формируют не только требуемую логику, но и суммируют все составл ющие угфавл ющего сигнала, поступающие от датчиков 1 - 4 по задахн ному логическому закону. В установившемс  режиме, когда сигналы датчиков 1-4 равны нулю, выходные сигналы логических элементов 22 -

25 блока 7 коммутируемых коэффициентов также равны нулю и на исполнительный механизм 21 управл емых колес сигнал не поступает и автоколебани  в системе автоматического управлени  движением не возникают.

Claims (2)

1. Устройство автоматического управлени  движением транспортного средства по авт. св. № 471872, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности устройства в нем блок коммутируемых коэффициентов содержит первый, второй, третий и четвертый операционные усилители, а логические элементы блока коммутируемых коэффициентов выполнены в виде диодных ключевых  чееки элементов разв зки, информационные и управл ющие входы которых подключены соответственно к информационным и управл ющему входам блока коммутируемых коэффициентов , а выходы - к входам соответствующих диодных ключевых  чеек, первы выходы которых соединены с первым входом первого операционного усилител . Вторые выходы с входом второго операционного убилител  третьи выходы с первым входом третьего операционного усилител , а четвертые выходы с входом четвертого операционного усилител , поичем выходы второго и четвертого операционных усилителей подхслючены к вторым входам соответственно первого и третьего операционных усилителей, выходами соединенных с соответствующими входами, суммирующего усилител .

2. Устройство по п, 1, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что каждый элемент разв зки содержит два полевых транзистора разной проводимости, информационные и управл ющие входы и выходы которых подключены соответственно к информационным и управл ющим входам и выходам элементов разв зки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР № 471672, кл. А О1 В 69/04, G05D 1/ОЗ, 1973 (прототип).

Лиев fofHifetfmt Фумгщ / ае е лмчеин

внм.{ . (Jdamj O ,tJaamjfO ОС отрицагт ельна  иффг1 70 дат.,0 и, -Ki Uaomj O О.с - по/(ожител1 нап ( дат.,70 и, 1(21/90,70 0. - поло)Нительиа  tJsam, f damifO y, fj( 9.с.-отрицртельна/1

-«Т Фиг. 3