Электромеханический интегратор

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для использования в навигационных системах. Цель изобретения - повышение точности интегрирования . Повышение точности связано с построением ИТГ с высокостабилизированным коэффициентом передачи. Для этого выходы 12-14 ИТГ 4 соединены с формирователями 5-7 импульсов, которые управтают подключением стабилизированного источника 11 питания на

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4497591/24 (22) 21.07.88 (46) 07.06.91. Вюл. Р 21 (71) Казанский авиационный институт им. А.Н.Туполева (72) С,В.Кривошеев, ИЛ. Салихов и Л.В.Хрусталева (53) 681.335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 604007, кп. Г 06 Г 7/18, 1977.

Малогабаритная инерциальная система МИС серия 02. Техническое описание. Т. 2, 1974, с. 67-69 и 114-120.

„„ЯО„„1654 ж А1 (Д1) G 06 G 7/182

2 (54) ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ИНТЕГРАТОР (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для использования в навигационных системах. Цель из6бретения - повышение точности интегриро, вания. Повьпнение точности связало с построением ИТГ с высокостабилизированным коэффициентом передачи. Дпя этого выходы 12-14 HTI 4 соединены с формчрователями 5-7 импульсов, которые управлтот подклячением стабилизированного источника 11 питания на

1654846

TuUc

К =---И

6Г, вход интегратора через ключи 9 и 10.

Длительность импульсов может регулироваться формирователем 8 эталонных интервалов времени, работой которого также управляют формирователи 5-7.

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для использования в навигационных системах.

Цель изобретения повышение точности интегрирования.

На фиг. 1 представлена функциональная схема электромеханического интег" ратора; на фиг. 2 - схемы формирова-телей; на фиг. 3 — циклограмма, пояс- 20 няющая работу интегратора.

Электромеханический интегратор (фиг. 1) содержит интегрирующий усилитель 1, усилитель 2 мощности, исполнительный двигатель 3, импульсный тахогенератор (ИТГ) 4, формирователи

5-7 импульсов, формирователь 8 эталонных интервалов времени, ключи 9 и

10, источник 11 стабилизированного напряжения.

ИТГ 4 содержит контактные щетки

12-14, являющиеся первым, третьим и вторым выходами импульсного тахогенератора.

Первый 6 и второй 7 формирователи импульсов содержат (фиг. 2) два 0триггера 15 и 16 и инвертор 17, причем входы инверторов являются тактовыми входами формирователей, l3- и Rвходы триггера являются соответственно информационным и установочным входами формирователей, С-входы триггеров 16 являются синхронизирукпцими вхо" дами, а прямые выходы триггеров 15 и 16 соответственно первым и вторым выходами формирователей 6 и 7.

Третий формирователь 5 импульсов содержит инверторы 18 и 19, элемент

И 20 и В-триггер 21, прямой и инверсный выходы которого являются прямым и инверсным выходами формирователя

5, входы инверторов 18 и 19 являются соответственно информационным и установочным входами формирователя 5.

Формирователь 8 эталонных интервалов времени содержит стабилизированный генератор 22 импульсов, элемент

ИЛИ 23 и счетчик 24 импульсов, выходы мпадших и старших разрядов которого

Изменению скорости вращения соответствует изменение частоты следования импульсов, длительность которых высокостабильна ° 3 ил . являются выходами соответственно начала и конца временных интервалов, а входы элемента ИЛИ 23 являются информационным входом формирователя 8 .

На фиг. 3 обозначены выходные напряжения Ц и q блоков с соответствующими индексами, U „ - корректируюпщй сигнал, Т - период следования корректирующих импульсов, зависящий от скорости Я вращения двигателя 3, Т„длительность корректирующих импульсов.

Интегратор работает следующим образом.

Предположим, что входные сигналы

U и h,О,„ такие, что двигатель 3 и

ИТГ 4 имеют угловую скорость вращения Я по часовой стрелке (фиг. 1).

На ключи 9 и 10 подаются стабилизированные напряжения +U и -U от исс с точника 11 и сигналы управления с формирователей 6 и 7. В зависимости от знака Я к входу коррекции интегрирующего усилителя 1 подключаются либо +U, либо -U на время, определяемое длительностью импульсов с выхода формирователей б и 7.

Если в пределах времени Т 03 =const, то коэффициент передачи ИТГ определяется формулой где Я - число ламелей коммутатора

ИТГ.

При заданной Я и при нахождении контактных щеток 12-14 (фиг. 1) на проводящих участках выходные напряжения инверторов 17 и 18 (сигналы (, и Q>) имеют высокий уровень и соответствуют логической "1", Сигнал Q (на выходе элемента И 20) повторяет сигнал Q1 с задержкой, равной времени переключения элемента 20, и поступает на импульсный тактирующий, С-вход 9-триггера 21, на П-входе которого уже присутствует сигнал Q<=

"1". Триггер 21 переходит в единичное состояние, таким образом. сигнал

1654846 6 соответствует логической "1" и подУ готавливает входные цепи D-триггеров 15.

Дальнейшая работа схемы определяется направлением вращения. В данном случае вначале появляется сигнал со щетки 14 и передним фронтом сигнала (, поступающего на импульсный тактирующий С-вход Л-триггера 15, пе11 И

10 резаписывает Я = 1 на выход триггера. Сигнал g = 1", пройдя логический элемент ИЛИ 23, коммутирует режим

"Счет" счетчика 24, подавая логическую "1" на входы PE, CEP и СЕТ этого счетчика. Счетчик 24 начинает считать импульсы 0, поступающие на его счетный вход — импульсный С-входс выхода генератора 22 импульсов.

Формирование временного интервала Т 20 осуществляется подбором необходимого числа и просуммированных импульсов, т.е. Тц=пТг. Например, если Тц определяется от первого поступающего импульса до восьмого, то а=8 (К=З).

Регулировка может осуществляться путем использования различных разрядов счетчика для управления. Будем считать, что Тц определяется временем. между сигналом q<, . соответствующим.первому импульсу, и сигналом

q, соответствующим импульсу 2 . ВыК ходной импульс q своим передним фронтом перезаписывает Q ="1" на вы6 ход D-триггера 16, т.е. становится равным логической "1". Сигнал

Q ="1" вызывает срабатывание ключа

9, контакты которого замыкаются, и напряжение +Ус поступает на один из входов интегрирующего усилителя (фиг. 1) (напряжение О, ).

Как только на счетчик 24 поступает заданное число импульсов, сигнал равный логической "1", поступает на вход инвертора 19 и логический 4

"0" с выхода этого элемента (сигнал

Яб), поступив на инверсный несинхрокнзируемый К-вход D-триггера 21, приводит его в состояние "0". Сигнал

0, Равный логическому "0", с прямого выхода D-триггера 21, поступив через второй выход блока 5 на инверсные R-входы D-триггеров 15 и счетчика 24, сбрасывает их в состояние логического "0". Сигнал Q ="1" размы.55 кает ключ 9, который снимает напряжение +Бе с входа интегрирующего усилителя 1. Однако длительность Т должна быть гарантированно меньше, чем время между импульсами на контактных щетках 12 и 13 при максимальной угловой скорости Я, После сброса D-триггеров на выходе инвертора 17 появляется сигнал логической "t" (Q =™1"), но так как

Q "0" (т.е. на инверсном R-входе и на D-входе D-триггера 15" логические "0" ), D-триггер 15 не может выйти из состояния логического "0", т..е. гарантированно Q9-="0", аналогично и

Я "0" и, следовательно, ключ 10 не пропускает — U< на вход интегратора.

При изменении направления вращения интегратор работает аналогично.

При подаче Uz=const p 0 на выходе усилителя 1 возникает линейно убывающее напряжение Uqy которое, пройдя усилитель 2 мощности, поступает на двигатель 3. Двигатель начинает равноускоренно вращаться, например, против часовой стрелки. В определенный момент ключ 10 по сигналу формирователя 7 импульсов выдает импульс

U-, = -U . При этом знак напряжения на входе усилителя 1 становится от.— рицательным. Напряжение U< начинает возрастать, а двигатель тормозиться, продолжая вращаться в прежнем направлении, а потом незначительно в обратном. При прекращении действия

U напряжение на входе усилителя 1 становится больше нуля и процесс, описывающий работу интегратора, циклически повторяется.

Формула изобретения

Электромеханический интегратор, содержащии интегрирующий усилитель, первый вход которого является информационным входом, второй — входом задания начальных условий, третий— входом коррекции интегратора, а выход через усилитель мощности подключен к исполнительному двигателю, кинематически соединенному с импульсным тахогенератором,, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности интегрирования, в него введены три формирователя импульсов, формирователь эталонных интервалов времени, два ключа и источник стабилизированного напряжения, нотенциальные выходы которого через соответствующий ключ подключены к входу коррекции интегрирующего усилителя, тактовые входы пеово .л о1654846 рого формирователей импульсов соединены с первым и вторым выходами импульсного тахогенератора, третий выход которого подключен к инфармаци5 онному входу третьего формирователя импульсов, прямым выходом соединенного с информационными, а инверснымс установочными входами первого и второго формирователей импульсов, а установочный вход формирователя эталонных интервалов времени соединен с установочными входами первого и второго формирователей импульсов, первые выходы которых подключены к инфор мационным входам:ф ор миров а теля эталонных интервалов времени, выход начала временного интервала которого соединен с синхрониэирующими входами первого и второго формирователей импульсов, а выход конца временного интервала подключен к установочному входу третьего формирователя импульсов, вторые выходы первого и второго формирователей импульсов соединены с управляющими входами ключей.

1654846

Составитель С.Белан

РедактоР И.ДеРбак ТехРедЛ.Сердюкова Корректор Н.Равская

Заказ 1953 Тираж 395 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101