Устройство для автоматического вождения мобильного агрегата по светоконтрастной программе

(iij695598

Салоп Советских

Социалистических

Республик (6) ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 24.04. 74 (21) 2018173/15 (5 )М. Кл, А 01 В 69/04 с присоединением заявки J%

Государственна| камнтет

СССР ао делам нэааретеннй и атнрытнй (23) ПриоритетОпубликовано 05.11.79. Бюллетень М 41

Дата опубликования описания 1 О. 1 1, 79 (53 у Уд К 631.31 (088. 8). (72) Автор изобретения

В. Г. Мережкин (7I) Заявитель

Институт механики машин АН Грузинской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВОЖДЕНИЯ

МОБИЛЬНОГО АГРЕГАТА, ПО CBETOKOHTPACTHOA

ПРОГРАММЕ

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к устройствам для автовождения мобильных агрегатов.

Известные устройства для автовождения по светоконтрастной программе включают

5 фотооптический датчик, подключенный к электронному блоку управления, исполнительный механизм и блок электропитания (1), 121, (3).

Недостатки известных устройств заключаются в невозможности обеспечения их работы в любое время суток, недостаточной точности автовождения и низкой помехоустойчивости, необходимости периодичес15 кой коррекции чувствительности фотодатчика.

11елью изобретения является повышение точности автовождения в любое время суток+

Ю

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно снабжено фо тоэлектронным умножителем, подключенным к многозвенному делителю напряжения питания и системой автоматического регулирования коэффициента усиления умножителя, имеющей канал усиления сигналов, вход которого подключен к умножителю, а выход через интегрирующий элемент — ко входу электронного регулирующего элемента, связанного через преобразователь напряжения постоянного" тока с умножителем и многозвеннь|м делителем напряжения питания, причем канал управления сигналов умножителя одним из своих выходов подключен к электронному блоку управления.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для автовождения мобильного агрегата по светокбттсграстной программе; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема.

Э. °

Устройство включает фотооптический датчик 1, связанный с блоком электронных схем управления 2, подключенным к ис юлнительному механизму 3. Сигнал от фотооптического датчика 1 подается на фотоэлектронный умножитель 4 (ФЭУ), подключенный к делителю 5 напряжения пи6 I55,)Й тания ФЭУ. Напряжение питания подается на блоки 1, 2, 3 от источника 6. Сигнал с фотоэлектронного умножителя подается в канал усиления его сигналов, включающий первый согласующий усилитель 7, под- 5 ключенный ко входу блока 2, второй согласуюший усилитель 8, и усилитель напряжения 9, выход которого подключен к, интегрирующему устройству 10 и через усилитель управляющего напряжения l l— к регулирующему элементу 12. Регулирующий элемент 12 связан с источником питания 6 через разделительно-фильтрующую цепь 13, с основным параметрическим стабилизатором 14 через регулятор начального напряжения 15 и с преобразователем начального напряжения постоянного тока 16. Последний через сглаживающий фильтр 17 связан с делителем 5.

Основной параметрический стабилизатор

14 связан со вспомогательным стабилизатором 18, который соединен с регулято ром начально о напряжения 15, а также с усилителями 7,8, 9, 11.

На принципиальной электрической схеме устройства электроды ФЭУ (эмиттеры) подключены к многоэвенному делителю напряжения питания на резисторах Р

Р ., выполненному по стандартной схеме, 30 а конденсаторы С -С необходимы дляфик1 — сации питающего напряжения на последних эмиттерах ФЭУ в течение каждого цикла сканирования с целью исключения искаженной формы анодного тока, причем катод ФЭУ находится под высоким напряже-. ,35 нием (отрицательной полярности) относительно "общей" шины устройства. Анод

ФЭУ непосредственно подключен на вход первого согласующего усилителя переменного тока, выполненного на транзисторе

Т представляющего собой эмиттерный

4 . повторитель импульсов, отрицательной полярности, необходимый для снижения выходного сопротивления анодной пепи ФЭУ

45 с целью согласования с блоком электронных схем управлений. С эмиттера транзистора Т через разделительные кон1 денсаторы С и С сигнал поступает на блок электронных схем управления (где используется для управления движением объекта) и на вход второго согласующего усилителя переменного тока, выполненного на транзисторе Т,, представляющего собой эмиттерный повторитель импульсов отрицательной полярности, необходимый для согласования с низкоомным входом следующего каскада. Первый и второй

-согласующие усилители вместе с Ф-ЭУ и

4 многоэвенным делителем напряжения конструктивно выполнены в непосредственной близости друг от друга и помещены в общий электрический экран, корпус которого электрически изолирован от корпуса фотооптического датчика, связан с ним .конструктивно и электрически соединен с нулевой шиной электронных схем. Это необходимо для исключения проникновения паразитных импульсных помех от остальной части электронных схем в эти высокоомные чувствительные широкополюсные входные каскады, а также для исключения наводок от источников электромагнитного и лучения в окружающем пространстве.

Эмиттер транзистора Т через ограничи2 тельный резистор R и разделительный конденсатор С соединен со входом уси8 лителя напряжения переменного тока, выполненного на транзисторе Т> представляющего собой усилитель напряжения импульсов отрицательной полярности, необходимый для получения достаточно большого управляющего сигнала. Коллектор транзистора Т через конденсатор С и диоды з

Q Д связан с интегрирующей емкостью, 1

С что необходимо для преобразования

Ло сигнала переменного тока в эквивалентное ему напряжение постоянного (по направлению) тока. Величина емкости конденсатора С„„определяет постоянную времени автоматической регулировки. Конденсатор С подключен на вход усилите1а ля регулирующего напряжения, выполненного на транзисторе Т,, представляющего собой согласующий усилитель напряжения положительной полярности с отрицательной обратной связью по току через ре. зистор B, q и с задержкой срабатывания, осуществленной с помощью резистора 6

Задержка срабатывания необходима для исключения автоколебаний системы при са-мых малых сигналах ФЭУ. Коллектор транзистора Т связан через ограничительный резистор К < со входом регулирующего элемента, вйполненного на транзисторе Т и необходимого для управления величийой напряжения питания преобразователя напряжения. Коллектор транзистора

Т подключ ен к источнику электропитания

5 через разделительно-фильтрующую цепь

R,,C, необходимую для ослабления пульсаций потребляемого тока. Вход регулирующего элемента связан через согласующий резистор R *с регулятором начального управляющего напряжения, выполненного на потеициометре R29 необходимого для регулировки величины начального уп6()55с)8

5 равпяющего напряжения (а вместе с ним и начального выходного напряженйя пре- образователя) что требуется дпя коррекции чувствительности разных экземпляров

ФЭУ во время регулировки систеМы. По- 5

I тенциометр Q< подключен на выходы основного и вспомогательного стабилизаторов напряжения. Основной параметрический стабилизатор выполнен на элементах

К „, Д и необходим для стабилизации на- 10 чального управляющего напряжения, пос,тупающего на регулирующий элемент.

Вспомогательный параметрический стабилизатор выполнен на элементах Я,, Q связан с основным стабилизатором и необ->> ходим для обеспечения усилителей на транзисторах Т -Т достаточно стабилизиро. ванным напряжением питания необходимой величины и полного исключения пульсаций, проникающих от источника электропитания. 0

Выход регулирующего элемента, т. е. эмиттер транзистора Т5 подключен на. вход преобразователя низковольтного напря- жения постоянного тока в высоковольное напряжение постоянного (по направлению) тока, который выполнен по обычной схеме на транзисторах Тб, Т трансформаторе

ТР4 и выпрямителе на элементах Ll -l1

С -С„. Преобразователь необходим для получейия регулирующего высоковольтного

30 напряжения питания фотоэлектронного умножителя. Выход преобразователя через сглаживающий фильтр К,, C, R ., С необходимый для исключения любых пульсаций высокого напряжения (эа каждый шжл сканирования), подключен к катоду

ФЭУ и к многоэвенному делителю.

Устройство работает следующим о6разом.

С момента включения электропитания происходит разгон ротора фотооптического датчика, и одновременно напряжение

:питания поступает на регулирующий элемент и параметрические стабилизаторы

-45 напряжения. Начальное управляющее нап:. ряжение на входе регулирующего элемента достаточно быстро возрастает до номинала и одновременно с ним на выходе регулирующего элемента возникает началь ное напряжение, поступающее на вход преобразователя напряжения. Происходит запуск преобразователя, и на его выходе появляется начальное высокое напряжение, которое запичывает электроды ФЭУ. Чувствительность ФЭУ в этот момент максимальна, а на его фотокатод уже поступает прерывистый световой поток, который преобразуется им в электрический сигнал, б представляющий собой непрерывную серию импульсов напряжения отрицательной полярности, причем форма импульсов определяется конструкцией фотооп тического датчика и распределением на сканируемой поверхности участков с различной отражающей способностью. Сигнал ФЭУ подвергается усилению, используется для выделения информации в блоке электронных схем управления и одновременно, после дополнительного усиления по току и напряжению, поступает на интегрирующую цепь, где преобразуется в управляющее напряжение, величина которого зависит от величины переменной составляющей выходного сигнала ФЭУ (которая определяется величиной фотосигнала и установившимся значением коэффипиента усиления ФЭУ).

Если освещенность программы велика, то величина управляющего напряжения на интегрирующей емкости превышает напряжение задержки и воздействует на усилитель управляющего напряжения, который понижает начальное управляющее напряжение на входе регулирующего элемента. Выходное напряжение регулирующего элемента также пропорционально снижается, и эапитанный им преобразователь напряжения постоянного тока соответственно понижает свое выходное напряжение, что приводит к уменьшению коэффициента усиления ФЭУ.

Процесс автоматической регулировки происходит плавно, но достаточно быстро (61 сек), и напряжение питания ФЭУ всегда поддерживается оптимальным, т. е. при увеличений освещенности напряжение питания ФЭУ снижается (до 0,2 начального значения), при этом коэффициент усиления ФЭУ изменяется не менее чем в 10000 раз, что обеспечивает работу при любом значении освещенности. После длительной эксплуатации ФЭУ его чувствительность несколько снижается, но система автоматической регулировки соответственно увеличивает напряжение питания

ФЭУ, оставляя выходной сигнал практически неизменным.

При самых малых яркостях программы (т. е. когда мала освещенность и мала отражающая способность программы) и при условии, если чувствительность ФЭУ уже значительно снизилась, напряжение на входе усилителя управляющего напряжения становится ниже напряжения задержки, при этом усилитель заперт,,а регулирующий элемент выдает начальное напряжение и, соответственно, напряжение питания ФЭУ и его чувствительность ус-695598 танавливаются максимальными. При этих условиях работа устройства остается устойчивой, т. е. благодаря применению ер"ИЙ га«рантйруетбя«отсутствие nepepei ÷òéðoâàíèÿ и связанного с этим паразитного колебательного пропесса в системе даже в самых неблагоприятных ус ловйях.

Формула изобретения

1. Устройс во для автоматического .вождения мобильного агрегата по светоконтрастной программе, включающее фото- 15 оптический датчик, подключенный к электронному блоку управления, исполнительный механизм и блок электропитании; о т л ич а ю m е е с я тем, что, с пелью повы"тпения точности автовождения в любое вре-20 мя-суток, оно дополнительно снабжено фКтбэлектронным умножителем, подключ енным к многозвенному делителю напряжения питания, и системой автоматического регулирования коэффипиента усиления умножителя, имеющей канал усиления сигналов, вход которого подключен к умножителю, а выход через интегрирующий элемент ко входу электронного регулирующего элемента, связанного через преобразователь йапряжения постоянного тока с умножителем и многозвенным делителем напряжения питании.

2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, канал усиления сигналов умножителя одним из своих выходов подключен к электронному блоку управления.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 232636, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР № 327892, 1970 (прототип).

3. Авторское свидетельство СССР

3чо 350404, 1 97 1.

6955 98 Риг 2

Составитель В. Пушкин

Редактор H. Тимонина Техред С. Мигай Корректор В. Бутяга.

Заказ 6642/3 Тираж 755 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4