Следящая система наведения Российский патент 2024 года по МПК F41G5/00 

Изобретение относится к системам автоматического управления, а именно к следящим системам наведения артиллерийского и ракетного вооружения с ограниченными механическими упорами углами наведения, и может быть использовано в системах наведения пусковых установок ракетных комплексов и реактивных систем залпового огня, артиллерийских орудий, вооружения бронетехники, исполнительных устройств мобильных робототехнических комплексов.

Известны система стабилизации и наведения объекта (Патент на изобретение РФ №2107248 МПК F41G 5/24. Заявлено 27.06.1991, Опубликовано 20.03.1998) и система стабилизации и наведения (Патент на полезную модель РФ №6610 МПК F41G 7/00. Заявлено 23.12.1996. Опубликовано 16.05.1998). Недостатком этих систем является невысокая надежность, связанная с возможностью выхода из строя исполнительного привода или объекта управления из-за ударов объекта управления о механические упоры с высокой скоростью.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является следящая система наведения (Патент РФ №2347172 МПК F41G 5/00. Заявлено 28.02.2006. Опубликовано 20.02.2009), принятая за прототип. Данная следящая система наведения содержит последовательно соединенные измеритель рассогласования, усилитель, фазочувствительный ограничитель, сумматор, усилитель мощности, исполнительный привод, а также наводимый объект, механически связанный с выходом исполнительного привода, ограничитель углов, вход которого механически связан с наводимым объектом, датчик положения, вход которого механически связан с наводимым объектом, датчик скорости, вход которого механически связан с выходом исполнительного привода, датчик тока, вход которого соединен с выходом усилителя мощности, масштабирующее устройство, вход которого соединен с выходом датчика скорости, а выход соединен с третьим входом сумматора, коммутатор фазы, первый вход которого соединен с выходом ограничителя углов, второй вход соединен с выходом датчика скорости, а выход - со вторым входом сумматора, устройство токоограничения, первый вход которого соединен с выходом датчика тока, второй вход - с выходом ограничителя углов, а выход - с четвертым входом сумматора, первый вход измерителя рассогласования является входом следящей системы наведения, второй его вход соединен с выходом датчика положения.

Недостатком прототипа является невысокая надежность, связанная с наличием вероятности недоведения наводимого объекта до механического упора при действии на его валу большого момента сопротивления движению, а также наличием вероятности удара объекта управления о механический упор с недопустимо высокой скоростью при действии на его валу большого попутного момента нагрузки.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности устройства за счет обеспечения доведения наводимого объекта до механического упора без превышения допустимой скорости контакта с механическим упором.

Сущность технического решения заключается в следующем. Наведение оружия объектов военной техники в пространстве осуществляется с использованием следящих систем наведения. При ограниченном диапазоне углов наведения подвод оружия к механическому упору для исключения повреждения конструкции оружия или конструкции упора должен осуществляться со скоростью, не превышающей некоторой небольшой величины. В связи с этим при подходе к механическому упору необходимо обеспечить снижение скорости наведения оружия до допустимого уровня по сигналу от концевого выключателя (ограничителя углов), угол срабатывания которого выбирается за несколько угловых минут или градусов до достижения механического упора. В прототипе снижение скорости исполнительного привода после срабатывания концевого выключателя в ограничителе углов обеспечивается за счет ограничения сигнала управления исполнительным приводом с помощью фазочувствительного ограничителя и коммутатора фазы. Однако при наличии переменного момента нагрузки исполнительного привода скорость подхода наводимого объекта к механическому упору в прототипе будет существенно отличаться в зависимости от направления и величины момента нагрузки. При больших значениях момента нагрузки, направленного в противоположную от направления движения к упору сторону, величина ограниченного сигнала управления исполнительным приводом может оказаться недостаточной для продолжения движения до упора. В то же время при большом моменте нагрузки, действующем попутно с направлением движения к упору, скорость подхода наводимого объекта к механическому упору может оказаться недопустимо высокой.

Обеспечение стабильного доведения наводимого объекта до механического упора без превышения допустимой скорости контакта с механическим упором независимо от направления и величины момента нагрузки возможно за счет изменения структуры управления следящей системы наведения.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в следящую систему наведения, содержащую измеритель рассогласования, первый вход которого является входом следящей системы наведения, усилитель мощности, исполнительный привод, вход которого соединен с выходом усилителя мощности, наводимый объект, механически связанный с выходом исполнительного привода, ограничитель углов, вход которого механически связан с наводимым объектом, датчик положения, вход которого механически связан с наводимым объектом, а выход соединен со вторым входом измерителя рассогласования, датчик скорости, вход которого механически связан с выходом исполнительного привода, сумматор, введены блок вычисления абсолютной величины, первое пороговое устройство, первый инвертор, входы которых соединены с выходом измерителя рассогласования, второй инвертор, первый источник постоянного сигнала, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй источник постоянного сигнала, второе пороговое устройство и третий инвертор, входы которых соединены с выходом датчика скорости, третье пороговое устройство, вход которого соединен с выходом первого инвертора, первый блок коммутации, первый вход которого соединен с выходом второго инвертора, третий управляющий вход соединен с выходом первого порогового устройства, четвертое пороговое устройство, вход которого соединен с выходом третьего инвертора, компаратор, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления абсолютной величины, первый элемент И, первый вход которого соединен с первым выходом ограничителя углов, второй вход соединен с выходом первого порогового устройства, второй элемент И, первый вход которого соединен со вторым выходом ограничителя углов, второй вход соединен с выходом третьего порогового устройства, первый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго порогового устройства, второй вход соединен с выходом четвертого порогового устройства, второй блок коммутации, второй вход которого соединен с выходом сумматора, третий управляющий вход соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И, второй вход соединен с выходом второго элемента И, третий элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго порогового устройства, второй вход соединен с выходом компаратора, четвертый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом четвертого порогового устройства, второй вход соединен с выходом компаратора, третий блок коммутации, первый вход которого соединен с выходом измерителя рассогласования, второй вход соединен с выходом первого блока коммутации, выход соединен с входом усилителя мощности, четвертый блок коммутации, первый вход которого соединен с выходом второго источника постоянного сигнала, второй вход соединен с выходом второго блока коммутации, третий управляющий вход соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выход соединен с входом второго инвертора, вторым входом первого блока коммутации и вторым входом компаратора, элемент задержки на такт, вход которого соединен с выходом четвертого блока коммутации, а выход соединен со вторым входом сумматора и с первым входом второго блока коммутации, третий элемент И, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, второй вход соединен с первым выходом ограничителя углов, третий вход соединен с выходом первого порогового устройства, четвертый элемент И, первый вход которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, второй вход соединен со вторым выходом ограничителя углов, третий вход соединен с выходом третьего порогового устройства, пятый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента И, второй вход соединен с выходом четвертого элемента И, а выход соединен с третьим управляющим входом третьего блока коммутации.

В заявленном устройстве повышение надежности достигнуто за счет обеспечения доведения наводимого объекта до механического упора без превышения допустимой скорости контакта с механическим упором независимо от направления и величины момента нагрузки благодаря введению в структуру следящей системы наведения блока вычисления абсолютной величины, первого, второго, третьего и четвертого пороговых устройств, первого, второго и третьего инверторов, первого и второго источников постоянного сигнала, первого, второго, третьего и четвертого блоков коммутации, первого, второго, третьего и четвертого элементов И, первого, второго, третьего, четвертого и пятого элементов ИЛИ, элемента задержки на такт, компаратора.

На фиг. приведена схема заявленного устройства.

На фиг. приняты следующие обозначения:

1 - измеритель рассогласования;

2 - блок вычисления абсолютной величины;

3 - первое пороговое устройство;

4 - первый инвертор;

5 - второй инвертор;

6 - первый источник постоянного сигнала;

7 - второе пороговое устройство;

8 - третий инвертор;

9 - третье пороговое устройство;

10 - первый блок коммутации;

11 - сумматор;

12 - четвертое пороговое устройство;

13 - компаратор;

14 - первый элемент И;

15 - второй элемент И;

16 - первый элемент ИЛИ;

17 - второй блок коммутации;

18 - второй элемент ИЛИ;

19 - третий блок коммутации;

20 - второй источник постоянного сигнала;

21 - третий элемент ИЛИ;

22 - четвертый элемент ИЛИ;

23 - четвертый блок коммутации;

24 - усилитель мощности;

25 - исполнительный привод;

26 - элемент задержки на такт;

27 - третий элемент И;

28 - четвертый элемент И;

29 - наводимый объект;

30 - датчик скорости;

31 - пятый элемент ИЛИ;

32 - датчик положения;

33 - ограничитель углов;

α_вх - заданный угол наведения.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением указанного выше технического результата, заключаются в следующем.

Следящая система наведения (фиг.) содержит измеритель рассогласования 1, блок вычисления абсолютной величины 2, первое пороговое устройство 3, первый инвертор 4, второй инвертор 5, первый источник постоянного сигнала 6, второе пороговое устройство 7, третий инвертор 8, третье пороговое устройство 9, первый блок коммутации 10, сумматор 11, четвертое пороговое устройство 12, компаратор 13, первый элемент И 14, второй элемент И 15, первый элемент ИЛИ 16, второй блок коммутации 17, второй элемент ИЛИ 18, третий блок коммутации 19, второй источник постоянного сигнала 20, третий элемент ИЛИ 21, четвертый элемент ИЛИ 22, четвертый блок коммутации 23, усилитель мощности 24, исполнительный привод 25, элемент задержки на такт 26, третий элемент И 27, четвертый элемент И 28, наводимый объект 29, датчик скорости 30, пятый элемент ИЛИ 31, датчик положения 32, ограничитель углов 33.

Первый вход измерителя рассогласования 1 является входом следящей системы наведения. Входы блока вычисления абсолютной величины 2, первого порогового устройства 3 и первого инвертора 4 соединены с выходом измерителя рассогласования 1. Вход второго инвертора 5 соединен с выходом четвертого блока коммутации 23. Входы второго порогового устройства 7 и третьего инвертора 8 соединены с выходом датчика скорости 30. Вход третьего порогового устройства 9 соединен с выходом первого инвертора 4. Первый и второй входы первого блока коммутации 10 соединены соответственно с выходом второго инвертора 5 и с выходом четвертого блока коммутации 23. Третий управляющий вход первого блока коммутации 10 соединен с выходом первого порогового устройства 3. Первый и второй входы сумматора 11 соединены соответственно с выходом первого источника постоянного сигнала бис выходом элемента задержки на такт 26. Вход четвертого порогового устройства 12 соединен с выходом третьего инвертора 8. Первый и второй входы компаратора 13 соединены соответственно с выходом блока вычисления абсолютной величины 2 и с выходом четвертого блока коммутации 23. Первый и второй входы первого элемента И 14 соединены соответственно с первым выходом ограничителя углов 33 и с выходом первого порогового устройства 3. Первый и второй входы второго элемента И 15 соединены соответственно со вторым выходом ограничителя углов 33 и с выходом третьего порогового устройства 9. Первый и второй входы первого элемента ИЛИ 16 соединены соответственно с выходом второго порогового устройства 7 и выходом четвертого порогового устройства 12. Первый и второй входы второго блока коммутации 17 соединены соответственно с выходом элемента задержки на такт 26 и с выходом сумматора 11. Третий управляющий вход второго блока коммутации 17 соединен с выходом первого элемента ИЛИ 16. Первый и второй входы второго элемента ИЛИ 18 соединены соответственно с выходом первого элемента И 14 и с выходом второго элемента И 15. Первый и второй входы третьего блока коммутации 19 соединены соответственно с выходом измерителя рассогласования 1 и с выходом первого блока коммутации 10. Третий управляющий вход третьего блока коммутации 19 соединен с выходом пятого элемента ИЛИ 31. Первый и второй входы третьего элемента ИЛИ 21 соединены соответственно с выходом второго порогового устройства 7 и с выходом компаратора 13. Первый и второй входы четвертого элемента ИЛИ 22 соединены соответственно с выходом четвертого порогового устройства 12 и с выходом компаратора 13. Первый и второй входы четвертого блока коммутации 23 соединены соответственно с выходом второго источника постоянного сигнала 20 и с выходом второго блока коммутации 17. Третий управляющий вход четвертого блока коммутации 23 соединен с выходом второго элемента ИЛИ 18. Вход усилителя мощности 24 соединен с выходом третьего блока коммутации 19. Вход исполнительного привода 25 соединен с выходом усилителя мощности 24. Вход элемента задержки на такт 26 соединен с выходом четвертого блока коммутации 23. Первый, второй и третий входы третьего элемента И 27 соединены соответственно с выходом третьего элемента ИЛИ 21, с первым выходом ограничителя углов 33 и с выходом первого порогового устройства 3. Первый, второй и третий входы четвертого элемента И 28 соединены соответственно с выходом четвертого элемента ИЛИ 22, со вторым выходом ограничителя углов 33 и с выходом третьего порогового устройства 9. Наводимый объект 29 и вход датчика скорости 30 механически связаны с выходом исполнительного привода 25. Первый и второй входы пятого элемента ИЛИ 31 соединены соответственно с выходом третьего элемента И 27 и с выходом четвертого элемента И 28. Вход датчика положения 32 и вход ограничителя углов 33 механически связаны с наводимым объектом 29. Выход датчика положения 32 соединен со вторым входом измерителя рассогласования 1.

Рассмотрим работу следящей системы наведения применительно к каналу вертикального наведения. Работа следящей системы наведения применительно к каналу горизонтального наведения происходит аналогично с изменением «верхний» и «нижний» на «правый» и «левый».

При нахождении наводимого объекта 29 на удалении от механических упоров, установленных на предельных углах наведения, на первом и втором выходах ограничителя углов 33 имеются сигналы логического нуля.

При приближении наводимого объекта 29 к механическому упору, установленному на верхнем предельном угле наведения на первом выходе ограничителя углов 33 устанавливается сигнал логической единицы. При этом на втором выходе ограничителя углов 33 сохраняется сигнал логического нуля.

При приближении наводимого объекта 29 к механическому упору, установленному на нижнем предельном угле наведения на втором выходе ограничителя углов 33 устанавливается сигнал логической единицы. При этом на первом выходе ограничителя углов 33 сохраняется сигнал логического нуля.

Первое пороговое устройство 3 срабатывает при наличии на выходе измерителя рассогласования 1 сигнала положительной полярности, в соответствии с которым наводимый объект 29 должен выполнять движение в сторону механического упора, установленного на верхнем предельном угле наведения. При этом на выходе первого порогового устройства 3 устанавливается сигнал логической единицы.

Третье пороговое устройство 9 срабатывает при наличии на выходе первого инвертора 4 сигнала положительной полярности. При этом на выходе третьего порогового устройства 9 устанавливается сигнал логической единицы. С учетом того, что вход первого инвертора 4 соединен с выходом измерителя рассогласования 1, сигнал логической единицы на выходе третьего порогового устройства 9 устанавливается при наличии на выходе измерителя рассогласования 1 сигнала отрицательной полярности, в соответствии с которым наводимый объект 29 должен выполнять движение в сторону механического упора, установленного на нижнем предельном угле наведения.

Второе пороговое устройство 7 срабатывает при превышении сигнала на выходе датчика скорости 30 уровня, соответствующего допустимой скорости контакта наводимого объекта 29 с механическим упором. При превышении этого уровня на выходе второго порогового устройства 7 устанавливается сигнал логической единицы.

Четвертое пороговое устройство 12 срабатывает при превышении сигнала на выходе третьего инвертора 8 уровня, соответствующего допустимой скорости контакта наводимого объекта 29 с механическим упором. При превышении этого уровня на выходе четвертого порогового устройства 12 устанавливается сигнал логической единицы. С учетом того, что вход третьего инвертора 8 соединен с выходом датчика скорости 30, сигнал логической единицы на выходе четвертого порогового устройства 12 устанавливается при наличии на выходе датчика скорости 30 сигнала отрицательной полярности, абсолютная величина которого превышает уровень допустимой скорости контакта наводимого объекта 29 с механическим упором.

Первый, второй, третий и четвертый блоки коммутации 10, 17, 19, 23 пропускают на свой выход сигналы с первого входа, если на их третьем управляющем входе имеется сигнал логического нуля. При наличии на третьем управляющем входе сигнала логической единицы первый, второй, третий и четвертый блоки коммутации 10, 17, 19, 23 пропускают на свой выход сигналы со второго входа.

На выходе компаратора 13 устанавливается сигнал логической единицы, если сигнал на его первом входе, поступающий с выхода блока вычисления абсолютной величины 2, превышает сигнал на его втором входе, поступающий с выхода четвертого блока коммутации 23. В противном случае на выходе компаратора 13 имеется сигнал логического нуля.

Следящая система наведения работает следующим образом. При большом удалении от механических упоров на первом и втором выходах ограничителя углов 33 имеются сигналы логического нуля. При этом на выходах третьего и четвертого элементов И 27 и 28 имеются сигналы логического нуля. Соответственно на выходе пятого элемента ИЛИ 31 также имеется сигнал логического нуля, поступающий на третий управляющий вход третьего блока коммутации 19. При этом третий блок коммутации 19 пропускает на вход усилителя мощности 24 сигнал от измерителя рассогласования 1. Усилитель мощности 24 усиливает сигнал от измерителя рассогласования 1 по мощности до уровня, необходимого для управления исполнительным приводом 25. Исполнительный привод 25 приводит в движение наводимый объект 29 в сторону уменьшения сигнала на выходе измерителя рассогласования 1, формируемого как разность между заданным углом наведения α_вх, поступающим на первый вход измерителя рассогласования 1, и сигналом с выхода датчика положения 32, поступающим на второй вход измерителя рассогласования 1.

При приближении в процессе наведения к механическому упору, установленному на верхнем предельном угле наведения, на первом выходе ограничителя углов 33 устанавливается сигнал логической единицы.

При наличии на выходе измерителя рассогласования 1 сигнала положительной полярности, в соответствии с которым наводимый объект 29 должен выполнять движение в сторону механического упора, установленного на верхнем предельном угле наведения, на выходе первого порогового устройства 3 также имеется сигнал логической единицы. При наличии сигналов логических единиц на первом выходе ограничителя углов 33 и выходе первого порогового устройства 3 на выходе первого элемента И 14 устанавливается сигнал логической единицы, в соответствии с которым на выходе второго элемента ИЛИ 18 также устанавливается сигнал логической единицы, поступающий на третий управляющий вход четвертого блока коммутации 23. При этом четвертый блок коммутации 23 начинает пропускать на свой выход сигнал с выхода второго блока коммутации 17. Тем самым начинает производиться корректировка значения сигнала на выходе четвертого блока коммутации 23, представляющего собой абсолютное значение сигнала, подаваемого на вход усилителя мощности 24 для обеспечения доведения исполнительным приводом 25 наводимого объекта 29 до механического упора без превышения допустимой скорости контакта с механическим упором. До появления на третьем управляющем входе четвертого блока коммутации 23 сигнала логической единицы на его выходе присутствует сигнал с выхода второго источника постоянного сигнала 20, уровень которого выбирается исходя из обеспечения доведения исполнительным приводом 25 наводимого объекта 29 до механического упора при максимальном моменте сопротивления движению со стороны нагрузки с допустимой скоростью контакта с механическим упором. Корректировка сигнала на выходе четвертого блока коммутации 23 осуществляется с помощью первого источника постоянного сигнала 6, сумматора 11, второго блока коммутации 17 и элемента задержки на такт 26 в зависимости от сигнала на выходе датчика скорости 30.

При превышении сигнала на выходе датчика скорости 30 уровня, соответствующего допустимой скорости контакта наводимого объекта 29 с механическим упором на выходе второго порогового устройства 7 устанавливается сигнал логической единицы. При этом на выходе первого элемента ИЛИ 16 также устанавливается сигнал логической единицы, который поступает на третий управляющий вход второго блока коммутации 17. При наличии на третьем управляющем входе второго блока коммутации 17 сигнала логической единицы он пропускает на свой выход сигнал с выхода сумматора 11. На первый и второй входы сумматора 11 поступают сигналы соответственно с выхода первого источника постоянного сигнала бис выхода элемента задержки на такт 26. Сигнал на выходе первого источника 6 имеет отрицательную полярность, а абсолютная его величина задает скорость уменьшения сигнала на выходе четвертого блока коммутации 23 при превышении допустимой скорости наводимого объекта 29 в сторону механического упора. Тем самым при наличии на третьем управляющем входе второго блока коммутации 17 сигнала логической единицы сигнал на его выходе на каждом такте вычислений уменьшается на величину, соответствующую абсолютной величине сигнала на выходе первого источника постоянного сигнала 6.

При уменьшении сигнала на выходе датчика скорости 31 до уровня, соответствующего допустимой скорости контакта исполнительного привода 29 с механическим упором на выходе второго порогового устройства 7 устанавливается сигнал логического нуля. При этом на выходе первого элемента ИЛИ 16 также устанавливается сигнал логического нуля, который поступает на третий управляющий вход второго блока коммутации 17. При наличии на третьем управляющем входе второго блока коммутации 17 сигнала логического нуля он пропускает на свой выход сигнал с выхода элемента задержки на такт 26. При этом сигнал на выходе второго блока коммутации 17 на каждом такте вычислений остается без изменений.

На компараторе 13 производится сравнение абсолютной величины сигнала измерителя рассогласования 1 и сигнала на выходе четвертого блока коммутации 23. Если абсолютная величина сигнала измерителя рассогласования 1 превышает сигнал на выходе четвертого блока коммутации 23, на выходе компаратора 13 устанавливается сигнал логической единицы. При этом на выходе третьего элемента ИЛИ 21 устанавливается сигнал логической единицы. Сигнал логической единицы на выходе третьего элемента ИЛИ 21 устанавливается также при наличии на выходе второго порогового устройства 7 сигнала логической единицы. При наличии сигналов логических единиц на выходах третьего элемента ИЛИ 21, первого порогового устройства 3 и на первом выходе ограничителя углов 33, свидетельствующих о движении наводимого объекта 29 в сторону механического упора, установленного на верхнем предельном угле наведения, и о необходимости ограничения абсолютной величины сигнала на входе усилителя мощности 24, на выходе третьего элемента И 27 устанавливается сигнал логической единицы, в соответствии с которым сигнал логической единицы устанавливается на выходе пятого элемента ИЛИ 31 и третьем управляющем входе третьего блока коммутации 19. При этом третий блок коммутации 19 пропускает на вход усилителя мощности 24 сигнал с выхода первого блока коммутации 10. При наличии на третьем управляющем входе первого блока коммутации 10 сигнала логической единицы, поступающего с выхода первого порогового устройства 3, первый блок коммутации 10 пропускает на свой выход и далее через третий блок коммутации 19 на вход усилителя мощности 24 сигнал с выхода четвертого блока коммутации 23, обеспечивающий гарантированное доведение исполнительным приводом 25 наводимого объекта 29 до механического упора, установленного на верхнем предельном угле наведения, без превышения допустимой скорости контакта с механическим упором.

При появлении на выходе измерителя рассогласования 1 сигнала отрицательной полярности для отведения наводимого объекта 29 от механического упора, установленного на верхнем предельном угле наведения, на выходе первого порогового устройства 3 устанавливается сигнал логического нуля, по которому на выходах первого элемента И 14, второго элемента ИЛИ 18, третьего элемента И 27 и пятого элемента ИЛИ 31 устанавливаются сигналы логического нуля. При этом третий блок коммутации 19 пропускает на вход усилителя мощности 24 сигнал от измерителя рассогласования 1, а на выходе четвертого блока коммутации 23 устанавливается сигнал с выхода второго источника постоянного сигнала 20. Усилитель мощности 24 усиливает сигнал на своем входе по мощности до уровня, необходимого для управления исполнительным приводом 25. Исполнительный привод 25 приводит в движение наводимый объект 29 в сторону уменьшения сигнала на выходе измерителя рассогласования 1.

При приближении в процессе наведения к механическому упору, установленному на нижнем предельном угле наведения, на втором выходе ограничителя углов 33 устанавливается сигнал логической единицы.

При наличии на выходе измерителя рассогласования 1 сигнала отрицательной полярности, в соответствии с которым наводимый объект 29 должен выполнять движение в сторону механического упора, установленного на нижнем предельном угле наведения, на выходе третьего порогового устройства 9 также имеется сигнал логической единицы. При наличии сигналов логических единиц на втором выходе ограничителя углов 33 и третьего порогового устройства 9 на выходе второго элемента И 15 устанавливается сигнал логической единицы, в соответствии с которым на выходе второго элемента ИЛИ 18 устанавливается сигнал логической единицы, поступающий на третий управляющий вход четвертого блока коммутации 23. При этом четвертый блок коммутации 23 начинает пропускать на свой выход сигнал с выхода второго блока коммутации 17. Тем самым начинает производиться корректировка значения сигнала на выходе четвертого блока коммутации 23, представляющего собой абсолютное значение сигнала, подаваемого на вход усилителя мощности 24 для обеспечения доведения исполнительным приводом 25 наводимого объекта 29 до механического упора без превышения допустимой скорости контакта с механическим упором.

При превышении абсолютной величиной сигнала на выходе датчика скорости 30 уровня, соответствующего допустимой скорости контакта наводимого объекта 29 с механическим упором на выходе четвертого порогового устройства 12 устанавливается сигнал логической единицы. При этом на выходе первого элемента ИЛИ 16 также устанавливается сигнал логической единицы, который поступает на третий управляющий вход второго блока коммутации 17. При наличии на третьем управляющем входе второго блока коммутации 17 сигнала логической единицы он пропускает на свой выход сигнал с выхода сумматора 11. При этом сигнал на выходе второго блока коммутации 17 на каждом такте вычислений уменьшается на величину, соответствующую абсолютной величине сигнала на выходе первого источника постоянного сигнала 6.

При уменьшении абсолютной величины сигнала на выходе датчика скорости 30 до уровня, соответствующего допустимой скорости контакта наводимого объекта 29 с механическим упором на выходе четвертого порогового устройства 12 устанавливается сигнал логического нуля. При этом на выходе первого элемента ИЛИ 16 также устанавливается сигнал логического нуля, который поступает на третий управляющий вход второго блока коммутации 17. При наличии на третьем управляющем входе второго блока коммутации 17 сигнала логического нуля он пропускает на свой выход сигнал с выхода элемента задержки на такт 26. При этом сигнал на выходе второго блока коммутации 17 на каждом такте вычислений остается без изменений.

На компараторе 13 производится сравнение абсолютной величины сигнала измерителя рассогласования 1 и сигнала на выходе четвертого блока коммутации 23. Если абсолютная величина сигнала измерителя рассогласования 1 превышает сигнал на выходе четвертого блока коммутации 23, на выходе компаратора 13 устанавливается сигнал логической единицы. При этом на выходе четвертого элемента ИЛИ 22 устанавливается сигнал логической единицы. Сигнал логической единицы на выходе четвертого элемента ИЛИ 22 устанавливается также при наличии на выходе четвертого порогового устройства 12 сигнала логической единицы. При наличии сигналов логических единиц на выходах четвертого элемента ИЛИ 22, третьего порогового устройства 9 и на втором выходе ограничителя углов 33, свидетельствующих о движении наводимого объекта 29 в сторону механического упора, установленного на нижнем предельном угле наведения, и о необходимости ограничения абсолютной величины сигнала на входе усилителя мощности 24, на выходе четвертого элемента И 28 устанавливается сигнал логической единицы, в соответствии с которым сигнал логической единицы устанавливается на выходе пятого элемента ИЛИ 31 и третьем управляющем входе третьего блока коммутации 19. При этом третий блок коммутации 19 пропускает на вход усилителя мощности 24 сигнал с выхода первого блока коммутации 10. При наличии на третьем управляющем входе первого блока коммутации 10 сигнала логического нуля, поступающего с выхода первого порогового устройства 3, первый блок коммутации 10 пропускает на свой выход и далее через третий блок коммутации 19 на вход усилителя мощности 24 сигнал отрицательной полярности с выхода второго инвертора 5, обеспечивающий гарантированное доведение исполнительным приводом 25 наводимого объекта 29 до механического упора, установленного на нижнем предельном угле наведения, без превышения допустимой скорости контакта с механическим упором.

При появлении на выходе измерителя рассогласования 1 сигнала положительной полярности для отведения наводимого объекта 29 от механического упора, установленного на нижнем предельном угле наведения, на выходе третьего порогового устройства 9 устанавливается сигнал логического нуля, по которому на выходах второго элемента И 15, второго элемента ИЛИ 18, четвертого элемента И 28 и пятого элемента ИЛИ 31 устанавливаются сигналы логического нуля. При этом третий блок коммутации 19 пропускает на вход усилителя мощности 24 сигнал от измерителя рассогласования 1, а на выходе четвертого блока коммутации 23 устанавливается сигнал с выхода второго источника постоянного сигнала 20. Усилитель мощности 24 усиливает сигнал на своем входе по мощности до уровня, необходимого для управления исполнительным приводом 25. Исполнительный привод 25 приводит в движение наводимый объект 29 в сторону уменьшения сигнала на выходе измерителя рассогласования 1.

Таким образом, введение в следящую систему наведения блока вычисления абсолютной величины, первого, второго, третьего и четвертого пороговых устройств, первого, второго и третьего инверторов, первого и второго источников постоянного сигнала, первого, второго, третьего и четвертого блоков коммутации, первого, второго, третьего и четвертого элементов И, первого, второго, третьего, четвертого и пятого элементов ИЛИ, элемента задержки на такт, компаратора позволило повысить надежность за счет обеспечения доведения наводимого объекта до механического упора без превышения допустимой скорости контакта с механическим упором независимо от направления и величины момента нагрузки.

В предлагаемом изобретении при практической реализации могут быть использованы известные схемные реализации блока вычисления абсолютной величины, порогового устройства, сумматора, инвертора, компаратора, элемента И, элемента ИЛИ, в том числе устройства, реализованные на базе программируемых ЭВМ и контроллеров.

В качестве измерителя рассогласования могут быть использованы счетно-решающие приборы, ЭВМ, контроллеры, блоки обработки и управления, содержащие ЭВМ, аналоговые устройства измерения рассогласования, сумматоры, измерители рассогласования на индукционных датчиках (сельсинах, вращающихся трансформаторах), а также другие известные схемные реализации.

В качестве исполнительного привода могут быть использованы электродвигатели постоянного или переменного тока, гидромоторы совместно с редуктором, бесконтактные электродвигатели большого момента, поворотные гидравлические секторы, гидроцилиндры, комбинированные подъемно-уравновешивающие механизмы.

В качестве усилителя мощности могут быть использованы электромашинные, полупроводниковые усилители, генераторы, регулируемые насосы, другие гидравлические и электрогидравлические усилители.

В качестве датчика положения могут быть использованы индуктивные, индукционные, емкостные, потенциометрические, цифровые датчики, а также гироскопические датчики и системы.

В качестве блока коммутации могут быть использованы реле, аналоговые ключи и коммутаторы, устройства, реализованные на базе программируемых ЭВМ и контроллеров, а также другие известные реализации, например известная схема (Патент на изобретение №2537256 МПК G05B 13/02, G05B 11/01. Заявлено 18.02.2014. Опубликовано 27.12.2014, фиг. 2).

В качестве датчика скорости могут быть использованы тахогенераторы постоянного и переменного тока, импульсные датчики скорости, гиротахо-метры, резольверы с соответствующей схемой обработки их выходного сигнала.

В качестве элемента задержки на такт могут быть использованы его известные схемные реализации, например, регистр (Бойков В.И., Болтунов Г.И., Быстров С.В., Григорьев В.В., Литвинов Ю.В. Цифровая техника систем управления: Учебное пособие. - СПБ.: Университет ИТМО, 2018. - 139 с, с. 37-39), устройства задержки на такт, реализованные на базе программируемых ЭВМ и контроллеров.

В качестве источника постоянного сигнала могут быть использованы источники опорного напряжения, а также устройства, реализованные на базе программируемых ЭВМ и контроллеров.

В качестве ограничителя углов может быть использован датчик угла в совокупности с пороговыми устройствами, электромеханические ограничители углов рычажного или кулачкового типа, например ограничитель (Изделие 2СЗМ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Книга 3. Система 2Э24 - Изд. №6/109839р-П83. - 48 с., с. 24 - 26), ограничитель углов вертикального наведения и ограничитель углов горизонтального наведения (Боевая машина БМ-21. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Альбом рисунков. - М.: Военное издательство МО СССР, 1982 г. - 84 с., рис. 56, 57), а также другие известные схемные реализации.

Изобретение относится к области систем автоматического управления и касается следящей системы наведения. Следящая система наведения содержит измеритель рассогласования, усилитель мощности, исполнительный привод, наводимый объект, ограничитель углов, датчик положения, датчик скорости, сумматор, блок вычисления абсолютной величины, первое, второе, третье и четвертое пороговые устройства, первый, второй и третий инверторы, первый и второй источники постоянного сигнала, первый, второй, третий и четвертый блоки коммутации, первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы ИЛИ, элемент задержки на такт, компаратор. Технический результат заключается в повышении надежности устройства. 1 ил.

Следящая система наведения, содержащая измеритель рассогласования, первый вход которого является входом следящей системы наведения, усилитель мощности, исполнительный привод, вход которого соединен с выходом усилителя мощности, наводимый объект, механически связанный с выходом исполнительного привода, ограничитель углов, вход которого механически связан с наводимым объектом, датчик положения, вход которого механически связан с наводимым объектом, а выход соединен со вторым входом измерителя рассогласования, датчик скорости, вход которого механически связан с выходом исполнительного привода, сумматор, отличающаяся тем, что в нее введены блок вычисления абсолютной величины, первое пороговое устройство, первый инвертор, входы которых соединены с выходом измерителя рассогласования, второй инвертор, первый источник постоянного сигнала, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй источник постоянного сигнала, второе пороговое устройство и третий инвертор, входы которых соединены с выходом датчика скорости, третье пороговое устройство, вход которого соединен с выходом первого инвертора, первый блок коммутации, первый вход которого соединен с выходом второго инвертора, третий управляющий вход соединен с выходом первого порогового устройства, четвертое пороговое устройство, вход которого соединен с выходом третьего инвертора, компаратор, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления абсолютной величины, первый элемент И, первый вход которого соединен с первым выходом ограничителя углов, второй вход соединен с выходом первого порогового устройства, второй элемент И, первый вход которого соединен со вторым выходом ограничителя углов, второй вход соединен с выходом третьего порогового устройства, первый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго порогового устройства, второй вход соединен с выходом четвертого порогового устройства, второй блок коммутации, второй вход которого соединен с выходом сумматора, третий управляющий вход соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И, второй вход соединен с выходом второго элемента И, третий элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго порогового устройства, второй вход соединен с выходом компаратора, четвертый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом четвертого порогового устройства, второй вход соединен с выходом компаратора, третий блок коммутации, первый вход которого соединен с выходом измерителя рассогласования, второй вход соединен с выходом первого блока коммутации, выход соединен с входом усилителя мощности, четвертый блок коммутации, первый вход которого соединен с выходом второго источника постоянного сигнала, второй вход соединен с выходом второго блока коммутации, третий управляющий вход соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выход соединен с входом второго инвертора, вторым входом первого блока коммутации и вторым входом компаратора, элемент задержки на такт, вход которого соединен с выходом четвертого блока коммутации, а выход соединен со вторым входом сумматора и с первым входом второго блока коммутации, третий элемент И, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, второй вход соединен с первым выходом ограничителя углов, третий вход соединен с выходом первого порогового устройства, четвертый элемент И, первый вход которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, второй вход соединен со вторым выходом ограничителя углов, третий вход соединен с выходом третьего порогового устройства, пятый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента И, второй вход соединен с выходом четвертого элемента И, а выход соединен с третьим управляющим входом третьего блока коммутации.