Система абтоматического управления прореживателем растений Советский патент 1985 года по МПК A01B41/06 

ней с вторым входом второго триггера этого блока, а первый и второй выходы второго триггера соединены соответственно первый - с четвертым входом коммутатора и вторым входом третьего элемента И блока самонастройки, второй - с пятым входом коммутатора,

при этом второй вход первого триггера программного блока соединен через элемент ИЛИ с вторым входом счетчика импульсов длины защитной зоны, а второй вход, второго триггера программного блока через исполнительный элемент связан с рабочим органом.

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОРЕЖИВАТЕЛЕМ РАСТЕНИЙ, содержащая датчик растений со щупом, усилитель-формирователь, элемент регулируемой задержки, программный блок, включающий датчик импульсов пути, счетчик импульсов длины защитной зоны,триггер, исполнительный элемент с рабочим органом и блок самонастройки, включающий реверсивный счетчик, счетчик растений, счетчик импу41ьсов пути и триггер, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества управления и упрощения эксплуатации, ее программный блок сн.абжен вторым триггером, элементом И, элементом ИЖ, блоком равнозначности и регистром, а блок самонастройки снабжен тремя элементами И, вторым триггером и коммутатором, при этом выход датчика со щупом посредством усилителя-формирователя соединен с первым входом элемента регулируемой задержки, выход которого соединен через первый триггер с первьм вкодом ключа, первым входом коммутатора и первым входом счетчика растений, второй вход элемента регулируемой задержки соединен с первым входом счетчика импульсов пути, вторым входом ключа и выходом датчика импульсов пути, выход ключа соединен с первым входом счетчика импульсов длины защитной зоны, первый выход которого соединен с первым входом элемента И программного блока, а второй выход - с первым входом блока равнозначности, выход элемента И программного блока соединен с первым входом элемента ИЛИ, первым входом второго триггерЬ программного блока и через третий элемент И блока самонастройки с первьм входом второго триггера блока самонастройки, nepi W вым входом первого триггера блока самонастройки, вторым входом счетчис ка импульсов пути, вторым входом счетчика растений и первым входом регистра, выход которого соединен с вторым вкодом блока равнозначности, соединенного выходом через второй триггер программного блока с вторым ел входом элемента И этого блока, одно :о 1 cs временно выход счетчика растений через первый элемент И блока самонастройки соединен с вторым входом пер01 вого триггера этого блока, а выхода триггера соединены соответственно первый - с вторым входом коммутатора и первым входом третьего элемента И блока самонастройки, второй - с третьим входом коммутатора, первый и второй выходы которого соединены с первьм и вторым входами реверсивного счетчика, выходом подключенного к второму входу регистра, причем выход счетчика импульсов пути через второй элемент И блока самонастройки соеди

Изобретение относится к сельскохо зяйственному машиностроению. Цель изобретения - повышение качества управления и упрощение эксплу тации. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит датчик 1 рас тений, выполненный, например, электромеханическим, со щупом 2, усилитель-формирователь 3, элемент 4 регу лируемой задержки, програм шый блок 5, исполнительный элемент 6, выполненный, например, электромагнитным, с механическим рабочим органом 7 в виде ножа и блок 8 самонастройки. Программный блок 5 содержит датчик 9 импульсов пути, первый и второй триггеры 10 и 11 соответственно ключ 12, элемент ИЛИ 13, элемент И 14, счетчик 15 импульсов длины за щитной зоны, регистр 16 и блок 17 равнозначности. Блок 8 самонастройки содержит счетчик 18 растений, счетчик 19 импульсов пути, первьй, второй и третий элементы И 20, 21 и 22 соответственно, первый и второй триггеры 23 и 24 соответственно, коммутатор 25 и реверсивный счетчик 26. При этом выход датчика 1 со щупом 2 посредством усилителя-формирователя 3 соединен с первым входом элемента 4 регулируемой задержки, выход которог соединен через первьй триггер 10 с первым входом ключа 12, первым входо коммутатора 25 и первым входом счетчика 18 растений, второй вход элемен та 4 регулируемой задержки соединен с первым входом счетчика 19 импульсов пути, вторым входом ключа 12 и выходом датчика 9 импульсов пути, вы ход ключа 12 соединен с первым входом счетчика 15 импульсов длины защитной зоны, первый вьосод которого соединен с первым входом элемента И 14 программного блока 5, а второй выход - с первым входом блока 17 равнозначности, выход элемента И 14 программного блока 5 соединен с первым входом элемента ИЛИ 13, первым входом второго триггера 11 программного блока 5 и через третий элемент И 22 блока 8 самонастройки с первым входом второго триггера 24 блока В самонастройки, первым входом первого триггера 23 блока самонастройки, вторым входом счетчика 19 импульсов пути, вторым входом счетчика 18 растений и первым входом регистра 16, выход которого соединен с вторым входом блока 17 равнозначности, соединенного выходом через второй триггер 11 программного блока 5 с вторым входом элемента И14 этого блока. Одновременно выход счетчика 18 растений через первый элемент И 20 блока 8 самонастройки соединен с вторым входом первого триггера 23 этого блока, а выходы триггера 23 соединены соответственно первый - с вторым входом коммутатора 25 и первым входом третьего элемента И 22 блока 8 самонастройки, втор.ого - с третьим входом коммутатора 25 первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами реверсивного счетчика 26, выходом подключенного к второму входу регистра 16, причем выход счетчика 19 импульсов пути через второй элемент И 21 блока 8 самонастройки соединен с вторым входом второго триггера 24 этого блока, а первый и второй выходы второго триггера 24 соединены соответственно первый - с четвертым входом коммутатора 25 и вторым входом третьего элемента И 2 блока 8 самонастройки, второй - с пятым входом коммутатора 25, при этом второй вход первого триггера 1 программного блока 5 соединен через элемент ИЛИ 13 с вторым входом счет чика 15 импульсов длины защитной зоны, а второй вход второго триггера 11 программного блока 5 через ис полнительный элемент 6 связан с рабочим органом 7. Работа отдельных элементов и уст ройства в целом осуществляется следующим образом. Датчик 1 растений вьщает импульс каждый раз, когда его чувствительный элемент - щуп 2 обнаруживает растение . Усилитель-формирователь 3 преобразует его в усиленный короткий импульс стандар -ной формы. Элемент 4 регулируемой задержки задерживает входные импульсы на время 1д , необходимое для перемещения прорежива теля растений на расстояние, равное расстоянию R между чувствительным элементом - щупом 2 датчика 1 растений и рабочим органом - ножом 7 исполнительного элемента 6, т.е. на время, за которое датчик 9 импульсо пути вырабатывает число импульсов, соответствующее указанному расстоянию. Здесь Ор - время прохождения прореживателем расстояния R; R расстояние между щупом 2 и ножом 7. Программный блок 5 выполняет следующие функции. В исходном состоянии сигналы на всех выходах программного блока 5, кроме первого, отсутствуют, импульсы на первом и третьем его входах отсутствуют, на втором входе, соединен ном с первым выходом блока 8 самонастройки, т.е. с кодовым выходом реверсивного счетчика 26, есть кодовая комбинация, кодирующая длину зоны уничтожения растений. На первом выходе программный блок 5 генерирует импульсы, частота которых пропорциональна скорости перемещения прорежив ателя р а с те н ий. Получив первый импульс на первый вход с выхода элемента 4 регулируемой задержки, программный блок 5 фор мирует импульс на своем втором выходе (на последующие импульсы, посту954пающие на первьй вход, программный блок ,5 не реагирует до момента возвращения его в исходное состояние), затем через время с , за которое прореживатель смещается на расстояние С (расстояние от сопрягаемого растения до начала зоны уничтожения растений), программный блок 5 формирует импульс на четвертом выходе, соединенном с третьим входом блока 8 самонастройки, и вырабатывает единичный сигнал на третьем выходе, соединенном с входом исполнительного элемента 6. Этот единичный сигнал имеет длительность t (.время, за которое прорежиэатель смещается на расстояние t) . Датчик 9 импульсов пути формирует импульсы, частота которых пропорциональна скорости перемещения прореживателя растений. Следовательно, число К его выходных импульсов, подсчитанных за определенное время, пропорционально пути 1, пройденному прореживателем за это время, т.е. каждый импульс соответствует некоторому расстоянию, проходимому прореживателем. Для упрощения изложения примем коэффициент пропорииональности равным единице, т.е. , где 1 путь, проходимый прореживателем с момента внесения коррекции длины зоны уничтожения растений t; К содержимое счетчика 15 импульсов длины защитной зоны. Ключ 12 открыт (пропускает на вьгход импульсы, поступающие на его рабочий ход) только при наличии единичного сигнала на управляющем входе. Элемент ИЛИ 13 импульсный. Элемент И 14 выполнен перестраиваемым на его выходе формируется импульс, когда триггер 11 находится в нулевом состоянии, а содержимое счетчика 15 импульсов длины защитной зоны, возрастая, достигает заданного зна- чения С, причем величина С может устанавливаться перед началом работы.. Счетчик 15 импульсов длины защитной зоны - обычный двоичный накапливающий счетчик. Регистр 16 - регистр памяти. Импульс, поступающий на его управляющий вход, записывает в регистр кодовую комбинацию, присутствующую в это время на его информационном входе. Блок 17 равнозначности формирует на выходе импульс, когда 51 содержимое К счетчика 15 импульсов длины защитной зоны, возрастая, достигает значения t, зафиксированного в регистре 16. В исходном состоянии программного блока 5 тригтеры 10 и 11 и счетчик 15 импульсов длины защитной зон1 установлены на нуль, при этом ключ 12 закрыт. Импульс, поступаюгдий на первый вход программного блока 5, опрокидывает триггер 10, ключ 12 открывается и импульсы с выхода датчика 9 импульсов пути начинают поступать на счетный вход счетчика 15 импульсов длины защитной зоны. Когда црореживатель сместится на расстояние С, т.е. содержимое счетчика 15 достигает значения С, уетановленного с помощью элемента И 14, на его выходе возникнет импульс, который поступает на четвертый выход программного блока 5, опрокидывает второй триггер 1 устанавливая единичный сигнал на третьем выходе программного блока 5 и, пройдя через элемент ИЛИ 13, обнуляет счетчик 15. Импульсы с выхода датчика 9 импульсов пути продолжают поступать на счетчик 15 и когда его содержимое достигает значения t (т.е прореживатель смещается на расстояние C-t-t с момента поступления импуль са на первый вход программного блока 5),возникает импульс на выходе блока 17 равнозначности (поскольку C--t, то предварительно повторно достигается равенство , но теперьтриггер 11 находится в единичном состоянии, и импульс на выходе элемента И 1 4 не возникает). Импульс с выхода блока 17 равнозначности возвращает программный блок 5 в 1|1сходное состояние, устанавливая триггеры 10 и 11 и счетчик импульсов длины защи ной зоны в нуль. Блок 8 самонастройки предназначен для коррекции величины с целью поддержания равенства У д (с увеличе нием t величина У убывает, поскольку убывает п). Алгоритм его работы состоит в следующем. За время прохождения прореживателем заранее заданного пути L подсчитывается число п сохраняемых растений, которое сравнивается с заданным их числом N. Если к моменту окончания пути L оказывается , то длина t уменьша ется на величину, пропордиональную 56 разности . Если же равенство достигается раньше, чем пройден путь L, т.е. к конду пути L оказ-ывается , длина t увеличивается на величину, пропорциональную разности . Скорректированная величина формируется в реверсивном счетчике 26 и передается в регистр 16 программного блока 5 (после сформирования откорректированного значения t) по команде, подаваемой импульсом с четвертого вьхода программного блока 5 на третий вход блока 8 самонастройки (этот импульс подается, когда рабочий орган 7 исполнительного элемента 6 смещается на расстояние С от очередного сохраняемого растения). Здесь: L - заданное расстояние, после прохождения которого прореживателем осуществляется коррекция величины t; п - фактическое число сохраняемых растений, подсчитываемое счетчиком 18 растений на Пути L; - фактическая густота сохраняемых растений на пути L; N - заданное число сохраняемых растений на пути L, соответствующее заданной густоте растений после прореживания; - заданная густота растений после прореживания; - разность между заданным и фактическим значениями густоты растений на пути растений. Счетчик 18 растений и счетчик 19 импульсов пути - обычные накапливающие сче:тчики. Элементы И 20 и 21 выполнены перестраиваемыми: на выходе элемента И 20 возникает импульс, когда содержимое п счетчика 18 растений, возрастая, достигает уровня N, причем величина может устанавливаться перед началом работы; элемент И 21 срабатывает анапогично при достижении содержимым 1 счетчика 19 импульсов пути заданного перед началом работы уровня L. Элемент И 22 имеет два потенциальных входа, соединенных с выходами триггеров 23 и 24, и один импульсный, являющийся третьим входом блока 8 самонастройки. Импульс проходит через элемент И 22 только в том случае, если оба триггера 23 и 24 находятся в единичном состояни Коммутатор 25 соединяет рабочий вход (второй вход блока 8 самонастройки) с одним из входов реверсив ного счетчика 26 в зависимости от состояния триггеров 23 и 24, а именно с суммирующим входом, если триггер 23 установлен в единицу, а триг гер 24 - в нуль, с вычитающим входом, если триггер 23 установлен в нуль, а триггер 24 - в единицу; если же состояния обоих триггеров одинаковы, то импульсы на входы реверсивного счетчика 26 не поступают (входы отключены). В исходном состоянии счетчики 18 и 19, а также триггеры 23 и 24 установлены в нуль, в реверсивном счетчике 26 установлено ориентировочно требующееся при данной густоте растений значение t, входы реверсивного счетчика 26 при этом отключены, импульсы через элемент И 24 не проходят. С момента начала работы блока 8 самонастройки импульсы с вьгхода датчика 9 импульсов пути программного блока 5 поступают на счетньй вход счетчика 19 импульсов пути/на первый, вход блока Ь самонастройки), а импульсы с выхода триггера 10 программного блока 5, формируемые в моменты обнаружения сохраняемых растений на счетньй вход счетчика 18 растений (на третий вход блока 8 самонастройки). Путь , т.е. прежде, чем прореживатель пройдет путь L, будет достигнуто равенство . В этот момент возникает импульс на выходе элемента И 20, опрокидывающий тригге 23 в единицу. Теперь рабочий вход коммутатора 25 подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика 26, а импульс от каждого сохраняемого растения будет увеличивать на единицу его содержимое. Так будет продолжаться до тех пор, пока прореживател не пройдет заданный путь L. В этот момент возникнет импульс на выходе элемента И 21, опрокидывающий в единицу триггер 24, в результате реверсивный счетчик 26 будет отключен (ег содержимое увеличилось на величину n-N), а элемент И 22 - открыт, так что очередной импульс, поступающий на третий вход блока 8 самонастройки, пройдя через элемент И 22, возвратит в нуль оба счетчика 18 и 19 и оба триггера 23 и 24, т.е. блок 8 самонастройки возвратится в исходное состояние с тем отличием, что в реверсивном счетчике 26 будет теперь находиться откорректированное значение t. Пусть теперь . В этом случае равенство будет достигнуто раньше, чем равенство , т.е. вначале возникнет импульс на выходе элемента И 21, который установит в единицу триггер 24. При этом коммутатор 25 подключит второй вход блока 8 само.настройки к вычитающему входу реверсивного счетчика 26. К моменту, когда будет достигнуто равенство , содержимое t реверсивного счетчика 26 будет уменьшено на величину N-n. Импульс с вьгхода элемента И 20 установит в единицу триггер 23, т.е. откроется элемент И 22, и очередной импульс с четвертого выхода программного блока 5 возвратит блок 8 самонастройки в исходное состояние с тем отличием, что в реверсивном счетчике 26 находится теперь также откорректированное значение t. В начале работы расстояние R между чувствительным органом 2 датчика 1 растений и рабочим органом 7 исполнительного блока 6 равно нулю (в направлении движения прореживателя). Сигнал от первого растения, обнаруженного датчиком 1 и являющегося сохраняемым, вызовет формирование импульса на выходе усилителя-формирователя 3, которьш запустит программный блок 5. Когда рабочий орган 7 сместится на величину С (длина защит1ной зоны) от сохраняемого растения, программный блок 5 включит исполни-. тельньй блок 6, который начнет уничтожать растения в течение времени ,, за которое прореживатель сместится на расстояние t, после чего отключит его. Сигналы от растений, обнаруженных датчиком 1 за время с момента, обнаружения первого растения и до момента прекращения действия рабочего органа 7, программным блоком не воспринимаются и на работу прореживателя не влияют. Сигнал от первого