Устройство для автоматического вождения мобильного агрегата по светоконтрастной программе Советский патент 1979 года по МПК A01B69/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВОЖДЕНИЯ

МОБИЛЬНОГО АГРЕГАТА:по СВЁТОКОНТРАСТНОЙ

. ПРОГРАММЕ

ания ФЭУ. Напряжение пйта1шя подается на бпоки 1, 2, 3 от источника 6. Сигнал с фотоэлектронного умножителя подается в канал усиления его сигналов, включаюпдай первь й согласующий усилитель 7, йодключенный ко входу блока 2, второй согласующий усилитель 8, и усилитель напряжения 9, выход которого подключен к, интегрирующему устройству 10 и чересз усилитель управл5пощего напряжения 11 к регулирующему элементу 12. Регулируюппий элемент 12 связан с источником питания 6 через разделительно-фильтрующую цепь 13, с основным параметрическим стабилизатором 14 через регулятор начального напряжения 15 и с преобразобатеттёМ начального напряжения постоянного тока 16. Последний черезсгпаживающий фильтр 17 с делителем 5. Основной параметрический стабилизатор 14 связан со вспомогательным стабилизатором 18, который соединен с регупятором начальното напряжения 15, а также с усилителями 7,8, 9, 11.

На принципиальной электрической схеме устройства электроды ФЭУ (эмиттеры) подключены к многозвенному делителю напрян ения питания на резисторах Р Р( ., 1зыполнейному по стандартной схеме, и конденсаторы С. -С, необходимы дляфиксапии питающего напряжения на последних эмиттерах фЗу в течение каждого цикла сканирования с целью исключения искаженной формы анодного тока, причем катод ФЭУ находится под высоким напряже-. 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 по бторитель импульсов, отрицательной полярности, необходимый для снижения выхоДного сопротивления анодной цепи ФЭУ с целью согласования с блоком электронHbix схем управления . С эмиттера транзистора Т через разделительные к онденсаторы С тл С , сигнал поступает на блок электронных схем управления (где используется для управления движением объекта) к на вход второго согласующего усилителя переменного тока, выполненного на транзисторе Т, представляющего собой эмиттерный повторитель импульсов отрицательной полярности, необходимый аля согласования с низкоомным входом следующего каскада. Первый и второй Гсогласующие усилители вместе с ФЭУ и

многозвенным делителем напряжения конструктивно выполнены в непосредственной близости друг от друга и помеиюны 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 луче1шя в окружающем пространстве. Эмиттер транзистора Т через ограничительный резистор и разделительный конденсато(з CQ соединен со входом усилителя 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 СдИ диоды Д,, Д связан с интегрирующей емкостью С. , что необходимо для преобразования сигнала переменного тока в эквивалентное ему напряжение постоянного (по направлению) тока. Величина емкости конденсатора определяет постоянную времени автоматической регулировки. Конденсатор подключен на вход усилителя регулирующего напряжения, выполненного на транзисторе Т, представляющего собой согласующий усилитель напряжения положительной полярности с отрицательной обратной связью по току через резистор R24 и с задержкой срабатывания, осуществленной с помощью резистора F . Задержка срабатывания необходима для исключения автоколебаний системы при самых малых сигналах ФЭУ. Коллектор транзистора Тл связан через ограничительный резистор R со входом регулирующего элемента, вьшолненнбго на транзисторе Tg. и необходимого для управлений величиной напряжения питания преобразователя напряжения. Коллектор транзистора Tg подключен к источнику электропитания через разделительно-фильтрующую цепь R,. необходимую для ослабления пульсаций потребляемого тока. Вход регулирующего элемента связан через согласующий резистор RjrtC регулятором начального управляющего напряжения, выполненного на потенциометре R29 необходимого для регулировки величины начального управгшютпего напряжения (а вместе с ним и начального выходного напряжШйя преобразователя), что требуется для коррекции чувствительностк разных экземпляров ФЭУ во время регулировки системы. Потенциометр „ подключен на вьтходы основного и вспомогательного стабилизаторов напряжения. Основной параметрический стабилизатор выпопнен на элементах 1., необходим для стабилизации начального управляющего напряжения, пос- ,тупающего на регулирующий элемент. Вспомогательный параметрический стабилизатор выпопнен на элементах Кзо- л. связан с основным стабилизатором и необ ходим для обеспечения усилителей на тра зисторах Т -Т д достаточно стабилизиррванным напряжением питания необходимой величины и полного исключения пульсаций проникающих от источника электропитания &1ход регулирующего элемента, т. а. эмиттер транзистора Т подключен на вход преобразователя низковольтного напря жения постоянного тока в высоковольное напряжение постоянного (по направлению) тока, который выполнен по обычной схеме на транзисторах Т,, Т трансформаторе ТР, и выпрямителе на элементах Дс-Д, С.,. Преобразователь необходим для получения регулирующего высоко вольтнртю напряжения питания фотоэлектронного умножителя. Выход преобразователя через сглаживающий фильтр й, С , , л необходимый для исключения любых пульсаций высокого напряжения (за кажда1Й цикл сканирования), подключен к катоду ФЭУ и к многозвенному делителю. Устройство работает следующим образом. С момента включения электропитания происходит разгон ротора фотооптического датчика, и одновременно напряжение питания поступает на регулирующий элемент и параметрические стабилизаторы напряжения. Начальное управляющее напряжение на входе регулирующего элемента достаточно быстро возрастает до номи нала 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 запитывает электроды ФЭУ. Чувствительность ФЭУ в этот момент максимальна, а на его фотокатод уже поступает прерывистый световой поток, который преобразуется им в электрический сигнал. представляющий собой непрерывную серию импульсов напряженйа отрйц&тШьйой пх лярности, причем форма импульсов определяется конструкцией фотооптического 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 усйлёния по току и напряжению, поступает на интегрирующую цепь, где преобразуется в управляющее напряжение, величина которого зависит от величинь переменной составляющей выходного сигнала ФЭУ (которая определяется величиной фотосигнала и установившимся значением коэффициента усиления ФЭУ). Если освещенность программы велика, то величина управг яющего напряжения на интегрирующей емкости превьпиает напряжение задержки и воздействует на усилитель управляющего напряжения, который понижает начальное управля101щбе напрйжение на входе регулирующего элемента. & 1ходное напряжение регулирующего элемента также пропорционально снижается, и запитанный 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 (1 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 соотвегственно увеличивает Напряжение питания ФЭУ, оставляя выходной сигнал практически/неизменным. При самых малых яркостях программы (т. е. когда мала освещенность я мала отражающая способность программы) и при условий, если чувст1жтелъность ФЭУ уже значительно снизилась, напряжение на входе усилителя упраЕ1Ляющего напряжения становится ниже напряжения заержки, при этом усилитель заперт, .а егулирующий эпегЛент выдает начальное напряжение и, соответственно, напряжение питания ФЭУ и его чувствительность ус-

танавпиваются максимальными. При этих условиях работа устройства остается устойчивой, т. е, благодари применению ffap№Ttf)yei 4STcytcirwfs перерёр уийрования и связанного с этим парйзитного колебательного процесса в системе даже в самых неблагоприятных условиях. Формула изобретения

Х:. ;.- . :-- -./.-,. .- .г.,- - ,.. -: - -.-.-.,-л,v. .-.-4-,.-.,..-,-...--- -I- - -1, Устроййтвб дагйаётбматического : вождения мобильного агрегата по светоконтрастной программе, включающее фото- оптический датчик, подключенный к электронному блоку управления, исполнительны механизм и блокэлектрОпитанияг, лр т л ич а ю in е е с я тем, что, с иелыо повы тиёнйя точности авто вождения в любое вре мя суток, оно дополнительно снабжено фо тОШёйтронным умйожитепем, подключенным к многозванному делителю напряжения питания, и системой автоматического регулирования коэффициента усиления умножителя, имеющей канал усиления сигна-. лов, вход KOTOpoi o подключен- к умножителю, а выход через интегрируюпшй элемент ко входу электронного регулирующего элемента, связанного через преобразователь напряжения постоянного тока с умножителем и многозвенным делителем напряжения питания.

2. Устройство поп. 1, отличающ ёё с я тем, что, канал усиления сигнЁйОв умножителя одним из своих выходов подключен к ёлектронному блоку управяенил.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №232636, 1966.

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

3.Авторское свидетельство СССР № 35О4О4, 1971...

tPui f