Устройство для автоматическогоВОждЕНия СЕльСКОХОзяйСТВЕННыХАгРЕгАТОВ Советский патент 1981 года по МПК A01B69/04 

и знакового входов и двумя парами выходов, причем первая пара выходов распределителя через блок управления по линейному отклонению связана с первым входом сумматора непосредственно и через компаратор - с управляющим входом ключа, вторая пара выходов распределителя через последовательно соединенные блок управления по углу и ключ связана со вторым входом сумматора, выход которого связан с входом преобразователя и каждая пара сигнального и знакового входов распределителя через соответствующие выходы преобразователей разности фаз связана с выходами емкостных датчиков, а генератор квантующих импульсов с квантующим входом одного преобразователя разности фаз связан непосредственно, а с другим - через схему задержки. Кроме того, распределитель импульсов выполнен по крайней мере в виде четырех логических схем И и четырех схем ИЛИ, причем входы первой и второй схем И связаны с первой парой сигнального и знакового входов распределителя, входы третьей и четвертой схем И связаны с второй парой входов распределителя, первый выход первой пары выходов распределителя через первую схему ИЛИ связан с выходом первой и третьей схем И, второй выход первой пары выходов через вторую ИЛИ связан с выходом второй и четвертой И, первый выход второй пары выходов распределителя через третью ИЛИ связан с выходом первой и четвертой И, а второй выход второй пары выходов через четвертую ИЛИ связан с выходом второй и третьей схем И.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 приведены временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство состоит из емкостных датчиков 1, включающих балансируемые мостовые схемы с емкостями и резисторами И чувствительные элементы, выполненные в виде вертикально расположенных пластин, включенных в плечи балансируемых мостовых схем, генератора 2 синусоидальных колебаний, блока обработки сигналов, содержащего два преобразователя 3 разности фаз с сигнальным и квантующим входами и сигнальным и знаковым выходами, генератор 4 квантующих импульсов со схемой задержки 5, распределитель 6 импульсов с первой и второй парами сигнального и знакового входов 1с и 2с и двумя парами выходов, блока управления по линейному отклонению 7, сумматора 8, компаратора 9, ключа 10, блока управления по углу 11, преобразователя 12 и исполнительного механизма 13. Первая пара выходов распределителя 6 через блок управления по линейному отклонению 7 связана с первым входом сумматора 8 непосредственно и через компаратор 9 - с управляющим входом ключа 10, вторая пара выходов распределителя 6 через последовательно соединенные блок управления по углу 11 и ключ 10 связана с вторым входом сумматора 8, выход которого связан с входом преобразователя 12, каждая пара сигнального и знакового входов распределителя 6 через Соответствующие выходы преобразователей 3 разности фаз связана с выходами емкостных датчиков 1, а генератор 4 квантующих импульсов с квантующим входом одного преобразователя 3 разности фаз связан непосредственно, а с другим - через схему задержки 5. Чувствительные элементы датчиков 1 расположены один за другим на базовом расстоянии агрегата вдоль оси, параллельной продольной оси агрегата.

Преобразователи 3 разности фаз содержат формирующие устройства 14, дифференцирующую цепочку 15, логические схемы И-1ба и 166, триггер 17 для формиро вания сигнала.знака разности фаз.

Блоки управления по углу 11 и по линейному отклонению 7 выполнены в виде последовательно включенных реверсивных счетчиков 20а и 206, регистров памяти 21 и и цифроаналоговых преобразователей 22.

Распределитель импульсов выполнен в виде четырех логических схем И 18 и четырех логических схем ИЛИ 19, причем входы первой и второй схем И 18 связаны с первой парой сигнального и знакового входов распределителя 6, входы третьей и четвертой схем И 18 связаны с второй парой входов распределителя б, первый выход первой пары выходов распределителя б через первую схему ИЛИ 19 связан с выходом первой и третьей схем И 18, второй выход первой пары выходов через вторую ИЛИ 19 связан с выходом второй и четвертой И 18, первый выход второй пары выходов распределителя через третью ИЛИ 19 связан с выходом первой и четвертой И 18, второй выход второй пары выходов через четвертую ИЛИ 19 связан с выходом второй и третьей схем И 18.

Работа устройства происходит следующим образом.

Сельскохозяйственный агрегат устанавливается вдоль обрабатываемого массива рас-тений (или маркерной линии при пахоте) таким образом, чтобы чувствительные элементы датчиков располагались на одинаковом заданном расстоянии от обрабатываемых растений.

Генератор 2 вырабатывает гармонический сигнал с частотой fi (например, 100 кГц), который подается на фазовращающие RC цепочки датчиков 1. С помощью переменных конденсаторов С и €4 осуществляется выставка устройства в нулевое положение, т. е. сдвиг фаз между напряжениями в точках а и b (относительно заземленной точки) выставляется в «нуль. После выставки агрегат приводится в движение.

При отклонении от заданного расстояния агрегата вместе с чувствительными элементами между сигналами в точках а и & каждого датчика 1 возникает фазовый сдвиг Аср, величина которого определяется величиной линейного смендения чувствительного элемента, а. знак - направлением смещения. С номощью преобразователей 3 и генератора квантующих импульсов 4 сдвиги фаз преобразуются в последовательности импульсов, число которых определяется величиной фазового сдвига Аф, а знак - знаком фазового сдвига Аф. В частности, формирующие устройства 14 преобразуют гармонические сигналы в сигналы прямоугольной формы, которые после прохождения схемы И 16а (точка е) преобразуются в щиротно-модулированный сигнал Ue, причем ширина импульса пропорциональна фазовому сдвигу Аф. Широтно-модулированный сигнал f/e.управляет работой схемы 166 (на Второй вход которой поступают короткие Имп}льсы с высокой частотой fo (например, 10 мГц) от генератора 4 квантующих импульсов. На выходе схемы 166 (точка g) вырабатывается упомянутая последовательность импульсов.

Триггер 17 знака совместно со связанными с ним схемами И 16а и дифференцирующей цепочкой 15 вырабатывают сигнал знака.

Последовательности импульсов, снимаемых с выхода каждого преобразователя 3 разности фаз, сдвигаются во времени относительно друг друга с помощью схемы задержки 5, что исключает сбои в работе последующих каскадов, в частности расйределителя 6 импульсов и реверсивных счетчиков (20а и 206).

Последовательности импульсов поступают на первый 1с и второй 2с сигнальные входы распределителя 6 импульсов, на управляющие входы li/, 2г/ которого поступают сигналы знака. С помощью схем И 18 распределителя 6 по знаковым сигналам осуществляется распределение импульсов на положительную и отрицательную щины (например, импульсы на шине+появляются при подаче на управляющем входе положительного знака сдвига фаз). С помощью логических схем ИЛИ 19 и изображенных связей осуществляется объединение последовательностей импульсов таким образом, что на первой паре выходов распределителя 1в (связанных с блоком управления по линейному отклонению 7) формируются две последовательности импульсов, одна из которых образована «положительными импульсами каждого из преобразователей 3, а лругая - «отрицательными импульсами, а 1та второй паре выходов 2в (связанных с блоком управления по углу И) формируются две последовательности импульсов, каждая из которых образована «положительными и «отрицательными импульсами каждого из преобразователей 3.

Другими словами, распределитель импульсов обеспечивает такую коммутацию импульсов, что реверсивный счетчик 20а, входящий в блок управления по линейному отклонению 7, происходит алгебраическое суммирование импульсов, вырабатываемых первым и вторым емкостными датчиками, соответственно «i и п. Сумма пропорциональна отклонению центра сельскохозяйственного агрегата от нулевого положения, причем сумма будет положительной, если отклонение превосходит установленное а и отрицательной, если это отклонение меньще установленного а.

Регистр памяти 21, цифроаналоговый преобразователь 22 обеспечивают преобразование цифровой информации в аналоговый сигнал.

Таким образом, на реверсивный счетчик 20а подается положительный сигнал, если отклонениебольще установленного, и отрицательный, если меньще установленного, при этом величина сигнала пропорциональна отклонению.

Реверсивный счетчик 206, входящий в блок управления по углу 11, производит алгебраическое вычитание импульсов и.-л, эта разность будет иметь тот же знак, что и угол между осью сельскохозяйственного агрегата и маркерной линией и равна нулю, если они параллельны.

После преобразования этой информации в аналоговый сигнал она также поступает на сумматор 8.

Таким образом, сумматор 8 формирует управляющий сигнал, определяемый суммой сигналов, поступающих с обоих блоков управления 7 и 11.

Выходной сигнал сумматора 8 поступает через преобразователь 12 ня исполнительный механизм 13. обеспечивающий управление агрегатом. При больщих начальных отклонениях центра сельскохозяйственного агоегата от маркерной линии сигналы с блока управления по углу 11 на сумматор 8 не проходят, что обеспечивается ключом, управляемым компаратором 9 и настроенным на некоторое пороговое значение сигналом на выходе блока управления по линейному отклонению 7. Это устраняет угловые колебания объекта (перерегулирование) и тем самым обеспечивает необходимое качество управления.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического вождения сельскохозяйственных агрегатов, содержащее лва емкостных датчика, состоящих из бялянсируемых мостовых схем и чувствительных элементов, выполненных в виде вертикально расположенных пластин, генератор синусоидальных колебаний, блок обработки сигналов, блок управления по

линейному отклонению, преобразователь и исполнительный механизм, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и устойчивости вождения, расширения функциональных возможностей устройства, оно снабжено электронным блоком управления по углу, компаратором, ключом и сумматором, при этом чувствительные элементы расположены один за другим на базовом расстоянии агрегата вдоль оси, параллельной оси агрегата, и включены в плечи балансируемых мостовых схем, а блоки управления по углу, по линейному отклонению выполнены в виде последовательно включенных реверсивных счетчиков, регистров памяти и цифроаналоговых преобразователей, блок обработки сигналов выполнен в виде ЛЕух преобразователей разности фаз с сигнальным и квантующим входами и сигнальным и знаковым выходами, генератора квантующих имнульсов со схемой задержки, распределителя импульсов с первой и второй парами сигнального и знакового входов и двумя парами выходов, причем первая пара выходов распределителя через блок управления по линейному отклонению связана с первым входом сумматора непосредственно и через компаратор - с управляющим входом ключа, вторая пара выходов распределителя через последовательно соединенные блок управления по углу и ключ связана с вторым входом сумматора, выход которого связан с входом преобразователя, и каждая пара сигнального и знакового входов распределителя через соответствующие выходы преобразователей разности фаз связана с выходами емкостных датчиков, а генератор квантующих импульсов с квантующим входом одногб преобразователя разности фаз связан непосредственно, а с другим - через схему задержки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что распределитель импульсов выполнен по крайней мере в виде четырех логических схем И и четырех схем ИЛИ, причем входы первой и второй схем И связаны с первой парой сигнального и знакового входов распределителя, входы третьей и четвертой схем И связаны с второй парой входов распределителя, первый выход первой пары выходов распределителя через первую схему ИЛИ связан с выходом первой и третьей схем И, второй выход первой пары выходов через вторую ИЛИ связан с выходом второй и четвертой И, первый выход второй пары выходов распределителя через третью ИЛИ связан с выходом первой и четвертой И, второй выход второй пары выходов через четвертую ИЛИ связан с выходом второй и третьей схемы И. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР .№ 382368, кл. А 01В 69/04, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 266414, кл. А 01В 69/04, 1968.