RU2042169C1 - Apparatus for controlling position of object - Google Patents

Abstract

FIELD: automated production systems. SUBSTANCE: apparatus for controlling position of an object, having a course setter, arranged in a motion path, two position pickups and a correction unit, also includes first and second digital-to-analog converters, a control unit and a subtraction unit. The course setter is in the form of a light reflecting band, optically connected with the position pickups. EFFECT: enhanced accuracy of tracking of position of the object. 4 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к системам автоматического управления транспортными средствами, которые перемещаются по заданной трассе-ориентиру, и может быть использовано, например, для управления внутрицеховым робокаром в гибком автоматизированном производстве. The invention relates to automatic control systems for vehicles that move along a given landmark, and can be used, for example, to control an in-shop robocar in a flexible automated production.

Известна система управления транспортным средством [1] которая содержит датчик слежения за светоотражающей полосой, позволяющий по сигналам управления переключаться с режима слежения за центром полосы на режим слежения за одним из ее краев, а также формировать сигнал точной остановки транспортного средства в заданных точках трассы, датчик пройденного пути, блок сравнения, счетчик команд, блок памяти команд и уставок, блок режимов движения, привод и рулевой привод. A known vehicle control system [1] which contains a tracking sensor for a reflective strip, which allows the control signals to switch from the tracking mode to the center of the strip to the tracking mode for one of its edges, as well as to generate a signal for the vehicle to stop precisely at specified points on the track, is a sensor distance traveled, comparison unit, command counter, memory unit for commands and settings, block of driving modes, drive and steering gear.

Недостатками системы управления являются низкая точность управления и сложность. The disadvantages of the control system are low control accuracy and complexity.

Известно устройство для управления движением транспортного средства [2] которое автоматически формирует кратчайший маршрут движения и команды его реализации, идентифицирует станции назначения и точный останов транспортного средства около маркера станции назначения. В блоке адресной памяти хранятся код следующей станции, признак движения над экранированным участком трассы-ориентира и признак останова, которые считываются из него при обнаружении маркера станции первым датчиком маркеров и на основании которого вырабатываются команды подключения датчиков слежения, включения привода движения в режим быстрого или медленного движения с последующим отключением привода движения и включением привода торможения при обнаружении маркера станции назначения вторым датчиком маркеров. A device for controlling the movement of a vehicle [2] is known, which automatically generates the shortest route of movement and commands for its implementation, identifies the destination station and the exact stop of the vehicle near the marker of the destination station. The address memory block stores the code of the next station, a sign of movement over the screened section of the landmark track and a stop sign, which are read from it when the station marker is detected by the first marker sensor and based on which commands are generated for connecting tracking sensors, turning the drive on in fast or slow mode motion followed by disabling the motion drive and turning on the braking drive when a marker of the destination station is detected by the second marker sensor.

Недостатком этого устройства является низкая точность управления движением транспортного средства. The disadvantage of this device is the low accuracy of traffic control.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления положением объектa [3] выбранное в качестве прототипа. Устройство содержит задатчик курса (кабель), уложенный в полотно дороги, задающий генератор, датчики положения, усилители мощности, блок сравнения, исполнительный механизм, сумматор, регулятор скорости и фильтры. Closest to the proposed is a device for controlling the position of the object [3] selected as a prototype. The device comprises a heading device (cable) laid in the roadway, a driving generator, position sensors, power amplifiers, a comparison unit, an actuator, an adder, a speed controller and filters.

Недостатком устройства-прототипа является малая точность слежения за положением объекта. The disadvantage of the prototype device is the low accuracy of tracking the position of the object.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка. The aim of the invention is to remedy this drawback.

Цель достигается тем, что в устройство для управления положением объекта, содержащее задатчик курса, размещенный на трассе движения, два датчика положения и блок коррекции, введены первый и второй цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), блок управления и блок вычитания, а задатчик курса выполнен в виде светоотражающей полосы, оптически связанной с датчиками положения. The goal is achieved by the fact that the first and second digital-to-analog converters (DACs), the control unit and the subtraction unit are introduced into the device for controlling the position of the object, which contains a heading sensor located on the track, two position sensors and a correction unit, and the heading unit is made in the form reflective strip optically coupled to position sensors.

Функциональная схема предложенного устройства приведена на фиг. 1 и содержит блоки 1 и 2 датчиков положения, блок 3 вычитания, блоки 4 и 5 ЦАП, блок 6 коррекции, блок 7 управления, нормально замкнутый контакт. A functional diagram of the proposed device is shown in FIG. 1 and contains blocks 1 and 2 of position sensors, a subtraction block 3, DAC blocks 4 and 5, a correction block 6, a control block 7, a normally closed contact.

Первые, вторые и третьи входы блоков 1 и 2 датчиков положения объединены и подключены соответственно к первому, четвертому и пятому выходам блока 7 управления. Выходы блоков 1 и 2 датчиков положения подключены к первому и второму информационным входам блока 3 вычитания. Первый, второй и третий управляющие входы блока 3 вычитания подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам блока 7 управления. Первый и второй выходы блока 3 вычитания подключены к информационным входам блоков 4 и 5 ЦАП. Третий выход блока 3 вычитания подключен к объединенным первым управляющим входам блоков 4 и 5 ЦАП. Четвертый выход блока 3 вычитания подключен к первому входу блока 7 управления и к объединенным вторым управляющим входам блоков 4 и 5 ЦАП. Выходы блоков 4 и 5 подключены к первому и второму входам блока 6 коррекции, выходы которых являются выходами устройства для управления положением объекта. The first, second and third inputs of blocks 1 and 2 of the position sensors are combined and connected respectively to the first, fourth and fifth outputs of the control unit 7. The outputs of blocks 1 and 2 of the position sensors are connected to the first and second information inputs of the subtraction block 3. The first, second and third control inputs of the subtraction unit 3 are connected respectively to the first, second and third outputs of the control unit 7. The first and second outputs of the subtraction unit 3 are connected to the information inputs of the DAC units 4 and 5. The third output of the subtraction unit 3 is connected to the combined first control inputs of the DAC units 4 and 5. The fourth output of the subtraction unit 3 is connected to the first input of the control unit 7 and to the combined second control inputs of the DAC units 4 and 5. The outputs of blocks 4 and 5 are connected to the first and second inputs of the correction block 6, the outputs of which are the outputs of the device for controlling the position of the object.

В предлагаемом устройстве устройство коррекции получает управляющие воздействия по двум каналам (в отличие от прототипа). Введение в предлагаемое устройство блока 3 вычитания и блоков 4 и 5 ЦАП позволяет довольно просто определить, на какой из рулевых приводов (правый или левый) следует подавать корректирующий сигнал для требуемого изменения положения объекта относительно светоотражающей полосы. Кроме того, использование управляющей информации в цифровой форме позволяет осуществлять коррекцию положения объекта более точно, чем в случае использования для этих целей информации в аналоговой форме. In the proposed device, the correction device receives control actions through two channels (in contrast to the prototype). The introduction of the subtraction unit 3 and the DAC units 4 and 5 into the proposed device makes it quite easy to determine which of the steering drives (right or left) should apply a correction signal for the required change in the position of the object relative to the reflective strip. In addition, the use of control information in digital form allows you to adjust the position of the object more accurately than if you use information in analog form for these purposes.

На фиг. 2 показано расположение чувствительных элементов (датчиков положения) в блоках 1 и 2 при движении объекта по заданной траектории (т.е. вдоль светоотражающей полосы); на фиг. 3 и 4 то же, но в случае отклонения объекта от заданного (правильного) курса; на фиг. 5 приведена структурная схема одного из блоков датчиков положения; на фиг. 6 структурная схема блока управления; на фиг. 7 структурная схема блока вычитания. In FIG. 2 shows the location of the sensitive elements (position sensors) in blocks 1 and 2 when the object moves along a predetermined path (i.e., along a reflective strip); in FIG. 3 and 4 are the same, but in case of deviation of the object from a given (correct) course; in FIG. 5 is a structural diagram of one of the blocks of position sensors; in FIG. 6 block diagram of the control unit; in FIG. 7 is a block diagram of a subtraction block.

Блоки 1 и 2 датчиков положения объекта (фиг. 5) идентичны. Каждый из них содержит линейку 15 чувствительных элементов (например, фотодиодов), первый буферный регистр 16, предназначенный для хранения единичного (унитарного) кода, который формируется линейкой чувствительных элементов, шифратор 17, предназначенный для преобразования унитарного кода в двоичный, и второй буферный регистр 18, предназначенный для хранения двоичного кода, сформированного шифратором 17. Blocks 1 and 2 of the position sensors of the object (Fig. 5) are identical. Each of them contains a line of 15 sensitive elements (for example, photodiodes), a first buffer register 16, designed to store a single (unitary) code, which is formed by a line of sensitive elements, an encoder 17, designed to convert a unitary code to binary, and a second buffer register 18 , designed to store binary code generated by the encoder 17.

Выходы линейки 15 чувствительных элементов подключены к информационным входам первого буферного регистра 16, управляющие входы которого объединены и соединены с первым управляющим входом блока 2 датчиков положения объекта. Выходы первого буферного регистра 16 через шифратор 17 подключены к информационным входам второго буферного регистра 18, управляющие входы которого объединены и соединены с третьим управляющим входом блока 2 датчиков положения объекта. Управляющий вход шифратора 17 соединен с вторым управляющим входом блока 2 датчиков положения объекта. The outputs of the line 15 of sensitive elements are connected to the information inputs of the first buffer register 16, the control inputs of which are combined and connected to the first control input of the block 2 of the position sensors of the object. The outputs of the first buffer register 16 through the encoder 17 are connected to the information inputs of the second buffer register 18, the control inputs of which are combined and connected to the third control input of the block 2 of the position sensors of the object. The control input of the encoder 17 is connected to the second control input of the block 2 of the position sensors of the object.

Линейка чувствительных элементов 15 представляет собой набор чувствительных элементов, например фотодиодов, расположенных как показано на фиг. 2, где 9 светоотражающая полоса-ориентир, 10 объект, 11 и 12 соответственно правый и левый наборы чувствительных элементов, каждый из которых содержит по N чувствительных элементов Д₁ ¹.Д_N ¹ и Д₂ ¹.Д_N ², 13 и 14 соответственно правая и левая кромки светоотражающей полосы-ориентира.The line of sensors 15 is a set of sensors, for example photodiodes, arranged as shown in FIG. 2, where 9 is a retroreflective landmark strip, 10 objects, 11 and 12, respectively, the right and left sets of sensitive elements, each of which contains N sensitive elements D ₁ ^1. Д _N ¹ and Д ₂ ^1. Д _N ² , 13 and 14 respectively, the right and left edges of the reflective landmark strip.

В исходном состоянии линейки чувствительных элементов расположены симметрично относительно соответствующих кромок светоотражающей полосы. Если чувствительные элементы Д₁ ¹.Д_N ¹ и Д₁ ² Д_N ² представляют собой фотодиоды, а полоса-ориентир является светоотражающей полосой, то при движении объекта точно по заданной трассе (т.е. вдоль полосы-ориентира) в каждой из линеек половина фотодиодов находится в активном состоянии (те из них, которые находятся над полосой-ориентиром и освещаются отраженным от нее светом). Вторая половина фотодиода каждой из линеек при этом находится в пассивном состоянии (они находятся не над полосой, вследствие чего освещаются светом, отраженным не от полосы, а от пола, т.е. значительно слабее, поскольку коэффициент отражения полосы значительно больше коэффициента отражения пола).In the initial state, the rulers of the sensitive elements are located symmetrically relative to the corresponding edges of the reflective strip. If the sensitive elements Д ₁ ^1. Д _N ¹ and Д ₁ ² Д _N ² are photodiodes, and the landmark strip is a reflective strip, then when the object moves exactly along a given path (i.e. along the landmark strip) in each of the rulers half of the photodiodes are in the active state (those that are above the landmark strip and are illuminated by the light reflected from it). The second half of the photodiode of each of the rulers is in a passive state (they are not above the strip, as a result of which they are illuminated with light reflected not from the strip, but from the floor, i.e. much weaker, since the reflection coefficient of the strip is much greater than the reflection coefficient of the floor) .

На фиг. 2 каждая из линеек содержит по шесть фотодиодов, так что освещенными (активными) в каждой линейке будут три фотодиода. Другими словами, унитарные коды на выходах линеек одинаковы и равны 000111, т.е. трем. In FIG. 2, each of the lines contains six photodiodes, so that three photodiodes will be illuminated (active) in each line. In other words, the unitary codes at the outputs of the rulers are the same and equal to 000111, i.e. three.

При отклонении положения объекта от полосы-ориентира, например, вправо (фиг. 3) ориентация линеек фотодиодов относительно кромок светоотражающей полосы изменяется, что ведет к изменению соотношения активных и пассивных фотодиодов в каждой из них: в левой линейке в активном состоянии будут уже не три, а четыре фотодиода, в то время, как в правой линейке стало два активных фотодиода (вместо трех). Соответственно разными станут и коды на выходах блоков 1 и 2. When the position of the object deviates from the reference strip, for example, to the right (Fig. 3), the orientation of the photodiode arrays relative to the edges of the reflective strip changes, which leads to a change in the ratio of active and passive photodiodes in each of them: in the left ruler, there will be more than three and four photodiodes, while in the right ruler there were two active photodiodes (instead of three). Accordingly, the codes at the outputs of blocks 1 and 2 will also become different.

Аналогичная ситуация (неравенство выходных кодов блоков 1 и 2 датчиков положения) имеет место и в случае отклонения положения объекта вправо от полосы (фиг. 4). A similar situation (the inequality of the output codes of blocks 1 and 2 of the position sensors) also occurs in the case of deviation of the object position to the right of the strip (Fig. 4).

Итак, наличие неодинаковых кодов на выходах блоков 1 и 2 датчиков положения свидетельствует об отклонении траектории объекта от светоотражающей полосы. При этом разность выходных кодов блоков 1 и 2 пропорциональна отклонению траектории объекта от полосы-ориентира, а знак этой разности указывает, в какую сторону (вправо или влево) от полосы произошло отклонение. Другими словами по выходным кодам блоков 1 и 2 можно определить, нуждается ли объект в коррекции его траектории и если нуждается, то какой должна быть эта коррекция (по величине и направлению). So, the presence of unequal codes at the outputs of blocks 1 and 2 of the position sensors indicates a deviation of the trajectory of the object from the reflective strip. In this case, the difference between the output codes of blocks 1 and 2 is proportional to the deviation of the object trajectory from the landmark strip, and the sign of this difference indicates in which direction (to the right or left) the deviation occurred from the strip. In other words, it can be determined from the output codes of blocks 1 and 2 whether the object needs to correct its path and, if necessary, what this correction should be (in magnitude and direction).

Блок 3 вычитания предназначен для формирования сигналов управления рулевыми приводами объекта. Принцип управления рулевыми приводами состоит в подаче на соответствующий (левый или правый) рулевой привод сигнала рассогласования с выхода соответствующего ЦАП. The subtraction unit 3 is designed to generate control signals for the steering gears of the object. The principle of controlling the steering drives consists in applying to the corresponding (left or right) steering drive a mismatch signal from the output of the corresponding DAC.

Структурная схема блока 3 вычитания приведена на фиг. 7 и содержит генератор 33 импульсов, схемы И 34, 35 и 40, счетчики 37, 38, дешифраторы 36, 39, формирователь 41, линию 42 задержки. The block diagram of the subtraction unit 3 is shown in FIG. 7 and contains a pulse generator 33, circuits AND 34, 35 and 40, counters 37, 38, decoders 36, 39, driver 41, delay line 42.

Выход генератора 33 импульсов подключен к первым входам схем И 34, 35, объединенные третьи входы которых соединены с первым входом схемы И 40 и подключены к выходу дешифратора 36. Вторые входы схем И 34 и 35 объединены и подключены к второму управляющему входу блока 3 вычитания. Объединенные четвертые входы схем И 34, 35 соединены с вторым входом схемы И 40 и подключены к выходу дешифратора 39. Выходы схем И 34 и 35 подключены к вторым информационным входам счетчиков 37 и 38 соответственно, первые информационные входы которых подключены соответственно к первому и второму информационным входам блока 3 вычитания. Первые управляющие входы счетчиков 37 и 38 объединены и подключены к первому управляющему входу блока 3 вычитания. Вторые управляющие входы счетчиков 37 и 38 объединены и подключены к третьему управляющему входу блока 3 вычитания. Выход схемы И 40 подключен к входу формирователя 41, выход которого соединен с третьим выходом блока 3 вычитания. Выход формирователя 41 через линию 42 задержки подключен к четвертому выходу блока 3 вычитания. The output of the pulse generator 33 is connected to the first inputs of the circuits And 34, 35, the combined third inputs of which are connected to the first input of the circuit And 40 and connected to the output of the decoder 36. The second inputs of the circuits And 34 and 35 are combined and connected to the second control input of the subtraction unit 3. The combined fourth inputs of circuits And 34, 35 are connected to the second input of circuit And 40 and connected to the output of the decoder 39. The outputs of circuits And 34 and 35 are connected to the second information inputs of counters 37 and 38, respectively, the first information inputs of which are connected respectively to the first and second information the inputs of block 3 subtraction. The first control inputs of the counters 37 and 38 are combined and connected to the first control input of the subtraction unit 3. The second control inputs of the counters 37 and 38 are combined and connected to the third control input of the subtraction unit 3. The output of AND circuit 40 is connected to the input of the driver 41, the output of which is connected to the third output of the subtraction unit 3. The output of the driver 41 through the delay line 42 is connected to the fourth output of the subtraction unit 3.

Блок 3 вычитания работает следующим образом. Выходные двоичные коды блоков 1 и 2 датчиков положения поступают на первые информационные входы счетчиков 37 и 38 соответственно. По сигналу, поступающему на первый управляющий вход блока 3 вычитания (с первого выхода блока 7 управления), происходит запись выходных кодов блоков 1 и 2 датчиков положения в счетчики 37 и 38 соответственно. По сигналу, поступающему на второй управляющий вход блока 3 вычитания (с второго выхода блока 7 управления), импульсы генератора 33 начинают поступать (через схемы И 34 и 35) на входы "-1" (входы вычитания) счетчиков 37 и 38. Если начальные коды, записанные в счетчиках 37 и 38, равны друг другу, то показания обоих счетчиков, уменьшаясь при поступлении на их входы "-1" импульсов генератора 33, станут равными нулю одновременно, после чего поступление импульсов генератора 33 на упомянутые счетчики прекращается (запрещающие сигналы с выходов дешифраторов 36 и 39 закрывают схемы И 34 и 35 и не позволяют импульсам генератора 33 поступать на счетчики 37 и 38). При этом коды на каждом из выходов блока 3 вычитания равны нулю. Block 3 subtraction works as follows. The output binary codes of blocks 1 and 2 of the position sensors are supplied to the first information inputs of the counters 37 and 38, respectively. The signal supplied to the first control input of the subtraction unit 3 (from the first output of the control unit 7) records the output codes of the position sensor units 1 and 2 in the counters 37 and 38, respectively. According to the signal supplied to the second control input of the subtraction unit 3 (from the second output of the control unit 7), the pulses of the generator 33 begin to arrive (via circuits I 34 and 35) to the inputs “-1” (subtraction inputs) of the counters 37 and 38. If the initial the codes recorded in the counters 37 and 38 are equal to each other, then the readings of both counters, decreasing when the pulses of the generator 33 arrive at their inputs “-1”, will become zero at the same time, after which the receipt of the pulses of the generator 33 to the counters stops (prohibiting signals from the outputs of decoders 36 and 39 s They close the circuits And 34 and 35 and do not allow the pulses of the generator 33 to arrive at the counters 37 and 38). In this case, the codes at each of the outputs of the subtraction block 3 are equal to zero.

Если коды, зафиксированные в счетчиках 37 и 38, не равны друг другу, то при работе счетчиков в режиме вычитания первым обнуляется тот из них, в котором зафиксирован меньший код. При этом в другом счетчике зафиксирован разностный код, который по соответствующему выходу блока 3 вычитания поступает на "свой" ЦАП. После передачи разностного кода в соответствующий ЦАП на третий управляющий вход блока 3 вычитания (с третьего выхода блока 7 управления) поступает сигнал начальной установки, подготавливающий блок 3 вычитания к очередному циклу работы. If the codes recorded in the counters 37 and 38 are not equal to each other, then when the counters work in the subtraction mode, the first one in which the smaller code is fixed is the first to be reset. At the same time, a difference code is recorded in another counter, which, according to the corresponding output of the subtraction unit 3, is sent to “own” DAC. After transmitting the difference code to the corresponding DAC, the initial setting signal is received at the third control input of the subtraction unit 3 (from the third output of the control unit 7), which prepares the subtraction unit 3 for the next operation cycle.

Блок 7 управления обеспечивает функционирование предлагаемого устройства по заданному алгоритму. The control unit 7 provides the functioning of the proposed device according to a predetermined algorithm.

Структурная схема блока 7 управления приведена на фиг. 6 и содержит триггеры 19.22, 26, резистор 23, нормально замкнутые контакты 24, инвертор 25, генератор 27 импульсов, выход которого подключен к информационному входу счетчика 28. Выход счетчика 28 подключен к входу дешифратора 29. Первый, второй, третий и четвертый выходы дешифратора 29 подключены к S-входам триггеров 19.22 соответственно. R-входы указанных триггеров объединены и подключены к первому входу блока 7 управления. С- и D-входы упомянутых триггеров объединены с С- и D-входами триггеров 26 и подключены к общей шине устройства. Единичные выходы триггеров 19.22 соединены соответственно с пятым, четвертым, третьим и вторым выходами блока 7 управления. Первый вход блока 7 управления подключен к R-входу триггера 26 и через линию 30 задержки к управляющему входу счетчика 28 и к третьему выходу блока 7 управления, а через линию 31 задержки и схему ИЛИ 32 к S-входу триггера 26. Второй вход блока 7 управления через нормально замкнутый контакт 24 подключен к обшей шине устройства, а через инвертор 25 и схему ИЛИ 32 к S-входу триггера 26. The block diagram of the control unit 7 is shown in FIG. 6 and contains triggers 19.22, 26, a resistor 23, normally closed contacts 24, an inverter 25, a pulse generator 27, the output of which is connected to the information input of the counter 28. The output of the counter 28 is connected to the input of the decoder 29. The first, second, third, and fourth outputs of the decoder 29 are connected to the S-inputs of triggers 19.22, respectively. R-inputs of these triggers are combined and connected to the first input of control unit 7. The C- and D-inputs of the above-mentioned triggers are combined with the C- and D-inputs of the triggers 26 and connected to a common bus of the device. The single outputs of the triggers 19.22 are connected respectively to the fifth, fourth, third and second outputs of the control unit 7. The first input of the control unit 7 is connected to the R-input of the trigger 26 and through the delay line 30 to the control input of the counter 28 and to the third output of the control unit 7, and through the delay line 31 and the OR circuit 32 to the S-input of the trigger 26. The second input of block 7 control via a normally closed contact 24 is connected to the common bus of the device, and through the inverter 25 and the circuit OR 32 to the S-input of the trigger 26.

Блок 7 управления работает следующим образом. При нажатии кнопки "Пуск" триггер 26 устанавливается в "1", при этом запускается генератор 27 импульсов и его импульсы начинают подсчитываться счетчиком 28. На выходах дешифратора 29, подключенного к выходу счетчика 28, последовательно появляются управляющие сигналы. Сигнал с первого выхода дешифратора 29 устанавливает в "1" триггер 19. Сигнал с второго выхода дешифратора 29 устанавливает в "1" триггер 20, сигнал с третьего выхода дешифратора 29 устанавливает в "1" триггер 21, а сигнал с четвертого выхода дешифратора 29 устанавливает в "1" триггер 22. Импульс готовности разностного кода, поступающий с четвертого выхода блока 3 вычитания на первый вход блока 7 управления, осуществляет такие операции: устанавливает в "0" триггеры 19.22 и 26, устанавливает в "0" счетчик 28 (через линию 30 задержки) и все остальные блоки устройства (по третьему выходу блока 7 управления), через линию 31 задержки и схему ИЛИ 32 устанавливает в "1" триггер 19, после чего начинается новый цикл работы блока 7 управления. The control unit 7 operates as follows. When the "Start" button is pressed, the trigger 26 is set to "1", while the pulse generator 27 is started and its pulses begin to be counted by the counter 28. At the outputs of the decoder 29 connected to the output of the counter 28, control signals appear sequentially. The signal from the first output of the decoder 29 sets the trigger 19 to “1.” The signal from the second output of the decoder 29 sets the trigger 20 to “1”, the signal from the third output of the decoder 29 sets the trigger 21 to “1”, and sets the signal from the fourth output of the decoder 29 in “1” trigger 22. The difference code ready pulse coming from the fourth output of the subtraction unit 3 to the first input of the control unit 7 performs the following operations: sets triggers 19.22 and 26 to “0”, sets counter 28 to “0” (via the line 30 delays) and all other device blocks (on the third output of the control unit 7), through the delay line 31 and the OR circuit 32, sets the trigger 19 to "1", after which a new cycle of operation of the control unit 7 begins.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.

Выходные сигналы блоков 1 и 2 датчиков положения поступают на информационные входы блока 3 вычитания. По сигналу с второго выхода блока 7 управления осуществляется запись двоичных кодов состояний чувствительных элементов блоков 1 и 2 в соответствующие счетчики блока 3 вычитания. В итоге на одном из выходов блоков 4 и 5 ЦАП всегда нулевой сигнал, а на другом сигнал, пропорциональный разности выходных кодов блоков 1 и 2. The output signals of blocks 1 and 2 of the position sensors are fed to the information inputs of the subtraction block 3. By a signal from the second output of the control unit 7, binary state codes of the sensitive elements of blocks 1 and 2 are recorded in the corresponding counters of the subtraction unit 3. As a result, one of the outputs of blocks 4 and 5 of the DAC always has a zero signal, and the other a signal proportional to the difference of the output codes of blocks 1 and 2.

Выходные сигналы ЦАП 4 и 5 через блок 6 коррекции воздействуют на блоки управления правым и левым рулевыми приводами объекта и таким образом обеспечивают движение последнего по заданной траектории. The output signals of the DACs 4 and 5 through the correction unit 6 act on the control units of the right and left steering drives of the object and thus ensure the movement of the latter along a predetermined path.

Коррекция траектории движения объекта осуществляется выравниванием угловых скоростей (за счет увеличения скорости вращения соответствующего рулевого привода в блок управления соответствующего рулевого привода поступает сигнал с выхода "своего" ЦАП и увеличивает его скорость до тех пор, пока сигнал рассогласования не уменьшится до нуля). Correction of the object’s trajectory is carried out by equalizing the angular velocities (by increasing the rotation speed of the corresponding steering gear, the control unit of the corresponding steering gear receives a signal from the output of its own DAC and increases its speed until the error signal decreases to zero).

Перемещение объекта по заданной траектории (когда отклонение его действительной траектории от заданной не превышает допустимого) происходит в случае, когда угловые скорости левого и правого рулевых приводов одинаковы. В таком случае коды состояний чувствительных элементов в блоках 1 и 2 датчиков положения объекта, зафиксированные в соответствующих счетчиках (34 и 35) блока 3 вычитания, одинаковые. Следовательно, выходные сигналы ЦАП 4 и 5 равны нулю, как и выходные сигналы блока 6 коррекции объект продолжает движение по прежней (правильной) траектории. Moving an object along a given trajectory (when the deviation of its actual trajectory from a given does not exceed the permissible) occurs when the angular speeds of the left and right steering drives are the same. In this case, the status codes of the sensitive elements in blocks 1 and 2 of the position sensors of the object, fixed in the corresponding counters (34 and 35) of the subtraction block 3, are the same. Therefore, the output signals of the DACs 4 and 5 are equal to zero, as the output signals of the correction unit 6, the object continues to move along the previous (correct) path.

При отклонении траектории движения объекта от заданной, например, влево предлагаемое устройство вырабатывает сигнал, который, поступая в блок управления левого привода, увеличивает его скорость вращения до тех пор, пока объект не вернется на заданную траекторию. Осуществляется это следующим образом. Коды состояний датчиков положения в блоках 1 и 2, зафиксированные в счетчиках 34 и 35 блока 3 вычитания, не равны друг другу код в счетчике 35 больше или меньше кода в счетчике 34 (в зависимости от того, в какую сторону (вправо или влево) от полосы-ориентира отклоняется объект). В итоге на выходе одного из ЦАП (4 или 5) нулевой сигнал, в то время как на другом ЦАП (на его выходе) сигнал, пропорциональный разности кодов, зафиксированных в счетчиках 34 и 35 блока 3 вычитания (а значит, и пропорциональный разности угловых скоростей вращения правого и левого рулевых приводов объекта). If the trajectory of the object moves from the predetermined one, for example, to the left, the proposed device generates a signal that, entering the control unit of the left drive, increases its speed of rotation until the object returns to the specified trajectory. It is carried out as follows. The status codes of the position sensors in blocks 1 and 2, recorded in the counters 34 and 35 of the subtraction unit 3, are not equal to each other; the code in the counter 35 is more or less than the code in the counter 34 (depending on which side (to the right or to the left) from landmark strip deflected object). As a result, at the output of one of the DACs (4 or 5), the signal is zero, while at the other DAC (at its output), the signal is proportional to the difference of the codes recorded in the counters 34 and 35 of the subtraction unit 3 (and, therefore, proportional to the difference of the angular rotation speeds of the right and left steering gears of the object).

В итоге на рулевой привод, который "отстает" (т.е. имеет меньшую угловую скорость вращения) подан управляющий сигнал с выхода "своего" ЦАП, в результате чего объект перемещается на заданную траекторию. As a result, a steering signal from the output of its own DAC is sent to the steering drive, which is “behind” (that is, has a lower angular speed of rotation), as a result of which the object moves to a predetermined path.

Claims (4)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ОБЪЕКТА, содержащее задатчик курса, размещенный на трассе движения, два датчика положения и блок коррекции, первый и второй выходы которого являются соответственно первым и вторым выходами устройства, отличающееся тем, что задатчик курса выполнен в виде светоотражающей полосы, оптически связанной с датчиками положения, и в устройство дополнительно введены первый и второй цифроаналоговые преобразователи, блок управления и блок вычитания, первый и второй выходы которого подключены к информационным входам соответственно первого и второго цифроаналоговых преобразователей, первые управляющие входы которых объединены и подключены к третьему выходу блока вычитания, четвертый выход которого соединен с входом блока управления и объединенными вторыми управляющими входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, выходы которых подключены к соответствующим входам блока коррекции, первый управляющий вход блока вычитания соединен с первыми входами первого и второго блоков датчиков положения и подключен к первому выходу блока управления, второй выход которого соединен с вторым управляющим входом блока вычитания, третий управляющий вход которого подключен к третьему выходу блока управления, при этом вторые и третьи входы блоков датчиков положения объекта подключены соответственно к четвертому и пятому выходам блока управления, а первый и второй информационные входы блока вычитания подключены к выходам первого и второго блоков датчиков положения соответственно. 1. A device for controlling the position of an object, comprising a heading device located on the track, two position sensors and a correction unit, the first and second outputs of which are respectively the first and second outputs of the device, characterized in that the heading device is made in the form of a reflective strip, optically associated with position sensors, and the first and second digital-to-analog converters, a control unit and a subtraction unit, the first and second outputs of which are connected to information the inputs of the first and second digital-to-analog converters, respectively, the first control inputs of which are combined and connected to the third output of the subtraction unit, the fourth output of which is connected to the input of the control unit and the combined second control inputs of the first and second digital-to-analog converters, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the correction block, the first the control input of the subtraction unit is connected to the first inputs of the first and second blocks of position sensors and is connected to the first output of the unit control, the second output of which is connected to the second control input of the subtraction unit, the third control input of which is connected to the third output of the control unit, while the second and third inputs of the blocks of position sensors of the object are connected respectively to the fourth and fifth outputs of the control unit, and the first and second information the inputs of the subtraction unit are connected to the outputs of the first and second blocks of position sensors, respectively. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок вычитания содержит генератор импульсов, первый, второй и третий элементы И, первый и второй счетчики, первый и второй дешифраторы, формирователь импульсов и линию задержки, причем выход генератора импульсов соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых объединены и подключены к второму управляющему входу блока вычитания, первый управляющий вход которого соединен с первыми управляющими входами первого и второго счетчиков, вторые управляющие входы которых объединены и подключены к третьему управляющему входу блока вычитания, первый и второй информационные входы которого соединены с первыми информационными входами соответственно первого и второго счетчиков, вторые информационные входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго элементов И, третьи входы первого и второго элементов И и первый вход третьего элемента И объединены и подключены к выходу первого дешифратора, вход которого подключен к выходу первого счетчика и первому выходу блока вычитания, второй выход которого подключен к выходу второго счетчика и входу второго дешифратора, выход которого соединен с объединенными четвертыми входами первого и второго элементов И и вторым входом третьего элемента И, выход третьего элемента И соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с третьим выходом блока вычитания и через линию задержки с четвертым выходом блока вычитания. 2. The device according to claim 1, characterized in that the subtraction unit contains a pulse generator, first, second and third elements And, first and second counters, first and second decoders, a pulse shaper and a delay line, and the output of the pulse generator is connected to the first inputs the first and second elements And, the second inputs of which are combined and connected to the second control input of the subtraction unit, the first control input of which is connected to the first control inputs of the first and second counters, the second control inputs of which are are dined and connected to the third control input of the subtraction unit, the first and second information inputs of which are connected to the first information inputs of the first and second counters, respectively, the second information inputs of which are connected to the outputs of the first and second elements And, the third inputs of the first and second elements And and the first the input of the third AND element is combined and connected to the output of the first decoder, the input of which is connected to the output of the first counter and the first output of the subtraction unit, the second output of which о is connected to the output of the second counter and the input of the second decoder, the output of which is connected to the combined fourth inputs of the first and second elements And and the second input of the third element And, the output of the third element And is connected to the input of the pulse shaper, the output of which is connected to the third output of the subtraction unit and through delay line with the fourth output of the subtraction block. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления содержит первый, второй, третий, четвертый и пятый триггеры, резистор, размыкающий контакт, инвертор, генератор импульсов, счетчик, дешифратор, первую и вторую линии задержки и элемент ИЛИ, причем единичные выходы первого, второго, третьего и четвертого триггеров соединены соответственно с пятым, четвертым, вторым и третьим выходами блока управления, информационные входы и входы синхронизации всех триггеров объединены и подключены к шине нулевого потенциала, R-входы всех триггеров объединены с входами первой и второй линий задержки и соединены с входом блока управления, при этом единичный выход пятого триггера подключен к входу генератора импульсов, выход которого соединен с информационным входом счетчика, управляющий вход которого подключен к выходу первой линии задержки и первому выходу блока управления, а выход к входу дешифратора, первый, второй, третий и четвертый выходы которого подключены к S-входам соответственно первого, второго, третьего и четвертого триггеров, выход второй линии задержки подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к S-входу пятого триггера, а второй вход к выходу инвертора, вход которого соединен с резистором, а через размыкающий контакт с шиной нулевого потенциала. 3. The device according to claim 1, characterized in that the control unit comprises first, second, third, fourth and fifth triggers, a resistor, an open contact, an inverter, a pulse generator, a counter, a decoder, a first and second delay line and an OR element, the individual outputs of the first, second, third and fourth triggers are connected respectively to the fifth, fourth, second and third outputs of the control unit, the information inputs and synchronization inputs of all triggers are combined and connected to the zero potential bus, the R inputs of all triggers are connected to the inputs of the first and second delay lines and connected to the input of the control unit, while the single output of the fifth trigger is connected to the input of the pulse generator, the output of which is connected to the information input of the counter, the control input of which is connected to the output of the first delay line and the first output of the control unit, and the output to the decoder input, the first, second, third and fourth outputs of which are connected to the S-inputs of the first, second, third and fourth triggers, respectively, the output of the second delay line is connected to the first the input of the OR element, the output of which is connected to the S-input of the fifth trigger, and the second input to the output of the inverter, the input of which is connected to the resistor, and through the NC contact with the zero potential bus. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый датчик положения содержит линейку чувствительных элементов, выходы которых подключены к информационным входам первого буферного регистра, управляющие входы которого объединены и соединены с первым управляющим входом датчика положения, выходы первого буферного регистра через шифратор подключены к информационным входам второго буферного регистра, управляющие входы которого объединены и соединены с третьим управляющим входом датчика положения, при этом управляющий вход шифратора соединен с вторым управляющим входом датчика положения. 4. The device according to claim 1, characterized in that each position sensor contains a line of sensitive elements, the outputs of which are connected to the information inputs of the first buffer register, the control inputs of which are combined and connected to the first control input of the position sensor, the outputs of the first buffer register are connected via an encoder to the information inputs of the second buffer register, the control inputs of which are combined and connected to the third control input of the position sensor, while the control input of the encoder is connected ene with a second control input of the encoder.

Images