Способ формирования фотоэлектрических схем повышенной помехозащищенности для определения положения движущихся объектов

Способ формирования фотоэлектрических схем повышенной помехозащищенности для определения положения движущихся объектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ ПОВЬШ1ЕННОЙ ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ДВЮКУЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ, заключающийся в расположении п фото: электрических преобразователей схемы вдоль линии визирования так, ||чт,обы их зоны визирования не пересекались , и объединении равного количест ..J Фот,озлектрических преобразователей в k цепей, отличаю щ и йс я тем, что,

„„SU„„3 183832

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (504 G 01 В 21 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ трические преобразователи, входящие в нее,не входили в другую цепь, принадлежащуюу схеме, п фотоэлектрических преобразователей вдоль линии визирования располагают таким образом, чтобы между любыми двумя. со седними преобразователями, принад. лежащими одной цепи, размещался (n-1)-й преобразователь, принадле жащий другим цепям схемы, а количество цепей при этом определяют как

1 i (LI

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ (21) 3640023/24-28 (22) 09.09.83 (46) 07..10.85. Бюл. 9 37 (72) Г.А» Анпилогов (71) Киевский институт автоматики им. ХХЧ съезда КПСС (53) 531. 7 (088. 8) (56) Челюсткин А.Б ° Автоматизация прокатного производства. М.: Металлургия, 1971, с. 96-97, рис. 32, 33.

Автоматизация технологических. процессов в прокатном производстве, :Под ред. Б.Б. Тимофеева, В.И. Попель;нуха. М.: Металлургия, 1979,с.46-48. (54)(57) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ФОТО.ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ ПОВЫШЕННОЙ ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПОЛОЖЕНИЯ ДВИЖУЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ, заключающийся в расположении и фото"

;электрических преобразователей схемы вдоль линии визирования так, чтобы нх эоны визирования не пересека лись, и объединении равного количест,ва с фотоэлектрическихпреобразовате:лей в К цепей, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, и выбирают! 4, каждую k-ю цепь формируют так, чтобы фотоэлек-. где — расстояние между оптичес3 кими осями двух соседних фотоэлектрических преобразователей; М, 1- определенное эксперименР тально или заданное математическое ожидание величины помехи по длине эоны визирования фотоэлектрической схемы.

1183832

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при проектировании первичных преобразователей информации в системах автоматического управления технологическими процессами, например, в металлургической промьшиенности.

Цейью изобретения является повышение точности определения положе- 10 ния движущихся объектов.

На фиг. 1-3 даны примеры реализации способа при построении общей структуры фотоэлектрических схем.

Способ осуществляется следую- 15 щим образом.

Фотоэлектрические преобразования схемы в количестве и-четное или нечетное и 4, участвующие в схеме фотореле, располагаются по длине, 2ц эоны визирования так, чтобы их оптические оси лежали в плоскости, перпендикулярной плоскости движения объекта, а зоны визирования не пересекались. Затем задается или on- 25 ределяется экспериментально математи ческое ожидание величины помехи М(Ьр), а количество k независимых цепей по q фотоэлектрических преобразователей в каждой определяется по формуле ЗО

24 k < — — — — —Ьп — М "1 е3 (1) 3 с учетом выполнения условий n = k q, где 2 " расстояние между фотоэлектрическими преобразователями (по дли- 35 не линии визирования).

После этого и фотоэлектрических преобразователей размещенных на расстоянии 1 друг от друга,по длине зоны визирования, группируют так, 40 чтобы между двумя соседними преобразователями, принадлежащими k-й цепи, располагалось k-1 фотоэлектрических преобразователя, принадлежащих другим цепям схемы. 45

Затем q выходных сигналов, прина.длежащих каждой независимой. цепи, подвергают операции логического умножения, à k сигналов, являющихся результатом предыдущих действий, под-50 вергают операции логического сложения.

На фиг. 1 представлена схема, реализующая способ, которая представляет одну независимую цепь, содер- 55 жащую q фотоэлектрических преобразователей (фотореле). При этом L> — длина зоны визирования, N(Lp)- математическое ожидание длины помехи, появляющейся в зоне Ь ; 1 — расстояние между оптическими осями соседних фотоэлектрических преобразователей.

Действительно, при и равноотстоящих друг от друга фотоэлектрических преобразователях схемы максимальная длина части зоны визирования L „:

1 мо кс засветка которой помехой не вызовет срабатывание этой цепи, а следовательно, и всей схемы в целом, будет

Ф равна т 5 = Хз(ч-1))се ИГьр2 (2)

Зная, что по условию q = n/k u подставив значение q в (2), получим формулу (1), определяющую значение

k при известном или заданном М(Ьр), Таким образом, если помеха не превышает величины X(L 1, полученная схема не будет срабатывать на эту помеху. Кроме того, поскольку определяемое 1с по формуле (1) с учетом указанных дополнительных условий дает оптимальное число независимых цепей схемы при данном N$L<) следовательно минимально возможное число фотореле одной цепи, то надежность срабатывания схемы будет максимальна при обеспечении заданной помехозащищенности. В схеме, представленной на фиг. 1, содержится 4 фотореле (n=4).

М(т.р1= 2. f,„„р, (3) рь р где г — количество опытов;

Хрд- наибольшая длина зоны визирования схемы, одновременно занимаемая помехой; р — вероятность появления померп хи длиной Х „.

Исходные данные

Н вЂ” помеха отсутствует в зоне визирования схемы;

Н1 — помеха занимает 1/4Lg, Н вЂ” помеха занимает 1/2LB

H — помеха занимает 3/41

H4 — помеха занимает ЕЬ .

Вероятности этих гипотез получены в результате экспериментальных исследований на обжимных и универсуль" но-балочных станах: Р(Н ) = 1 — j

xP(H.) = 0,14; Р(Н„) = 0,3; P(H ) "

0,5; Р(Н ) = 0,05; P(H ) = 0,01, определялась помехозащищенность мажоритарных схем. Получаем М(1 pj=

0,3825 условных единиц длины зойы

Р(А) = 0,436, т.е. вероятность срабатывания на помеху на порядок ниже., При и 6 М(Ьр)= 0,3825; 2>

0,166;

2,47

1О

Ближайшим целым числом, до которого можно округлить k при соблюдении условия n = k q является число 2. Получаем схему, состоящую иэ

15 двух независимых цепей с двумя фотореле в каждой цепи. Располагаем фотореле каждой цепи через k-1 = 2-1 = 1 фотореле, принадлежащее другой цепи. Объединяем выходы фотореле, 2 принадлежащие одной цепи на входах блока, выполняющего операцию логического умножения, а выходы указанных блоков — к входам блока логичес-, кого сложения. В результате получаем схему, представленную„на фиг.1.

Задавшись вероятностями с1 и с срабатывания одиночного фотореле С =

=О,91 и а = 1-С и записав полную веро. ятность P(A) срабатывания схемы, представленной на фиг. 1 как

Ог 166 6 — Îò3825

О, 166 — 3, 705.

При соблюдении условия n = k q получаем k = 3. Фотореле цепи размещаются через k-1 = 3-1 = 2 фотореле, принадлежащим другим цепям схемы. В результате получаем схему, представленную на фиг. 2.

Далее

Р(А) = 1 — ((1-р) + 6 (1-р) +

+ 10р (1-р) + 6 р (1-р) 1

Р(Ас) = Оэ9962;

P(Aq) =. 0,00134.

О

Вероятность срабатывания схемы на помеху

P(A)6 = P(Ац)(Р(Hо)+P(H „)+P(нт)3+

+ P(A )(p(Hg)+P(H@)j= 0,08 (5)

З5 Как видно из (5), помехозащищенность схемы из шести фотореле, объединенных в три независимых цепи по два фотореле в каждой, на порядок вьппе по сравнению с мажоритарными схемами при сравнимых характеристиках срабатывания. Для схемы из шести фотоэлементов в рассматриваемом примере при условии n = k-q и в случае k .= 2 получаем две независи45 мых цепи по три фотореле в каждой.

В этом случае

Р(А) = рС+ 2рз(1 p)з+6pt(1 p)г+

+6p5(1 р).

Р(А,) = 0,98;

Р(А ) = 0,0015.

Вероятность срабатывания схемы на помеху

Р(А) — 2p — р, получены

Р(Ас) = 2c — c = 0,971;

Р(А) = 2с — м = 0,163, (4).

Таким образом, по вероятности срабатывания Р(А) схемы на на- . личие объекта получаем результаты, соизмеримые с результатами срабатывания мажоритарной схемы 2 из 3-х.

Определим теперь вероятность срабатывания схемы фиг. 1 на помеху, используя данные (3). Условные вероятности срабатывания схемы в этом случае будут

Р(А/Но) Р(А«)

Р(А/Н„) = P(A„);

P(A/Н,) = P(A„);

Р(А/Hg) Р(A ) ъ

Р(А/Н ) = P(Ac).

Формулайолной вероятности срабатывания схемы фиг. 2 на помеху име-. ет внд

Р(А) = P(A ) (P(Ho)+P(H )+P(Ht))+

+Р (А ) Р (Н ) +P (H Q ) Р(АС)" = Р(А„) (Р(Н,)+Р(Н „)+Р(Н,)+

+У,Р(нз) 3+Р(А ) (УхР(нз)+Р(н,)3 = с,озз

Эта схема изображена на фиг. 3. Она несколько проигрывает предыдущей з 1183832 4 визирования схемы, если примем L = 1. йли, подставляя численные значения

Согласно способу фотореле располо- (4) и (3), получим жены равномерно по длине зины визирования„ следовательно, 2З = 0 25 Р(А) = 0,0163(0,04+0,3+0,5)+ условных единиц длины. Используя +0,97(0,05+0,01) = 0,072 . формулу (1) получаем

А для мажоритарной схемы 2 и 3-х асуп — М(? о3 О 25 ° 4 — 0 3825 (о3

1183832

Фиг. У

Составитель Е. Глазкова

Редактор Т. Кугрышева Техред.С.Мигунова Корректор М, Самборская Ю

Заказ 6260/42 Тираж 650 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 схеме по вероятности ошибки при сра-, батывании на основное тело заготов ки, однако помехозащищенность ее в два раза выше. Такая схема не реагирует на помеху, занимающую 2/3Lg..

Максимально допустимая величина помехи или схемы иэ элементов, составленной согласно предложенному способу, равна суммарной длине зон визирования и-2 фотоэлектрических преобразователей схемы.