Устройство для управления наведением телескопа

Устройство для управления наведением телескопа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О Й И С А Н И Е (ii) 5602l3

ИЗОБРЕТЕН ИЯ союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.06.74 (21) 2036364/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.77. Бюллетень № 20

Дата опубликования ош)сания 15.08.77 (51) M. Кл.з С 05D 1/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 62-50(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. Б. Шварцман и С. М. Виленчик

tA l 3

1:» (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НАВЕДЕНИЕМ

ТЕЛЕСКОПА

Предлагаемое устройство для управления наведением телескопа относится к области астроприборостроения и может быть использовано в системах управления телескопами на экваториальной монтировке.

Известно устройство управления, содержащее приборные приводы звездного времени, угла прямого восхождения, ввода угловых поправок и угловой следящий привод (1).

Известно также устройство управления, со- 10 держащее преобразователь напряжения в частоту, избирательный усилитель, подключенный к фазочувствительному выпрямителю, сумматор, двигатель грубой настройки и синхронный двигатель, кинематически связанные 15 через дифференциал (2).

Из известных устройств управления наведением телескопа наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство (3), содержащее блок анализа коор- 20 динат, логический блок, первый и второй концевые выключатели, первый и второй каналы управления, каждый из которых состоит из привода, подключенного через редуктор к преобразователю угол — код, выход которого со- 25 единен с первым входом сумматора и первым входом блока анализа направления вращения, второй вход последнего подключен к первому выходу сумматора и первому входу преобразователя код — аналог, выход которого связан 30 с входом привода. Первый вход блока анализа координат соединен с первым концевым выключателем, второй вход — с выходом преобразователя угол — код первого канала управления, третий вход — с первым входом устройства управления и с вторым входом сумматора первого канала управления, четвертый вход в с третьим входом устройства управления. Входы логического блока соответственно соединены с вторым и третьим входами устройства управления и выходами блока анализа координат, а выход — с вторым входом сумматора второго канала управления, выходы первого и второго каналов управления — с соответствующими исполнительными органами телескопа.

В этом устройстве управление наведением телескопа ведется следящими приводами по сигíàlàм рассогласования между заданными координатами объекта наведения и фактическим положением телескопа. Перемещение телескопа по зенитному расстоянию вблизи горизонта ограничено горизонтальным выключателем, установленным на телескопе.

Перечисленные известные устройства имеют следующие недостатки. Надежность работы их низка из-за большой вероятности аварийной ситуации, вызванной неисправностью горизонтального концевого выключателя. Для телескопа на экваториальной монтировке воз56021 3 можны ситуации работы в зоне близ горизонта, когда при наведении телескопа на исследуемый объект за счет движения по одной координате телескоп движется вверх по отношению к горизонту, а за счет движения по второй координате — вниз, причем, если скорость движения по последней больше, то труба телескопа наезжает на горизонтальный концевой выключатель и движение по этой координате прекращается, пока труба не съедет с горизонтального концевого выключателя. Таким образом, в известном устройстве наведения по второй координате при больших рассогласованиях возникает крайне нежелательный для приводов повторно-кратковременный режим включения и выключения приводов с максимально возможными управляющими сигналами. Такой режим также снижает надежность устройства. Кроме того, в таком режиме работы горизонтальный выключатель длительное время осуществляет управление телескопом, тем самым вероятность возникновения аварийной ситуации увеличивается, причем этот режим затрудняет работу оператора.

Цель изобретения — повышение надежности и качества регулирования устройства для управления наведением телескопа.

Это достигается тем, что в устройстве установлены вычислительный блок, два блока сравнения и два элемента И вЂ” ИЛИ, в каждом канале управления первый вход блока сравнения соединен с вторым выходом сумматора, входы элемента И вЂ” ИЛИ вЂ” соответственно с входами и выходами блока сравнения, а выход — с вторым входом преобразователя код— аналог, входы вычислительного блока подключены к преобразователям угол — код соответствующих каналов управления, а выход — к вторым входам блоков сравнения соответствующих каналов управления, второй концевой выключатель соединен с соответствующими входами элементов И вЂ” ИЛИ каждого канала управления.

На фиг. 1 показана схема устройства для управления наведением телескопа; на фиг.

2,а,б — возможные случаи наведения телескопа на звезду.

Устройство для управления наведением телескопа включает в себя исполнительные органы 1 телескопа на экваториальной монтировке, первый 2 и второй 3 каналы управления. Каждый из каналов управления содержит преобразователь 4 код — аналог, привод

5 с усилителем 6 и двигателем 7, редуктор 8, преобразователь 9 угол — код, сумматор 10, блок 11 анализа направления вращения, блок

12 сравнения, элемент И вЂ” ИЛИ 13. В устройство входят также логический блок 14, вычислительный блок 15, блок 16 анализа координат, первый 17 и второй 18 концевые выключатели, первый вход 19 устройства управления, по которому проходит заданное значение часового угла объекта наведения 1в „ второй вход 20 устройства управления, на который поступает прогнозируемое значение координаты б„третий вход 21 устройства управления, на который поступает заданное значение координаты бв,. Входы блока 16 анализа координат ооозначены соответственно 22, 23, 24, 25, а выходы — 26, 27, входы блока 11 анализа направления вращения — 28, 29, входы блока 12 сравнения — 30, 31, 32, а выходы — 33, 34.

В процессе работы устройства для управления наведением телескопа сумматор 10 канала 2 управления формирует на своем выходе, связанном с блоком 12 и элементом 13, код разности

М=-/„— t,,, (1) где 4 — текущее значение положения трубы телескопа по координате t, поступающее с преобразователя 9;

t„— величина значения заданного часово20 го угла t об.ьекта наведения, поступающая на первый вход 19 устройства управления.

Сумматор 10 канала 3 управления формирует на выходе, связанном с блоками 12 и 13, 25 код разности (5) в Ъ зв + к, „(180 — y — z„ в процессе наведения телескоп должен проходить через положение 1=12Й (180 ), где t,;,, 4, — концевые выключатели, вели60 чину которых примем 8h и 166 соответственно.

Как видно из значений из этих величин, зона рабочих углов по оси t телескопа выбрана с перекрытием концевой выключатель 17 на

65 входе 22 формирует сигнал t„=1 при разво : — rii,, (2) где б — код, поступающий с выхода блока 14; б, — текущее значение положения трубы

ЗО телескопа по координате 6, поступающее с преобразователя 9.

Вычислительный блок 15 преобразует экваториальные координаты трубы телескопа G. ; и б, в зенитное расстояние г,.

11а выходе HI»0èñëïñ;tüíoãо блока !5 формируется код разности, определяющий величину текущего зенитного расстояния трубы телескопа до значения zp, ограничивающего движение около горизонта.

0 - с — о т (3)

На второй вход 20 ус1ройства управления подается величина

:„: = 180 —,в — z,, (4)

4Г где с — ширина места установки телескопа.

Блок 14 реализует логическую схему 2И—

2ИЛИ, а элементы 13 — логические схемы

ЗИ вЂ” 2ИЛИ. На выходе 26 блока 16 формируется сигнал, разрешающий прохождение через блок 14 значения б„, поступающего на вход

20 устройства управления при выполнении условий;

560213 роте телескопа в пределак 0 — 16h и t,,=0 з пределак 8 —:24h.

Выражение (5) можно преооразовать в следующие выражения:

;„, а 180- — р — --, /„.— = 0

8h (t „Ñ 12п

12h (t, (24h (6) 180

/,. = — 1

12h . t „. 16п

0(t, -.=12п (7) Выражение (5) выполняется, сс:ni выполняется хотя бы одно из выражений (6), (7).

Блок 11 анализа направлсния врагцешгя канала 2 управления определяет, движется ли труба к горизонту при вращении Тс. Ic cKoII3 по координате t, причем это происходит, если

0 /, 126 и sign At „+" или (9) :,(m и signAi „—"

Значение sign М « — » принято за логичсский «О», концевой выключатель 18 сраоатывает при zi,p,;p) которая несколько большс =-;.

На выходах блока 12 формируются сигналы, которые разрешают в случае, если концевой выключатель 18 не сработал, прокождсние через элемент 13 кода сумматора 10 или вычислительного блока 15. Блок 12 кана.la 2 управления формирует на своем выходе 34 сигнаl, разрешающий прокождение кода вычислительного блока 15 через элемент 13 только в том случае, если

t, IAг(At), л л, (10) где Л/Π— максимальная величина часового угла, прокодимого трубой телескопа за промежуток времени между опросами преобразов ател я 9.

Во всех остальных случаяк на выходе 33 блока 12 формируется сигнал, пропускаюшпй через элемент 13 код сумматора 10.

Функциональная схема и работа блока 12 канала 3 управления такие же, как у блока

12 канала 2 управления. Условие формирования на выходе 34 сигнала, разрешающего прохождение кода вычислительного блока 15 через элемент 13 этого канала управления, имеет вид

12h t, (24п и sign ht „—" (8)

Блок 11 канала 3 управления определяет, движется ли труба к горизонту при врашснии телескопа по координате б (б„ ), причем это происходит, если л.- < л,, л - л"о

Работает устройство следующим образом.

Координаты ооъекта наведения (t. и б,„, ) поступают на входы 19, 21 устройства управления и преобразователя 9. Если телескоп пе находится в зоне близ горизонта, то код б,„, ирой,тя через блок 14. поступает на вкод сумматора 10 канала 3 управления. На выкодс сумматора 10 формируется код, пропорциональный углу рассогласования соответственно по каждой из осей, и так как на выкодак 33 появляется разрешающий сигнал, то коды подаются на преобразователи 4 код — аналог.

Напряжение с выкода этик преобразователей через усилитель Б поступает на двигатель

7, которые, врашая в соответствуюшую сторону телескоп, осуIllccTBëÿþò наведение телескопа.

Рассмотрим работу телескопа в том случае, когда он находится в зоне, близкой к горизонту. Пусть наведение телескопа проискодит таким ооразом, что труба телескопа за счет движения по оси б движется от горизонта, а за счет движения по оси t к горизонту, т. е. выполняется условие, сформированное в выражении (8), при этом результируюшая скорость такова, что пропскодит движение трубы к горизонту.

Вычислительный блок 15 непрерывно рассчитывает Az; по формуле (3) .

Как только блок 12 сравнения выявит, что выполняется условие, сформированное в выражении 10, на его выкоде 34 появляется разрешаюппш сигнал, это приводит к тому. что на элемент 13 начинает поступать код Az;, тем самым управление приводом / телескопа уже

®О проискодит в зависимости от того, насколько телескоп приблизился по z к допмстимой величине zp, а не в зависимости от Af,, как было до этого. Знак напряжения на преобразователе 4 определяется знаком At;, поступающим па вход преобразователя 4 непосредственно с выкода сумматора 10. В таком режиме обеспечивается управление приводом до тех пор, пока At; не уменьшится настолько. что At;( (Atp.

Режим управления. пропорциональньш Az, может закончиться и перекодом вновь на управление приводом пропорционально .М;, когда станет выполняться неравенство /Az/)

/М/. Аналогично проискодит управление телескопом по оси б в зоне, близкой к горизонту в тек случаяк, если при наведении телескопа его труба за счет наведения по оси 1 движется от горизонта, а за счет движения по б, наоборот, к горизонту, при этом результирую6П Шая скорость такова, что проискодит движение трубы к горизонту.

На фиг. 2а, б изображены случаи наведения телескопа Т на звезду Зв, накодяшуюся в зоне концевык выключателей по /. Наведение в

6р этих случаях происходит с учетом концевого

560213 выключателя 17, сигнализирующего о направлении подхода телескопа. На фиг. 2,а изображен случай наведения телескопа, когда выполняются условия, отраженные в выражении (7), а на фиг. 2,б — условия, отраженные в выражении (6) . В оооих случаях на выходе 26 блока 16 формируется сигнал, разрешающий прохождение на вход канала 3 кода, пропорционального величине

180 — q — zo. тем самым труба по б поднимается над горизонтом таким образом, чтооы телескоп мог пройти через положение t=12h.

После прохождения этого положения условие (5) выполняться не будет и телескоп перейдет в один из описанных режимов работы в зоне около горизонта.

Наезд телескопа на концевой выключатель

18 возможен только при неисправности устройства. При наезде на этот горизонтальный выключатель снимается сигнал разрешения на элементы 13, тем самым преобразователи 4 выдают на приводе нулевые сигналы и телескоп останавливается.

Надежность предлагаемого устройства повышается благодаря тому, что при наведении телескопа он не наезжает на горизонтальный выключатель, тем самым даже неисправность его не вызывает не только опасности аварийной ситуации, но и простоя телескопа, существенно облегчен режим работы привода телескопа в окологоризонтальной зоне, а также облегчается работа оператора за счет того, что при наведении горизонтальный выключатель не участвует в управлении телескопом и срабатывание его свидетельствует о неисправности устройства управления наведением телескопа.

В предлагаемом устройстве за счет возможности плавного регулирования скорости телескопа в близгоризонтальной зоне существенно может быть увеличена величина zq по сравнению с известным устройством (3) и, следовательно, зона рабочих углов по z телескопа.

Применение предлагаемого устройства для средних и крупных оптических телескопов позволяет повысить расчетные величины следующих показателей: надежность устройства не менее чем на 60%; вероятность аварийных ситуаций понизить ориентировочно на порядок; амплитуду и длительность переходных процессов уменьшить в 3 — 6 раз.

1О

15 о

25 зо

4О

5О

Формула изобретения

Устройство для управления наведением телескопа, содержащее блок анализа координат, логический блок, первый и второй концевые выключатели, первый и второй каналы управления, каждый из которых состоит из привода, подключенного через редуктор к преобразователю угол — код, выход которого соединен с первым входом сумматора и первым входом блока анализа направления вращения, второй вход которого соединен с первым выходом сумматора и первым входом преобразователя код — аналог, выход которого соединен с входом привода, первый вход блока анализа координат соединен с первым концевым выключателем, второй вход — с выходом преобразовате,чя угол — код первого канала тправления, третий вход — с первым входом .стройства и с вторым входом сумматора nepBniro канала vnpaBления, четвертый вход — с третьим входом устройства, входы логического блока соответственно соединены с вторым и третьим входами устройства и выходами блока анализа координат, а выход — с вторым входом сумматора второго канала выправления, выходы первого и второго каналов i правления соединены с соответств ющими исполнительными органами телескопа. о т л и ч а ющее ся тем. что, с целью повьппения надежности устройства, опо содержит вычислительный блок. лва блока сравнения и два элемента И вЂ” ИЛИ. в каждом канале правления первый вход блока сравнения соединен с втопым выходом ст"мматора, входы элемента И—

ИЛИ соединены соответственно с входами и выходами блока соавнения, а выход — с вторым входом ппеобпазователя код — аналог, входы вычислительного блока соединены с поеобпазов телями 3 гол — код соответствующих кана„ oB vправления, а выход — с вторыми входами блоков сравнения соответствуюгцих каналов с ппавления, второй концевой выключатель соединен с соответствующими входами элементов И вЂ” ИЛИ каждого канала упвавления.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе:

1. Авт. с. ¹ 373686, G 02R 23/00. 31.08.70.

2. Лвт. с. № 431493, G 05P 11/26, 15.05.72, 3. 5Куркин Н. С. и др. Система управления телескопом диаметром 2,6 м. «Новая техника в астрономии», изд-во Академии наук СССР, 1963, вып. 1, с. 1 3 (прототип) .

360213

Рыг., C1Eh) "err (8

Составитель А. Лащев

Техрсд E. Хмелева

Редактор И. Грузова

Корректор Л. Брахнина

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1620/2 Изд. ¹ 558 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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