ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 50
Скачиваний: 1
Однако в ряде случаев непосредственное включение ма
шины в систему •автоматического управления является неже лательным. Это имеет место при осуществлении автоматиче ского управления движением таких объектов, как самолет, корабль и т. п.
Здесь непосредственное включение машины в цепь авто
матического регулирования могло бы (при наличии помех или неисправной работе машины) вызвать опасные движе ния управляемого объекта.
При параллельном включении машина в этих случаях вырабатывает сигналы поправок. Величина и характер по правок выбираются таким образом, чтобы исключить воз можность опасных движений.
Рассмотрим работу выходных преобразователей для каж дого из способов включения машины в цепь автоматического управления.
Схема непосредственного включения машины показана на рис. 13 Здесь счетчик и регистр в начальном положе
нии устанавливаются в нулевое положение.
Рис. 13. Непосредственное включение ЭЦМ в цепь системы автоматического управления
В машину вводятся данные, на основании которых она рассчитывает параметры движения управляемого объекта.
Цифровой код, изображающий, например, расчетный курс,
подается из машины на |
регистр курса. При включении |
1 Журнал «Aviat. Week», |
№ 19, 1954. |
29
системы автоматического управления импульсы от генера тора через клапаны К> и Кг и счетчик подаются на шаговый
двигатель. Такой двигатель совершает поворот на один и тот же угол при подаче на него одного сигнала. В соответствии с величиной рассчитанного курса на двигатель подается такое число импульсов, чтобы он повернулся на угол, пропорцио нальный рассчитанному курсу. Сигналы после клапанов Ki и
К2 поступают на счетчик, где запоминается значение по правки курса, подсчитанной в данном цикле работы машины.
С помощью счетчика и следящей системы обеспечивается
выдерживание заданного курса.
Клапаны Ki и К2 открываются сигналами управления «поправка курса» и «изменение курса». Последний сигнал подается, если необходимо задать новый курс движения.
Если необходимо внести поправку в заданный курс, то подается только сигнал «поправка курса». Поправка отра батывается шаговым мотором в виде определенного угла по ворота, т. е. совершается преобразование типа «цифра — угол».
Рис. 14. Параллельное включение машины в систему автоматического управления самолетом
На рис. 14 показано параллельное включение машины в цепь автоматического управления самолетом. Здесь направ ление движения задается отдельным устройством, например,
компасом (на рис. 12, б компас обозначен как датчик поло жения органа управления), а ЭЦМ рассчитывает и вводит в .следящую систему только поправку курса. Работа такого
устройства рассмотрена в описании универсальной самолет ной ЭЦМ (разд. «Наземные и бортовые авиационные си стемы»).
30
Далее познакомимся с тем, как ЭЦМ ведет расчеты при автоматическом управлении объектом.
Назначение ЭЦМ в такой системе — реализация алго ритма решения поставленной задачи. (Слово «алгоритм» в
математике сокращенно обозначает точное предписание о выполнении в определенном порядке некоторой системы опе раций для решения всех задач заданного типа.)
К простейшим алгоритмам относятся, например, правила выполнения арифметических действий. Алгоритмы задаются в виде словесных предписаний или же разного рода формул
исхем.
Вкачестве примера составим алгоритм простейшего ва рианта задачи автоматического наведения снаряда на цель
(рис. 15).
Рис. 15. График простейшей задачи прицеливания:
W — горизонтальная |
скорость полета снаряда; V — скорость |
поворота сна |
|
ряда; Т — временная |
характеристика, постоянная для данного |
типа снаряда; |
|
Н —высота снаряда |
над землей; 5 —наклонная |
дальность |
снаряд — цель; |
<р — угол, составленный вертикалью и линией |
наклонной дальности |
||
Для повышения точности поражения целей некоторые со временные типы снарядов имеют устройства автоматического наведения на цель ’. Такие снаряды называются самонаво-
дящимися. Аппаратура самонаведения включает приборы регистрации положения снаряда относительно цели и си стему автоматического управления полетом снаряда, дей ствующую на основании управляющих сигналов от счетно решающих приборов.
Счетно-решающие приборы систем управления самонаводящихся снарядов могут быть построены на различных прин ципах', в том числе и на основе техники ЭВМ. Положение снаряда относительно цели часто определяется радиолока-
1 Журнал «Aviation Daily», № 20, 1957.
31
ционным способом. В этом случае снаряд снабжается специ альной радиолокационной станцией.
Для выполнения задачи точного поражения цели снаряд в течение всего своего полета должен быть направлен на
цель, для чего антенна радиолокационной станции в свою
очередь должна быть точно направлена на цель.
Для обеспечения самонаведения необходимо решить за дачу, с какой скоростью снаряд должен поворачиваться от носительно своей продольной оси, чтобы быть направленным все время на цель, и какой при этом угол между вертикалью
и линией снаряд — цель должен выдерживаться в процессе самонаведения.
Из рис. 15 видно, что искомые скорость и угол соответст
венно равны
ПЛ/ |
h , |
WT |
V = W |
— и tg<p = — . |
|
|
п |
п |
Последние выражения представляют собой алгоритм ре шения поставленной задачи, изображенный в виде формулы.
Этот же алгоритм можно задать и в виде последователь ности указаний, приведенной в табл. 2.
Таблица 2
№ указания |
Содержание указания |
h
1 Измерение величин W, h, Н. Деление — . Умноже-
п
h
ние W —— . Переход к указанию 2
Н
2 Поворот снаряда со скоростью V. Умножение WT.
„^Т „
Деление —-. |
Вычисление угла, тангенс которого ра- |
|||
|
Н |
|
„ • |
|
|
WT |
|
||
вен величине — . |
Переход к указанию 3 |
|
||
|
Н |
|
|
|
3 |
Сравнение величины действительного угла ?действ сна |
|||
ряда с вертикалью в данный момент с рассчитанным |
||||
по указанию 2 |
значением ^расчПереход к указанию 4 |
|||
4 |
Переход к указанию 6. если действительный угол |
|||
наклона снаряда равен расчетному. Переход к указа |
||||
нию 5, если действительный угол больше или |
меньше |
|||
расчетного |
или |
уменьшение высоты полета |
снаряда |
|
5 |
Увеличение |
|||
в |
зависимости |
от |
результатов указания 4. |
Переход |
к указанию 1 |
|
|
|
|
6 |
Прекращение поворота снаряда. Переход к указанию 1 |
|||
32
Данный алгоритм может быть реализован как с помощью электронной модели, так и на ЭЦМ.
На рис. 16 1 приведена схема соединений блоков электрон
ной модели, с помощью которой может быть реализован ал горитм решения рассматриваемой задачи.
Рис. 16. Схема соединений блоков электронной модели при решении задачи прицеливания
Модель в этом случае работает следующим образом. Блоки /—3 вычисляют значение скорости поворота снаряда. Блоки 4—7 вычисляют величину угла наклона линии сна ряд — цель к вертикали, при которой снаряд будет направ лен на цель.
В блоке 7 сравниваются напряжения, пропорциональные расчетному и действительному значениям этого угла.
При равенстве этих напряжений сигнал на выходе а
блока 7 равен нулю. При |
разности этих углов, не |
равной |
|
нулю, с выхода а на вход II блока 10 будет подаваться сиг |
|||
нал. |
|
|
|
Блок 10 осуществляет поворот снаряда лишь при наличии |
|||
сигналов одновременно на |
входах I |
и II. При отсутствии |
|
сигнала на входе II блока 10 (в случае равенства действи |
|||
тельного и расчетного угла |
снаряда с вертикалью) |
поворот |
|
прекращается. |
|
|
|
Входы III и IV блока 10 связаны |
соответственно с бло- |
||
1 Журнал <Proceedings of the 1ЕЕ», № 9, 1956. |
|
||
3 Зак. 553 |
|
|
33 |
ками 8 и 9. Сигналы на этих входах обеспечивают поворот снаряда соответственно вниз или вверх.
Для решения рассматриваемой задачи на ЭЦМ необхо
димо преобразовать алгоритм ее решения к виду, |
«понят |
||||
ному» для машины. |
Алгоритмы, составленные специально |
||||
для машин, представляют собой уже упоминавшиеся |
про |
||||
граммы вычислений. |
|
|
|
|
|
Программа вычислений состоит из так называемых |
|||||
команд, в которых указывается, какие |
действия, с |
какими |
|||
числами и в какой последовательности |
необходимо |
произ |
|||
вести. |
|
|
|
|
|
Например, команду «п + 1» можно записать так: |
|
||||
Номер команды |
Исходные числа |
Код операции |
|
||
п+1 |
F, Т, а |
Умножение |
|
||
Эта команда означает, что число, выражающее значение |
|||||
W, надо умножить на число, |
равное Т, |
и результат |
поме |
||
стить в ячейку а накопителя. |
Обычно исходные числа |
обо |
|||
значаются номерами ячеек накопителя, где они хранятся, а
коды операций выражаются определенными числами (напри мер, сложение — 01, умножение — 02 и так далее). Номер ячейки накопителя, в котором хранится данное число или команда, называют адресом этого числа или команды. Для простоты обозначим адреса чисел нашей задачи буквен ными выражениями этих чисел, а коды операций будем за
писывать в виде соответствующего арифметического или ло-
гического действия.
Запишем полученный алгоритм (указанный в табл. 2) по ставленной задачи в виде программы вычислений для ЭЦМ
(табл. 3).
По командам «п», «п + 1», «п + 2», «п + 3» и «п + 4» рассчитываются величины V и <ррасч-
По команде «п + 5» (сравнение) действительный угол наклона снаряда 'Рдейств сравнивается с расчетным значе нием ЭТОГО угла 'Ррасч-
Сравнение может выполняться путем вычитания вели чины '-рраоч из величины ?действ-
Результат сравнения воздействует на специальную схему (назовем ее дешифратор признака), которая вырабатывает сигнал признака, если величины углов 'рраоч и 'рдейотв равны друг другу, т. е. результат сравнения равен нулю.
34
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
|
Ха ячейки |
|
|
Адрес числа |
|
Производимое |
||
накопителя |
Операция |
|
|
|
|
||
(адреса |
|
At |
Аг |
Аз |
действие |
||
команды) |
|
|
|
|
|||
п |
Деление |
|
h |
н |
а |
|
h |
|
|
Н |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
п + 1 |
Умножение |
а |
W |
ь |
|
h |
|
V- W — |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
И |
п + 2 |
Умножение |
W |
т |
с |
|
WT |
|
п + 3 |
Деление |
|
с |
н |
d |
х |
WT |
|
tg ?раоч — п |
||||||
«4-4 |
Нахождение уг |
d |
— |
е |
Нахождение tfpao4 |
||
ла по его тангенсу |
|
|
|
п0 |
tg траоч |
||
п 4- 5 |
Сравнение |
|
^действ |
траоч |
f |
|
— |
«4-6 |
Условная |
пере |
«4-7 |
п |
— |
|
— |
дача управления |
|
|
|
|
|
||
«4-7 |
Передача |
зна |
f |
— |
— |
|
— |
чения ошибки на |
|
|
|
|
|
||
блок управления |
|
|
|
|
|
||
«4-8 |
Безусловная |
«4-5 |
— |
— |
|
— |
|
передача управ |
|
|
|
|
|
||
ления |
|
|
|
|
|
|
|
Сигнал признака не вырабатывается, если величины уг |
|||||||
лов <?раоч |
и <рдейотв |
не |
равны между собой, т. е. результат |
||||
сравнения |
отличен от нуля. |
|
|
|
|
||
Команда «п + 6» (условная передача управления) изме няет последовательный порядок выбора команд из накопи теля. В зависимости от наличия или отсутствия сигнала признака в предыдущей операции изменяется последователь-
з* |
35 |
кость выполнения программы. Далее выполняется одна из
двух команд, адреса которых указаны |
в коде |
операции |
|||
«и 4-6» |
(условная передача управления). |
(углы <ррасч К ^действ |
|||
При |
отсутствии |
сигнала признака |
|||
не равны между собой) выполняется команда «п + 7», |
по |
||||
которой |
величина расхождения между действительным |
и |
|||
расчетным углами |
наклона снаряда передается |
на блок |
|||
управления поворотом снаряда. По команде «п. 4- 8» управ ление передается (вне зависимости от сигнала признака) на команду «п + 5», по которой снова сравниваются значения углов <ррасч и ?действ. Если они окажутся неравными, то будет повторен описанный цикл работы системы управления. Ко гда же системой управления снаряд будет приведен в поло жение, характеризуемое равенством углов <рраоч и <рдейСтв, вы рабатывается сигнал признака. Команда «условная пере дача управления» передаст управление на команду «л», и
£нова начнется расчет угла наклона снаряда.
На рис. 17 представлена функциональная схема ЭЦМ,
поясняющая последовательность выполнения составленной программы вычислений.
Здесь дешифратор накопителя служит для выборки по посылаемому в него коду адреса числа или команды соот ветствующих чисел или команд.
Счетчик команд хранит номер ячейки накопителя, где на
ходится команда, которую нужно выполнить.
В блоке регистра команд запоминается команда, выпол няемая в данном рабочем такте * машины.
В дешифраторе кодов операций на основе кода опера ции вырабатываются сигналы, обеспечивающие выполнение заданной операции.
Дешифратор сигнала признака вырабатывает при опре
деленных условиях сигнал признака, при наличии которого
изменяется ход вычислений.
При начальном включении машины первая команда про граммы вычислений (в нашем случае команда «п») посы лается из накопителя на регистр команд (РК). В счетчике команд фиксируется номер этой команды. Далее адрес пер вого числа из РК подается на дешифратор накопителя, по этому адресу первое число выбирается из соответствующей ячейки накопителя и поступает в арифметическое устройство
Таким же образом выбирается и второе число.
♦ Такт—время, в течение которого выполняется машиной одна операция.
36
