Файл: Мясников, В. А. Программное управление оборудованием.pdf

Блок-схема системы управления приведена, на рис. 184. Опоры 11 приводятся в движение двигателями 10. Команды на включение двигателей поступают по линиям связи 2—9 из коор­ динатора 1 при пересечении волной возбуждения 12 областей подключения линий связи 2—9 к координатору.

Координатор состоит из двух блоков — командного 1 и испол­ нительного 8 (рис. 185). Блок 8 содержит однородную нейристор-

Рнс. 185. Схема координатора:

ную светочувствительную структуру и имеет форму плоского диска. К периферии диска подключены входные участки линий связи 5, соединяющие координатор с двигателями 7 опор 6. На командном блоке 1 размещены источники света, разделенные на две группы 2 и <3 с длинами волн излучения Кх и А,2 соответственно. Число излучателей 3 примерно равно числу излучателей 2. Излу­ чатели размещены на плоскости блока 1 равномерно, таким обра­ зом, чтобы излучатели групп 2 и 3 регулярно чередовались. Между излучательной поверхностью блока 1 и светочувствительной по­ верхностью блока 8 расположены оптические линии связи 4,

выполненные, например, в форме световолокна.

Устройство работает следующим образом. Свет от излучателей 2 возбуждает нейристорную структуру блока 8\ в нейристоре воз­

334

никает световая волна, которая распространяется из освещенной области. Свет от излучателей 3 уменьшает чувствительность ней-

ристора, «тормозит» его фоточувствительный слой; волна возбужде­ ния не может пройти сквозь заторможенную зону. За волной воз­ буждения, возникающей в нейристорной структуре, следует за­ торможенная зона, благодаря чему волны возбуждения при фрон­ тальном столкновении взаимно гасятся.

Чтобы в нейристорной структуре блока 8 возбудить волну 10,

распространяющуюся в одном направлении, участок светочув­ ствительной поверхности нейристорной плоскости освещают лу­ чами двух рядом расположенных линейных групп излучателей 2, 3 на рис. 185 (/, 2 на рис. 186, а). Проектирование излучателей на

нейристорную плоскость производится с небольшой расфокуси­ ровкой; изображения 9 на плоскости 8 (рис. 185), соответству­

ющие рядом расположенным излучателям, не разделяются неосве­ щенными промежутками и сливаются в один непрерывный узор. Таким образом, горящие группы излучателей 1 и 2 (рис. 186, а)

проектируются на соответствующие участки плоскости блока в форме непрерывных полос 3, 4.

Излучатели 2 тормозят участок 3 блока 5; излучатели 1 воз­ буждают участок 4 этой же плоскости. Возникающая волна воз­

буждения 7 распространяется в сторону, противоположную зоне торможения. Для формирования кольцевого пути волны централь­ ная часть блока — кольцевая зона 8 — тормозится под воздей­

ствием света с длиной волны генерируемого соответствующей кольцевой группой излучателей 2. Когда волна возбуждения 7

поочередно пересекает во время своего движения места подключе­ ния линий связи, то так же поочередно срабатывают двигатели опор, управляемые указанными линиями связи. Последователь­ ность и частота срабатывания определяются направлением и ско­ ростью движения волны 7. При необходимости одновременного включения нескольких двигателей опор на плоскости блока 5

формируют несколько волн возбуждения путем одновременного облучения нескольких участков блока 5 парными группами излу­ чателей 1 и 2.

Поворот механизма 1 производится отключением линий связи 1, 2, 3, 10 (рис. 186, б); линии связи 5, 6, 7, 9 продолжают при этом действовать. Для этого зона И нейристорного кольца тормо­ зится группой тормозящих излучателей 2 (рис. 186, а), облучающих зону 11 (рис. 186,6). Циркуляция волн в зоне 11 прекращается. Движение волны 8 в незаторможенной зоне поддерживается пе­ риодической подсветкой зоны 4 от излучателей 1 (рис. 186, а).

При этом механизм поворачивает (условно) вправо. Для поворота влево тормозится зона нейристорного кольца с контактами линий связи 5, 6, 7, 9 (рис. 186, б).

1 Рассматривается вариант осуществления поворота отключением двигателей

опор.

335

Скорость движения волны возбуждения по нейристору зависит от интенсивности дополнительной постоянно действующей подсвет­ ки. Увеличение скорости достигается подсветкой светом с длиной волны А2, уменьшение скорости (пли полное прекращение циркуля­ ции волн) —тормозящей подсветкой с длиной волны А^. Интенсив­ ность возбуждающей подсветки не должна превышать пороговой ве­ личины, т.е. подсветка недолжна вызывать возбуждения нейристора.

Выполнение координатора на основе однородных оптико­ электронных нейрнсторных элементов и полупроводниковых излу­ чателей (электролюминесцентных, пленочных или светодиодов) позволяет существенно увеличить его надежность, так как одно­ родные системы с волновым принципом работы продолжают функ­ ционировать даже при местных повреждениях структуры. В каче­ стве технической основы для выполнения нейристориой структуры целесообразно принять описанные выше варианты моделей биоло­ гических систем с распространяющимся возбуждением (МРВ).

Оптоэлектронные планшеты Планшеты предназначаются для автоматического определения координаты точки на плоскости. Основным элементом планшета, изображенного на рис. 187, является оптрон с распространяю­

на торцах планшета воспринимают свечение электролюминофора 3

(рис. 187); изменение состояния одного из индикаторов в момент времени t2, когда фронт волны достигнет края планшета, фикси­ руется схемой измерения времени 3 (рис. 188). Промежутки времени At — 12 — tyфиксируются для каждого индикатора. Разность между временами At, относящимися к парам параллельно расположенных индикаторов 4, 5 на рис. 187 и 188, пропорциональна коорди­ нате точки 2 (рис. 188), если центр планшета принять за нулевую

точку в системе координат. Изменяя напряжение источника пи­ тания 6 (рис. 187) или воздействуя на оптрон внешней засветкой

с изменяемой интенсивностью, можно в некотором диапазоне регулировать инерционность фоторезистора 1 (рис. 187) и тем

самым менять масштабные коэффициенты планшета.

336

Другой вариант планшета содержит расположенные под углом две группы 1 и 2 параллельных нитей из оптронов (рис. 189). Световая волна, возбуждаемая в точке 3 импульсом от светового

карандаша, активирует нити, принадлежащие обеим группам; световая волна, распространяющаяся по возбужденным нитям, активирует расположенные в торцах нитей фотоприемники 6, 7 и 4, 5, предназначенные для дискретного измерения координат. Свечение оптронов одной группы 1 не приводит к горению оптро­

нов группы 2 благодаря взаимной изоляции групп оптическим фильтром, содержащимся в прозрачном основании, на Котором закреплены оптрониые нити.

Мы привели несколько примеров, иллюстрирующих использо­ вание однородных оптоэлектронных устройств.

Для дальнейшего развития техники континуальных систем необходимо в первую очередь приступить к изготовлению дей­ ствующих физических моделей, разработка и исследование кото­ рых будет, в свою очередь, стимулировать развитие теории одно­ родных устройств.

Сила нового метода построения информационных систем за­ ключается в существенном технологическом упрощении этих си­ стем благодаря использованию в самых разнообразных ситуациях одних и тех же элементарных однородных ячеек; слабость метода заключается в недостаточной проработке информационных воз­ можностей рассмотренных двухмерных сред. Однако такая ситуа­ ция, когда новая теория возникает именно в процессе решения многих частных задач, характерна для бионики. И мы надеемся, что оптоэлектронные континуальные устройства, синтезированные в процессе бионического анализа однородных структур с лате­ ральным торможением и возбуждением, способные к параллель­ ной обработке двухмерных оптических сигналов, изменяющие свои характеристики под воздействием световых и тепловых полей, имеющие высокую надежность вследствие структурной избыточ­ ности, станут наиболее перспективными при создании систем управления интегральными роботами.

22 Мясников н др.