×
02.07.2019
219.017.a381

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НОМИНАЛЬНОГО ТОКА НАГРУЗКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
02235352
Дата охранного документа
27.08.2004
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу и системам управления ракетами и может быть использовано в силовых электрических цепях с индуктивно-активной нагрузкой, в которых применяется широтно-импульсный метод регулирования. Технический результат заключается в повышении точности регулирования номинального тока нагрузки при исключении нестабильности за счет автоматической регулировки коэффициента дополнительной широтно-импульсной модуляции. Для этого в способе широтно-импульсный модулированный сигнал управления подвергают дополнительной широтно-импульсной модуляции, при этом измеряют величину тока нагрузки, сравнивают ее с величинами заданных порогов включения и выключения нагрузки, а по результатам сравнения устанавливают величину коэффициента дополнительной широтно-импульсной модуляции, которым задают номинальный ток нагрузки. А устройство содержит источник питания, формирователь широтно-импульсного модулирования (ШИМ) сигнала управления, нагрузку, электронный ключ, датчик тока, двухпороговое устройство сравнения с задатчиком порогов включения и выключения нагрузки и схему совпадения. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способу и системам управления ракетами и может быть использовано в силовых электрических цепях с индуктивно-активной нагрузкой, в которых применяется широтно-импульсный метод регулирования.

Известен способ регулирования номинального тока нагрузки и устройство, его реализующее [1]. Способ регулирования номинального тока нагрузки заключается в том, что приемник энергии (стабилитрон) коммутируют широтно-импульсным модулированным сигналом управления, который дополнительно подвергают вторичной широтно-импульсной модуляции, и этим сигналом коммутируют нагрузку.

Известно устройство регулирования, реализующее этот способ, содержащее последовательно включенные источник питания, нагрузку, коллектор-эмиттерный (к-э) переход первого транзистора, при этом нагрузка шунтирована цепочкой, состоящей из последовательно соединенных диода и стабилитрона, стабилитрон шунтирован к-э переходом второго транзистора, базы первого и второго транзисторов подключены соответственно к схеме управления.

Эти известные способ регулирования номинального тока нагрузки и устройство для его осуществления обладают довольно высоким коэффициентом полезного действия за счет малых потерь энергии, т.е. весьма экономичны, что обуславливает широкое применение их в устройствах с автономным источником питания небольшой емкости, например в выходных каскадах релейного усилителя мощности.

Поскольку сигнал, осуществляющий регулирование величины номинального тока нагрузки (скважность базового тока транзистора Т1), формируют, например, несимметричным мультивибратором с помощью внешних конденсаторов, которые настраивают мультивибратор на требуемый коэффициент заполнения (Кз), то при этом осуществляют предварительное выставление коэффициента Кз=const, являющегося коэффициентом дополнительной широтно-импульсной модуляции (дополнительной периодической коммутации сигнала).

Таким образом, в процессе функционирования способа и устройства коэффициент Кз не регулируется, при этом изменение параметров схемы, например сопротивления нагрузки (из-за температурных воздействий, при хранении и т.д.), приведет к изменению (нестабильности) номинальной величины тока, протекающего через эту нагрузку. Особенно актуальна эта нестабильность при изменении напряжения бортового источника питания (батареи), например при ее разряде в процессе полета ракеты, поскольку величина тока через нагрузку прямо пропорциональна величине напряжения источника питания.

Следовательно, недостатком известных способа и устройства является их низкая точность регулирования (поддержания постоянной величины) номинального тока нагрузки из-за нерегулируемого коэффициента вторичной (дополнительной) широтно-импульсной модуляции, что затрудняет их применение в бортовой аппаратуре управления ракетой.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности регулирования номинального тока нагрузки при исключении нестабильности за счет автоматической регулировки коэффициента дополнительной широтно-импульсной модуляции.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе регулирования номинального тока нагрузки широтно-импульсный модулированный сигнал управления подвергают дополнительной широтно-импульсной модуляции, при этом измеряют величину тока нагрузки, сравнивают ее с величиной заданных порогов включения и выключения нагрузки, а по результатам сравнения устанавливают величину коэффициента дополнительной широтно-импульсной модуляции, которым задают номинальный ток нагрузки.

Устройство регулирования номинального тока нагрузки, реализующее способ, содержит источник питания, формирователь широтно-импульсного модулированного (ШИМ) сигнала управления, последовательно включенные нагрузку и электронный ключ, в него введены последовательно соединенные датчик тока, двухпороговое устройство сравнения с задатчиком порогов включения и выключения нагрузки и схема совпадения, второй вход которой подключен к выходу формирователя ШИМ сигнала управления, а выход схемы совпадения соединен с управляющим входом электронного ключа, при этом первый вход датчика тока соединен с источником питания, второй вход - со вторым выводом нагрузки.

Заявленный способ реализуется следующим образом. В бортовой аппаратуре ракеты из сигнала наведения ракеты на цель формируют команду управления ракетой в виде широтно-импульсного модулированного сигнала управления, который можно представить как сигнал с двумя логическими уровнями по амплитуде (нулевым и единичным), при этом его скважность - это величина обрабатываемой команды.

Этот сигнал поступает через схему разрешения на вход управления сильноточного электронного ключа, коммутирующего ток, протекающий через индуктивно-активную нагрузку исполнительного механизма.

С помощью резистора, включенного последовательно с индуктивно-активной нагрузкой, измеряют напряжение, которое прямо пропорционально току. Замеренную величину тока, преобразованную в напряжение, сравнивают с величиной двух порогов: максимального (выключения нагрузки) и минимального (включения нагрузки), которые выставляют, например, соответственно в первом и во втором пороговых устройствах, выходы которых подключены соответственно к R- и S-входам RS-триггера, разные логические уровни. Таким образом, при величине тока нагрузки меньше минимального на выходе RS-триггера будет единичный логический уровень, который через схему разрешения замкнет электронный ключ, а при величине тока больше максимального значения - разомкнет, т.е. соответственно нагрузка будет подключена либо отключена от источника питания.

Таким образом, сигнал управления будет дополнительно коммутироваться, т.е. подвергаться дополнительной широтно-импульсной модуляции с более высокой частотой, определяемой, например, постоянными времени индуктивно-активной нагрузки.

Как следует из изложенного, при наличии единичного логического уровня в сигнале управления ток через нагрузку будет иметь пилообразный вид с постоянной составляющей (как в прототипе), но при этом величина его автоматически поддерживается постоянной и определяется соответственно заданной величиной порогов включения и выключения. При наличии нулевого логического уровня в сигнале управления ток через нагрузку не будет протекать.

Предлагаемое изобретение поясняется фиг.1 и 2. На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства регулирования номинального тока нагрузки, где представлены: 1 - задатчик порогов включения и выключения нагрузки, 2 - формирователь ШИМ сигнала управления, 3 - датчик тока, 4 - двухпороговое устройство сравнения, 5 - схема совпадения, 6 - операционный усилитель, R - резистор, Е - источник питания (батарея), ZН - индуктивно-активная нагрузка, VT - транзистор (электронный ключ).

На фиг.2 приведены эпюры сигналов, где представлены: а - напряжение на выходе формирователя ШИМ сигнала управления 2, б - сигнал на выходе схемы совпадения 5, в - ток нагрузки ZН, г - напряжение коллектор-эмиттер транзистора VT.

Нагрузка ZН последовательно включена с электронным ключом (к-э переходом транзистора VT). Последовательно соединены датчик тока 3, двухпороговое устройство сравнения 4 с задатчиком порогов включения и выключения нагрузки 1 и схема совпадения 5. Второй вход схемы совпадения 5 подключен к выходу формирователя ШИМ сигнала управления 2, а выход схемы совпадения 5 соединен с управляющим входом электронного ключа (базой транзистора VT), при этом первый вход датчика тока 3 соединен с источником питания Е. Второй вход датчика тока 3 соединен со вторым выводом нагрузки ZН.

Соединение эмиттерного вывода транзистора VT со вторым выводом батареи и корпусом является не существенным признаком, т.к. устройство может быть выполнено, например, с использованием двух разнополярных источников питания, выводы разнополярных знаков которых соединены с корпусом, при этом второй вывод второго источника питания соединяют с эмиттером транзистора.

Задатчик порогов включения и выключения нагрузки 1 может быть выполнен как два делителя напряжения, подключенные ко входам соответственно первого и второго пороговых устройств (как изложено выше в заявленном способе), при этом входы делителей напряжения подключены к стабилизированному источнику напряжения. Формирователь ШИМ сигнала управления 2 может быть выполнен как преобразователь сигнала управления ракетой из аналогового или цифрового вида в сигнал с ШИМ, например, с помощью компаратора, на первый вход которого подают этот сигнал управления, а на второй - пилообразное напряжение, изменяемое синхронно с углом вращения ракеты по крену (для ракет, вращающихся по крену на траектории полета).

Датчик тока 3 может быть выполнен как низкоомный резистор (R), подключенный ко входам операционного усилителя 6 через первый и второй делители напряжения. Двухпороговое устройство сравнения 4 может быть выполнено как изложено выше (в заявленном способе) либо, например, на компараторе с гистерезисом, при этом задатчик порогов срабатывания формирует постоянную величину напряжения смещения, и за счет положительной обратной связи (петли гистерезиса) сформируются уровни напряжений срабатывания и отпускания компаратора, например, как приведено в [2] (с учетом дополнительного постоянного напряжения смещения, формирующего однополярную петлю гистерезиса).

Схема совпадения 5 может быть выполнена как двухвходовая логическая схема И.

Устройство регулирования номинального тока нагрузки работает следующим образом. Формирователь ШИМ сигнала управления 2 (для улучшения экономичности системы управления ракетой) преобразует сигнал управления ракетой из аналогового или цифрового вида в ШИМ. При наличии на первом входе схемы совпадения 5 единичного логического уровня с выхода двухпорогового устройства сравнения 4 (эпюра б на фиг.2) и единичного логического уровня с выхода формирователя ШИМ сигнала 2 (эпюра а на фиг.2) на выходе схемы 5 сформируется высокий уровень напряжения, который обеспечит подключение транзистором VT нагрузки ZН к источнику питания Е. Через индуктивно-активную нагрузку ZН начнет протекать ток (эпюра в на фиг.2). При достижении величиной тока верхнего значения iВ напряжение на выходе датчика тока 3 достигает значения порога выключения нагрузки, определяемого задатчиком 1, и на выходе порогового устройства 4 сформируется логический нулевой уровень (эпюра б на фиг.2), который запретит прохождение единичного логического уровня сигнала с выхода формирователя 2 (эпюра а на фиг.2), при этом транзистор VT отключит нагрузку ZН от источнику питания. Ток, протекающий через нагрузку ZН, начнет уменьшаться до нижнего значения iН, при котором напряжение на выходе датчика тока 3 достигает значения порога включения нагрузки. При этом на выходе порогового устройства 4 сформируется логический единичный уровень (эпюра б на фиг.2), который разрешит прохождение единичного логического уровня сигнала с выхода формирователя 2 (эпюра а на фиг.2) и транзистор VT вновь подключит нагрузку ZН к источнику питания. Ток через нагрузку ZН вновь начинает расти и т.д. до появления нулевого логического уровня на выходе формирователя 2 (эпюра а на фиг.2).

Как следует из фиг.2, эпюра б представляет собой дополнительно широтно-импульсный модулированный сигнал, изображенный на эпюре а, являющийся ШИМ сигналом управления.

На эпюре г (фиг.2) изображено напряжение к-э перехода транзистора VT с выбросами, обусловленными ЭДС самоиндукции в нагрузке ZН. Нагрузка ZН может быть шунтирована цепочкой из последовательно включенных диода и стабилитрона как в прототипе.

Устройство регулирования номинального тока нагрузки может быть выполнено и иначе, например для двух идентичных индуктивно-активных нагрузок, поочередно подключаемых к источнику питания в течение времени t0-t1 и t1-t2 соответственно. При этом эпюры сигналов, приведенные на фиг.2 для первой нагрузки, сохранятся, а для второй (с момента подключения нагрузки) они сдвинуты и будут иметь место при t1-t2, т.к. вторая нагрузка работает в противофазе к первой по сигналу управления (эпюра а на фиг.2).

Таким образом, в способе регулирования номинального тока нагрузки за счет измерения величины тока нагрузки, сравнения ее с величинами заданных порогов включения и выключения, по результатам которого устанавливают величину коэффициента дополнительной широтно-импульсной модуляции, которым задают номинальный ток нагрузки, осуществляют автоматическую регулировку (подстройку) номинального тока нагрузки по заданной наперед величине, что позволяет поддерживать постоянной величину тока нагрузки в широком интервале воздействий внешних (температура и т.д.) и внутренних (изменение параметров электрорадиоэлементов, величины напряжений источника питания и т.д.) либо изменять по заданной наперед программе величину номинального тока, например, во времени.

Введение в устройство регулирования номинального тока нагрузки датчика тока, двухпорогового устройства сравнения с задатчиком порогов включения и выключения нагрузки и схемы совпадения автоматически регулирует величину тока, протекающего через нагрузку, и поддерживает ее постоянной при изменении параметров в широком диапазоне, например, величины напряжения источника питания (батареи) и т.д.

Источники информации

1. Л.И. Леоненко. Полупроводниковые форсирующие схемы. - М.: Энергия, 1974 г., стр. 53 и 54, рис. 36, стр. 83 и 84.

2. У. Титце, К. Шенк. Полупроводниковая схемотехника, М.: Мир, 1983 г., стр. 288 и 289.

1.Способрегулированияноминальноготоканагрузки,согласнокоторомуширотно-импульсныймодулированныйсигналуправленияподвергаютдополнительнойширотно-импульсноймодуляции,отличающийсятем,чтоизмеряютвеличинутоканагрузки,сравниваютеесвеличинамизаданныхпороговвключенияивыключениянагрузки,апорезультатамсравненияустанавливаютвеличинукоэффициентадополнительнойширотно-импульсноймодуляции,которымзадаютноминальныйтокнагрузки.12.Устройстворегулированияноминальноготоканагрузки,содержащееисточникпитания,формировательширотно-импульсногомодулированного(ШИМ)сигналауправления,последовательновключенныенагрузкуиэлектронныйключ,отличающеесятем,чтовнеговведеныпоследовательносоединенныедатчиктока,двухпороговоеустройствосравнениясзадатчикомпороговвключенияивыключениянагрузкиисхемасовпадения,второйвходкоторойподключенквыходуформирователяШИМсигналауправления,авыходсхемысовпадениясоединенсуправляющимвходомэлектронногоключа,приэтомпервыйвходдатчикатокасоединенсисточникомпитания,второйвход-совторымвыводомнагрузки.2
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 438.
10.01.2013
№216.012.19c9

Ударно-спусковой механизм автоматического стрелкового оружия

Изобретение относится к области оружейной техники. Ударно-спусковой механизм содержит курок с боевым взводом и взводом автоспуска, боевую пружину, подпружиненное шептало, кинематически связанное со спусковым крючком, шептало одиночной стрельбы и подпружиненный автоспуск с шепталом автоспуска....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472093
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.19cd

Действующая модель миниатюрного полуавтоматического пистолета

Изобретение относится к области действующих моделей миниатюрного оружия, преимущественно образцов оружия, действие автоматики которого основано на отдаче ствола с коротким ходом. Действующая модель миниатюрного полуавтоматического пистолета содержит корпус, в котором размещены ствол, затвор,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472097
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.03.2013
№216.012.315f

Автоматическое стрелковое оружие

Изобретение относится к оружейной технике и может быть использовано при разработке автоматического стрелкового оружия многофункционального назначения. Автоматическое стрелковое оружие содержит ствольную коробку с закрепленным в ней стволом, затворную раму с затвором и возвратной пружиной,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478177
Дата охранного документа: 27.03.2013
20.10.2013
№216.012.76d4

Прицельное приспособление гранатомета

Изобретение относится к оружейной технике, а именно к прицельному приспособлению гранатомета, используемому, в основном, в качестве дополнительных к основному оптическому прицелу. Прицельное устройство гранатомета содержит целик с прорезью или диоптром и мушку, установленную в основании мушки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496080
Дата охранного документа: 20.10.2013
20.02.2019
№219.016.c4a3

Способ юстировки излучателя лазерной системы прицел-прибора наведения

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности к управляемым ракетным комплексам. Техническим результатом изобретения является повышение выходной мощности лазерного луча прицел-прибора наведения, уменьшение его веса и габаритов, снижение трудоемкости при сборке и юстировке,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02148234
Дата охранного документа: 27.04.2000
20.02.2019
№219.016.c4ba

Способ проверки качества функционирования рулевых приводов и автопилотов управляемых снарядов и стенд для его осуществления

Изобретение относится к испытаниям деталей машин. Стенд содержит генератор импульсных сигналов, пульт управления и контроля, регистрирующий блок, источники электро- и пневмопитания, основание для закрепления проверяемого блока воздушно-динамического рулевого привода (автопилота) с раскрытыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02182702
Дата охранного документа: 20.05.2002
01.03.2019
№219.016.caee

Способ наведения оптического прицела на цель

Изобретение относится к вооружению и может быть использовано в войсках противовоздушной обороны. Технический результат - повышение точности наведения оптического прицела (ОП) на цель и уменьшение зависимости эффективности боевой машины от уровня профессиональной подготовленности наводчика....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02217681
Дата охранного документа: 27.11.2003
08.03.2019
№219.016.d5c1

Орудийная установка

Изобретение относится к технике вооружения, в частности к башенным орудийным установкам. Оно позволяет повысить точность стрельбы за счет уменьшения влияния вибраций ствола на баллистику снаряда в момент его вылета из канала ствола. Орудийная установка содержит автоматическую пушку, размещенную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02165575
Дата охранного документа: 20.04.2001
11.03.2019
№219.016.d69b

Боевая машина

Изобретение относится к бронетанковой технике, а именно к конструкциям боевых машин пехоты и десанта. Сущность изобретения заключается в том, что боевая машина содержит гусеничный носитель и боевое отделение, установленное на переходном кольце, которое закреплено на подбашенном листе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002288427
Дата охранного документа: 27.11.2006
11.03.2019
№219.016.d69d

Складывающееся крыло ракеты

Изобретение относится к области вооружения. Складывающееся крыло ракеты содержит лопасть, корневая часть которой совместно с шарнирно соединенными с ней вкладышами размещена в выемке жестко закрепленного на корпусе ракеты основания, устройство раскрытия в виде взаимодействующей с вкладышами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002288434
Дата охранного документа: 27.11.2006
Показаны записи 1-9 из 9.
29.03.2019
№219.016.f017

Способ коррекции командного сигнала на ракете, вращающейся по углу крена, и система наведения ракеты для его осуществления

Изобретение относится к области вооружения, а именно к ракетной технике и, в частности к ракетам, вращающимся по углу крена, и может быть использовано в системах наведения ракет, в которых применяются, например, лучевые системы наведения. Технический результат - повышение надежности за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002257523
Дата охранного документа: 27.07.2005
29.04.2019
№219.017.4015

Способ установки в исходное состояние аппаратуры и аппаратура ракеты для его осуществления

Изобретение относится к оборонной технике, в частности к средствам борьбы с малоразмерными целями, и может быть использовано в системах управления снарядами, формирующих на борту ракеты команды управления движением. Сущность изобретения: величину напряжения источника питания уменьшают и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02220401
Дата охранного документа: 27.12.2003
29.04.2019
№219.017.404a

Способ выделения команд и устройство для его осуществления

Изобретение относится к технике управления летательными аппаратами. Технический результат заключается в обеспечении максимально высокой чувствительности при исключении искажений. Для этого выставляют величину порога пропускания выше максимальной амплитуды собственного темнового шума, регулируют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02212761
Дата охранного документа: 20.09.2003
29.05.2019
№219.017.6aa9

Управляемый снаряд

Изобретение относится к оборонной технике, в частности к средствам борьбы с танками и другими малоразмерными целями, а именно к управляемым снарядам, вращающимся на траектории полета. Технический результат - повышение эффективности взведения боевой части при повышении безопасности расчета....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02199715
Дата охранного документа: 27.02.2003
09.06.2019
№219.017.76c4

Способ наведения телеориентируемой в луче ракеты и ракетный комплекс для его осуществления

Изобретение относится к области вооружения, а именно к ракетной технике, и может быть использовано при разработке ракетных комплексов, в которых применяются лучевые системы теленаведения с одноступенчатой модуляцией. Технический результат - упрощение реализации процесса наведения при сохранении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002266509
Дата охранного документа: 20.12.2005
09.06.2019
№219.017.7736

Способ управления подрывом тандемной боевой части и система для его осуществления

Изобретение относится к способу и системам управления подрывом тандемных боевых частей, которые находят широкое применение в управляемых и неуправляемых ракетах. Технический результат - повышение надежности за счет автономного функционирования устройств и элементов, управляющих подрывом второго...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002246095
Дата охранного документа: 10.02.2005
09.06.2019
№219.017.777b

Способ управления ракетой и система наведения ракеты для его осуществления

Изобретение относится к области вооружения, а именно к ракетной технике, и может быть использовано при разработке ракетных комплексов, например, с носителями на земле, в которых применяются лучевые системы теленаведения. Задачей изобретения является повышение точности введения ракеты в луч и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02241951
Дата охранного документа: 10.12.2004
09.06.2019
№219.017.777d

Способ управления ракетой и система наведения ракеты для его осуществления

Изобретение относится к области вооружения, а именно к ракетной технике, и может быть использовано при разработке ракетных комплексов, например, с носителями на земле, в которых применяются лучевые системы теленаведения. Задачей изобретения является повышение точности наведения за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02241950
Дата охранного документа: 10.12.2004
09.06.2019
№219.017.7847

Способ кодирования электромагнитного излучения и устройство кодирования электромагнитного излучения для его осуществления

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в многоканальных системах связи. Технический результат заключается в увеличении глубины модуляции и повышении помехоустойчивости. Для этого формируют команду в каждом канале в виде последовательности информационных импульсов с ШИМ,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02234795
Дата охранного документа: 20.08.2004
+ добавить свой РИД