очередно связанным с управляемым нм объектом. Длительность за мыкания ключа (посылки сигнала) должна быть больше времени одного оборота щетки распределителя. Тогда замыкание любого ключа независимо друг от друга будет приводить в действие соот ветствующий управляемый объект. Например, если замкнут только ключ № 2, то в течение одного оборота распределителя придет в действие только объект № 2. Если замкнуты все ключи, то за этот же интервал времени придут в. действие все объекты пооче редно.
Недостатком распределительной системы является увеличение длительности передачи одного сигнала до времени одного оборота распределителя. В самом деле, очевидно, что передать две команды от одного ключа за время, меньшее времени одного оборота рас пределителя, в данном случае нельзя.
Как и в предыдущей системе, общее число М передаваемых команд можно увеличить, если использовать не одно, а К качеств
сигналов, т. е. если один и тот же управляющий орган может посылать сигналы с различными качествами (полярностью, ампли тудой, частотой и т. п.). Тогда общее количество передаваемых команд будет равно
М= Кп.
10.2.3.Качественно-комбинационная система телеуправления
В данном случае каждый раз по всем N линиям связи одно
временно в качестве одной команды передается определенная ком бинация К различных качеств токовых импульсов, проходящих по
отдельным линиям связи (рис. 10.5).
Рис. 10.5. Пример качественно-комбинационной системы телеуправления:
К —клю чи; П Р —п о л я р и зо в ан н ы е р ел е, р е аги р у ю щ и е на п о ляр н о сть (к ач ество ) т о к а ; 1—4—у п р ав л яе м ы е о б ъ ек ты
Каждый управляемый объект реагирует на определенную комби нацию этих качеств. Количество таких возможных комбинаций, а значит, и общее количество М команд, передаваемых системой,
определяется по формуле
M = KN.
Время передачи одной команды в этом случае значительно меньше и определяется исключительно временем, необходимым для набора данной комбинации. Команды (комбинации качеств) могут следовать друг за другом в любой последовательности.
Используемыми качествами импульсов тока, как и раньше, могут быть амплитуда, полярность, частота и другие свойства.
10. 2.4. Кодовая система телеуправления
Кодовая система телеуправления (вариант распределительной) применяется при наличии только одной линии связи и состоит в посылке команд в виде комбинаций различных качеств токового импульса, набираемых, однако, не параллельно, а последовательно во времени. Практически такой набор осуществляется при помощи шифраторов.
Время передачи каждой команды ('комбинации) в этом случае определяется суммой времени, необходимой для создания всех от дельных членов комбинации. Команды (комбинации) посылаются поочередно в любой последовательности, причем управляемый объ ект должен реагировать не на одно какое-то качество, а только на вполне определенную комбинацию заданных качеств.
На рис. 10.6 представлены некоторые примеры возможных комбинаций (или, как их называют, кодов). На рис. 10. 6, а пока-
а )
1 ППППП
ппппп
ппппп
t
1ПППП
п п п ° °
пп .пп t
в)
ппппп
пп
пя_ П..ППП-
31
и
U
‘
г)
16
17
■л Г1 pi п г"
о
о
0
<:> о
Рис. 10.6. Примеры возможных комбинаций (команд) при кодо вой системе телеуправления
зана комбинация из пяти импульсов тока определенной длитель ности. Для изменения комбинации, т. е. посылки другой команды, достаточно изменить, например, длительность хотя бы одного им пульса.
На рис. 10.6,6 все импульсы имеют одинаковую длительность. Для изменения комбинации (команды) в этом случае достаточно,
например, изменить число импульсов в комбинации или амплитуду хотя бы одного из импульсов.
На рис. 10.6, в все импульсы имеют одинаковые длительность
и амплитуду. Количество их тоже не может меняться. В этом слу чае для изменения комбинации (команды) можно, например, из менить полярность хотя бы одного из импульсов.
Эти примеры можно было бы продолжить, однако их достаточно для уяснения принципа создания различных команд при кодовой
системе телеуправления.
при таком
Общее число М передаваемых различных команд
принципе можно найти по формуле
М = К • т,
где К — количество используемых качеств токового импульса;
т — количество возможных в каждой комбинации
импульсов
(на рис. 10.6 т = 5).
Кодовую систему можно использовать и для дискретной пере дачи величин управляемых параметров (телеизмерение, телеуправ ление величиной параметра и т. п.). В этом случае количество и расположение импульсов в кодовой комбинации характеризует величину управляющего параметра. Наиболее экономичной являет
ся
двоичная
система кодирования, показанная
на
рис. 10. 6, г для
5
двоичных
разрядов. В этом случае М = 2т.
10.3. ТИПЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕН
Обычные типы электромагнитных реле имеют две или три фик
сированные
позиции переключения контактов,
т.
е. при помощи
одного реле можно осуществить не более трех последовательных переключений.
В схемах телеуправления обычно встречается необходимость в значительно большем количестве последовательных переключе ний. Для этого в распределительных и кодовых системах телеуп равления применяют специальные автоматические переключатели или распределители.
Конструктивно распределители выполняются (рис. 10.7) либо в виде набора неподвижных контактных пластин 7, контакты ко
торых последовательно замыкаются со скользящими по ним щет ками /, либо в виде релейных схем.
В зависимости от способа осуществления движения щеток рас пределители подразделяют на распределители с двигательным при водом, шаговые (электромагнитные) и катодные. В катодных рас пределителях роль щетки выполняет управляемый сфокусирован ный пучок электронов.
10.3.1. Распределители с двигательным и шаговым приводом
Распределители с двигательным приводом приводятся во вра щение маломощными электродвигателями. В современных систе мах телеуправления движение щеток от одного контакта контакт
ной пластины к другому происходит скачками. При этом вал элек тродвигателя вращается непрерывно, а щетки ецепляются с валом электродвигателя периодически с помощью электромагнитной муфты на время перемещения щетки с контакта на контакт.
В шаговых распределителях (рис. 10.7) скачкообразное движе ние щеток 5 осуществляете^ с помощью электромагнита 4. При срабатывании электромагнита его якорь 3 поднимается и переме щает храповое колесо 2 точно на один зуб, что фиксируется спе-
Рис. 10. 7. Принцип действия шагового распре делителя
циальной собачкой 1. Щетки жестко связаны с храповым колесом
и при повороте его на один зуб поворачиваются скачком на рас стояние между двумя соседними контактами пластин 7.
При периодической подаче сигналов в обмотку электромагнита щетки, перемещаясь с контакта на контакт, постепенно проходят все контакты пластин и за следующий оборот колеса 2 начинают
повторять этот обход. С контактов снимается сигнал, подаваемый на управляемый объект, если в момент нахождения щетки на дан
ном контакте он находится
под током. Ток на контакты подается
с помощью
управляющего
органа.
Шаговые
распределители ввиду простоты
и дешевизны полу
чили широкое распространение в системах
телеуправления.
10.3.2. Электронно-лучевые распределители
Принцип
действия
электронно-лучевого
распределителя
(рис.
10. 8)
заключается в следующем. Вылетающие из раскален
ного
катода
1 электроны притягиваются положительно заряжен
ным анодом 4 и, разгоняясь при этом до больших скоростей, про
скакивают через отверстие в аноде. Перед анодом электроны про ходят заряженный отрицательно фокусирующий цилиндр 2, поле
которого стягивает все электроны в узкий луч 3 вдоль оси цилинд
ра. После анода электронный луч проходит между двумя горизон тальными 6 и двумя вертикальными 5 пластинами двух воздушных конденсаторов и попадает на переднюю стенку колбы 7, внутри ко
торой создается сильное разрежение. Подавая на пластины кон денсаторов управляющие электрические напряжения, можно вслед ствие взаимодействия поля конденсаторов с полем электронов от клонять электронный луч в желаемом направлении. В переднюю стенку колбы 7 впаяны контакты 8.
Электронный луч, попадая на один из контактов, замыкает цепь соответствующего управляемого объекта и приводит его в дей ствие.
Напряжения на конденсаторах изменяются так, что электрон ный луч последовательно обходит все контакты 8 и повторяет этот
обход периодически. Следовательно, в распределителе электрон ный луч выполняет роль щеток обычного распределителя.
Основным достоинством электронно-лучевого распределителя, определившим область его применения, является полная безынерционность электронного пучка, вследствие чего скорость обхода им контактов, а значит, и скорость передачи команд практически не ограничены.
Основные недостатки электронно-лучевых распределителей за ключаются в сложности и дороговизне, необходимости высоких (до 1000 в) постоянных анодных напряжений и специальных усилите
лей и генераторов развертки для осуществления
движения элек
тронного пучка.
10.3. 3. Релейные распределители *
Такие распределители могут строиться как
на
контактных
(рис. 10. 9, а), так и на бесконтактных (рис. 10.9,6)
переключате-
* В. С. Малов, Телемеханика, изд. «Энергия», 1965.
лях и реле. В первом случае они по очереди подключают к линии связи (через общую шину + ) управляющие цепи (1, 2, либо, наоборот, линию связи подключают к управляемым объектам. Во втором случае распределитель посылает поочередно на соответст вующие цепи импульсы съема команды (или подачи команды).
Б)
Рис. L0. 9. Релейные распределители
В схеме рис. 10. 9, а тактовый переключатель П при замыкании кнопки «Пуск» поочередно подает напряжение питания Um то на
верхнюю шину I, то на нижнюю шину II. При первом замыкании (вверх) срабатывает реле Pi и своими контактами KPi подготав ливает к включению реле Рг и подсоединяет к линии связи управ ляющую цепь 1. При втором замыкании (вниз) срабатывает реле
Р2 и своими контактами КРг подготавливает к включению реле Рз, отключает реле Pi и управляющую цепь 1 и подсоединяет к линии связи управляющую цепь 2. Далее распределитель работает ана логично до последнего реле Р„. Для выполнения нового цикла надо
нажать на кнопку «Сброс».
В схеме рис. 10.9, б для переключения используются бескон
тактные ферромагнитные реле ФРЬ ФР2 . ФРП (см. разд. 9.2). В исходном положении все они находятся в состояниях, условно принятых за 0. Кратковременным нажатием кнопки «Пуск» ФР1
переводится в состояние «1». После этого начинает работать так товый переключатель П. При замыкании вверх он подает импульс во все обмотки w2, но выходной сигнал, снимаемый только при пе
реводе ФР из состояния «1» в состояние «0», появится при этом в виде импульса только на ФР]. Одновременно с обмотки w3 ФР]
снимается импульс, переводящий ФР2 в состояние «1». Аналогич но при замыкании П вниз срабатывает и дает выходной импульс ФР2, переводя ФРз в состояние «1» и т. д. до последнего ФРП.
Существует и ряд других схем релейных распределителей на контактных и бесконтактных переключателях *, выполняемых на самых различных элементах (реле, диодах, триодах и т. п.).
10. 4. ШИФРАТОРЫ И ДЕШИФРАТОРЫ
Шифраторы и дешифраторы применяются в кодовой и качест венно-комбинационной системах телеуправления и могут строить ся на различных элементах (реле, ферритах, диодах, триодах, ли ниях задержки и т. п.). Ниже рассматриваются два варианта шиф раторов и дешифраторов на реле и диодах применительно к кодовой
системе телеуправления,
построенной
в двоично-десятичной
системе — 8 команд (1 К,
2К . . 8К) на
включение и выключение
8 управляемых объектов передаются по линии связи двоичными кодовыми комбинациями из 3 двоичных ( + 1 и 0) символов, в том числе первая команда (1К) комбинацией 000 (23 = 8). Рассматри ваемые принципы применимы для построения большинства других вариантов шифраторов и дешифраторов.
На рис. 10.10, а каждая команда включает определенную груп
пу контактов. При этом на трех ламелях распределителя Р, соот ветствующих двоичным разрядом 22, 21 и 2°, либо есть напряжение* либо нет. На передачу и выполнение каждой команды отводится 3 шага распределителя, совершаемые за время tn. Следовательно,
на последовательную передачу всех 8 команд потребуется в самом общем случае 24 шага. При передаче, например, четвертой коман ды напряжение в линию связи будет сниматься только с 2 и 3-й
ламелей
распределителя
(код 011).
В дешифраторе (рис.
10.11, а) при этом сработают и самобло-
кируются
реле Р2 и Рз,
переключив свои контакты, распределяю-
* В. А. Ильин, Телеконтроль и телеуправление рассредоточенными объ ектами, Госэнергоиздат, 1963.
„„паппяемым объектам. Легко убещие подключение питания к управляемой
литься, что от 4К подключится только ооъ
-
'
лог ного
на
На
DHC
10 10 б показан диодный шифратор
аналогичного
нэ
па
рис
ш. ш, о liuKdddH д д_
команды напряжение в ли-
значения.
При включении какои-лиоо ком
д
опоепетенных
НИИ связи
будет сниматься через
диоды
только
с
определенных
ламелей распределителя Р. Так, при включении шестой команды (6К) напряжение в линию связи будет сниматься только с 1 и 3-и
ламелей распределителя (код 101).
В дешифраторе (рис. 10.11,6) при этом сработают и самоблокируются реле Pi и Рз, переключив свои контакты на шины 1. Прямые сопротивления диодов значительно меньше сопротивлений R, поэтому потенциалы на всех выходах к управляемым объектам,
кроме выхода к объекту № 6, будут близки к нулю, а объект № 6 включится. Взаимосвязь цепей шифратора и дешифратора устра няется благодаря очень большим обратным сопротивлениям диодов.
10.5. ОСОБЕННОСТИ РАДИОТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ*
Системы радиотелеуправления применяются при больших рас стояниях до управляемого объекта или при управлении подвижным объектом (кораблем, ракетой и т. п.). Такие системы, как прави
ло, сложнее проводных, поэтому желательно для всего комплекса управления использовать только одну систему, т. е. максимально уплотнить линию радиосвязи. Кроме того, линии радиосвязи наи более сильно подвержены воздействию различных помех и вопрос
* Ф. И. Б а р с у к о в , Радиотелемеханика, Госэнергоиздат, 1962.
о их помехоустойчивости приобретает особо важное значение. Ука занные особенности определяют в основном специфику построения систем радиотелеуправления.
Различают командные системы радиотелеуправления, в кото
рых объект управляется командами, посылаемыми по линии радио связи, системы управления по радиолучу, в которых поддержива
ется только заданное радиолучом направление движения объекта, системы самонаведения, в которых направление движения управ
ляемого объекта на цель поддерживается самим объектом по ра диолучу, направляемому объектом на цель, и автономные системы,
в которых движение управляемого объекта осуществляется по заранее заданной программе, корректируемой во время движения самим объектом путем непрерывной или периодической самопро верки правильности выполнения программы.
Можно также создать комбинированные системы, в которых
либо одновременно, либо на отдельных этапах используются раз личные варианты управления (например, на начальном участке полета ракеты может быть использована система командного управления или управления по радиолучу, а на конечном участ ке — система самонаведения).
В данном разделе рассматриваются особенности командных систем телеуправления, так как остальные системы по своему на значению являются специфическими и значительно отличаются от систем телеуправления общего назначения по способам их реа лизации.
Из рассмотренных выше систем в радиотелеуправлении наибо лее часто применяются распределительная и кодовая системы те леуправления.
Уплотнение линии радиосвязи в этом случае достигается в основ ном за счет увеличения скорости передачи команд при использова нии бесконтактных элементов для построения аппаратуры. Широкое применение получила также частотная система телеуправления,
позволяющая уплотнить «канал радиосвязи и обеспечивающая наи лучшую по сравнению с другими системами помехозащищен ность *.
Блок-схема частотной системы телеуправления показана на рис. 10. 12. Управляющие команды переключателями Кг подклю чают соответствующие генераторы Г* колебаний с частотами /*. Эти колебания через фильтры Фг-, сглаживающие паразитные ча стоты, и передатчик Пер, одновременно усиливающий амплитуду колебаний, передаются в линию связи. Приемник Пр усиливает принятые колебания и подает их на систему приемных фильтров Ф! настроенных каждый на определенную частоту /г*. Колебание
