Устройство для стабилизации линейной скорости движения магнитного носителя

 

Использование: приборостроение, а именно механизмы транспортировки носителя информации аппаратуры магнитной записи , применяемой в системах регистрации полетных данных, работающих в особо жестких условиях эксплуатации. Сущность изобретения: устройство содержит подающую 1 и приемную 2 кассеты, генераторные датчики 3 и 4 угловой скорости, усилитель мощности 5, приводной двигатель 6 приемной кассеты 2, блок управления 7, генератор 8 импульсов, перекидной ключ 9, счетчик 10 и цифроаналоговый преобразователь 11. 3-7- 10-11-5-6-2, 2-4-7. 8-7. 7-9-11, 10-7, 3 ил.

союз советскйх

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) ((I) (я)5 G 11 В 15/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4900035/10 (22) 08.01.91 (46) 23.10.92. Бюл. М 39 (71) Смоленский филиал Московского энергетического института (72) А,М.Ковалев, В.В.Круглов, В.Л.Белиневич, В.А.Зубов и В.С.Горьков (56) Авторское свидетельство СССР

N 1471219, кл. G 11 В 15/46, 1990.

Авторское свидетельство СССР

М 496594, кл. G 11 В 15/46, 1975. (54).УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ

Л ИН ЕЙНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕ Н ИЯ МАГНИТНОГО НОСИТЕЛЯ (57) Использование: приборостроение, а именно механизмы транспортировки носителя информации аппаратуры магнитной записи, применяемой в системах регистрации полетных данных, работающих в особо жестких условиях эксплуатации. Сущность изобретения: устройство содержит подающую

1 и приемную 2 кассеты, генераторные датчики 3 и 4 угловой скорости, усилитель мощности 5, приводной двигатель 6 приемной кассеты 2; блок управления 7, генератор 8 импульсов, перекидной ключ 9, счетчик 10 и цифроаналоговый преобразователь 11. 3-710-11-5-6-2, 2-4-7, 8-7, 7-9-11, 10-7, 3 ил.

1770983

30

Изобретение относится к области приаоростроения, а именно. к механизмам транспортировки носителей информации аппаратуры магнитной записи, применяемой в системах регистрации полетных данных, работающих в особо жестких условиях эксплуатации, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее подающую и приемную кассеты, связанные с генераторными датчиками угловой скорости, усилитель мощности, соединенный через приводной двигатель с приемной кассетой и блок управления.

Недостатком известного устройства является низкая точность стабилизации линейной скорости; обусловленная применением аналогового квадратора.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее подающую и приемную кассеты, связанные с генераторными датчиками угловой скорости, усилитель мощности, соединенный через приводной двигатель с приемной кассетой и блок управления, согласно изобретению, введены генератор импульсов, перекидной ключ, счетчик и цифроаналоговый преобразователь, причем первый и второй. входы блока управления связаны с выходами датчиков угловой скорости, третий вход подключен к выходу генератора импульсов, а четвертый вход связан с выходом счетчика и кодовым входом цифроаналогового преобразователя, первый выход блока управления соединен с управляющим входом перекидного ключа и шиной направления счета счетчика, второй его выход подключен к шине сброса счетчика, третий выход блока управления связан со счетным входом, а четвертый вход объединен с шиной записи кода счетчика, потенциальный вход цифроаналогового преобразователя подключен через перекидной ключ к двум введенным разнополярным источникам опорного напря кения. выход цифроаналогового преобразователя соединен с входом усилителя мощности.

На фиг,1 представлена блок-схема устройства для стабилизации линейной скорости движения магнитного носителя; на фиг,2 — структура блока управления; на фиг,3 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства, Устройство для стабилизации линейной скорости движения магнитного носителя (фиг.1) содержит подающую 1 и приемную 2 кассеты, cåÿçç.1ííå с генераторными датчиками 3,4 угловой скорости, усилитель мощности 5, соединенный через приводной двигатель 6 с приемной кассетой 2, блок управления 7, генератор 8 импульсов, перекидной ключ 9, счетчик 10 и цифроаналоговый преобразователь 11, причем первый и второй входы блока управления 7 связаны с выходами датчиков 3,4 угловой скорости; третий вход подключен к выходу генератора

8 импульсов, а четвертый вход объединен с выходом счетчика 10 и кодовым входом цифроаналогового преобразователя 11, первый выход блока управления 7 соединен с управляющим входом перекидного ключа 9 и шиной направления счета счетчика 10, второй

его выход подключен к шине сброса счетчика 9, третий выход блока управления 7 связан со счетным входом, а четвертый выход объединен с шиной записи кода счетчика 10, потенциальный вход цифроаналогового преобразователя 11 подключен через перекидной ключ 9 к двум разнополя рным источникам опорного напряжения, выход цифроаналогового преобразователя 11 соединен с входом усилителя мощности 5.

Устройство работает следующим образом.

Генераторные датчики 3,4, механически связанные с подающей 1 и приемной 2 кассетами, вырабатывают импульсы с частота11и f1. f2 пропорциональными соответствующим скоростям вращения.

Блок управления 7, тактируясь сигналами

3,4, формирует последовательность чередующихся импульсов с длительностями равными периодам Т1 = 1/01, Т2 = 1/f2 отмеченных сигналов.

С началом каждого из указанных импульсов в счетчик 10 сигналов от блока управления 7 по шине записи вносится код Np, а ключ 9 подключает шинку опорного источника цифроаналогового преобразователя

11. к источнику -Uo. счетчик 10 при этом переводится в режим вычитания. Код счетчика под воздействием импульсов блока 8 при этом уменьшается, вплоть до нуля, что фиксируется блоком управления 7, В указанный момент в счетчик снова вносится код N<, и счетчик переводится в режим суммирования, а ключ 9 соединяет блок 11 с источником +U<. Такое состояние сохраняется вплоть до окончания соответствующего импульса длительностью Т1 или Т2, после чего счетчик сбрасывается. На выходе ЦАП

11 при этом формируется напряжение, имеющее вид, приведенный на позиции 11 фиг.3. Легко видеть, что данный сигнал представляет собой сумму импульсов треугольной и прямоугольной формы (см,поэ.

11, 11 фиг.3). Среднее за цикл Тц выделе

1 11

Ua= U1+ U2

norw Т1 к q Ti т ()

Uo res т2 кцзп T2 (1О

2 т„ о — — —— иок,. и т

2 тц

No

20о No Кцап

f Т„ д - ЫЬЮ N2T1

2 т„ (Т1 + Тг ) .„(4) 2 о ги г

2Π— .,п ВГ+ ВЗ

Таким обоазом, величина стабилизируемой скорости V определяется конструктивными

30 параметрами кассеты Э (радиусы "пустой".и

"полной" кассет), датчика угловой скорости (число m импульсов за полный оборот кассеты) и электрическими параметрами (частотой генератора 1,и и фиксированным кодом

Д5 Ко). Легко видеть, что все указанные параметры либо строго постоянны (R1, R2, m, No}, либо могут быть сделаны стабильными (fr стабилизируется применением в генераторе 8 кварцевого резонатора). С другой сто40 роны применение описанной структуры стабилизатора устраняет составляющую погрешности как от изменения напряжения опорного источника Up, так и от изменения крутизны ЦАП 11.

Отсюда следует

Поясним выбор частоты fry генератрв 8 и фиксированного кода Np.

Обе эти величины определяют значение стабилизированной линейной скорости дви50 жения магнитного носителя, но от fr зависит погрешность дискретизации дд цифровых эквивалентов периодов Т1, Тг, поэтому fry следует выбирать исходя из допустимой величины дд, Последняя

55 определяется для крайних положений ленты в кассетах соотношением: ния совокупности Т1, Тг сигнала 11 в этом случае оказывается пропорциональным сумме квадратов указанных периодов, поскольку вольт-секундные площади здесь следующие

Здесь N1 = тГи Т1 Йг тги T2 — коды счетчика

10, пропорциональные периодам Т1. Тг; 1ги — частота генератора 8; Кцап — крутизна

ЦАП 11.

Среднее же значение составляющей 11 за тот же.цикл — величина фиксированная, равная

03 = 2 Up No Кцап ) -1- (2)

Nî 1 тги Тц

Она играет роль уставки в системе стабилизации, Сам алгоритм стабилизации так >ке как и.в прототипе сводится к следующему. Известно, что сумма квадратов текущих радиусов намотки г1 подающей 1 и r2 приемной

2 кассет фиксирована и равна В1 + R22.

Здесь R1 и. R2- радиусы "пустой" и "полной" кассет. С другой стороны, текущие радиусы

r1 и r2 связаны со стабилизируемой скоростью v числом импульсов за оборот кассеты

m и периодами Т1, Тг соотношениями

u m T1 u m T2 г1 = — 2д гг 2л

„2, 2 (Т +Т ) =R)+R3

47Р

Последнее соотношение лежит в основе an горитма стабилизации скорости, Из описанной работы блоков следует что на вход усилителя 5 поступает сигнал имеющий вид, приведенный на поэ.11 фиг,З, я вл я ющийся. суммой 2 раз нополяр ных составляющих 11 и 11 . Усилитель 5 выделяет постоянную составляющую этого сигнала и усиливает ее. Полученное таким образом напряжение используется для запитки приводно — î двигателя 6. При выборе большого коэффициента усиления Куо усилителя постоянную составляющую входного сигнала можно практически считать равной нулю, т.е, С учетом соотношений (1) и (2) получаем

Выражая иэ (3) сумму квадратов периодов (Т 2 + Т 2) и подставляя ее в (4), получаем

1 2

Отсюда линейная скорость движения носителя оказывается равной:

1770983

10

Т о — — т

Ч2

Т—

Um о г ги

Т =То

55 усилителя мощности, Отсюда значение fn, обеспечивающее допустимую величину дд .

ft = д (! 2)

Um

Д 27K

При найденной частоте f« (5) получаем величину кода Np

Выбор такого кода соответствует формированию длительности То — двух. импульсов уставки, используемых в цикле: т где Т = Т1 = Т2 — длительность периодов Т1, Т2 при одинаковом объеме ленты на обеих кассетах, Поэтому 1 о 7t, Эта длиУm тельность и формируется при вписывании в счетчик кода Ь4, определяемого соотношением (6), Действительно, из (6) следует, что

Таким образом, при использовании кода Мо длительность импульса уставки (составляющая 11 см, фиг.3) оказывается в g раз меньше среднего периода Т, что обеспечивает работоспособность системьг, как это нетрудно показать при соотношении

На фиг.2 приведена одна из возможных реализаций блока управления 7. В его состав входят: формирователь 18 импульса сброса счетчика; схема 19 выявления нулевого состояния счетчика; формирователи

20, 21 коротких импульсов; схема ИЛИ 22; триггер с раздельными входами 23; схема совпадения 17, Управляет работой указанных блоков формирователь последовательности чередующихся импульсов с длительностями Т1, Т2. Последний реализован на двухразряд15

45 ном двоичном счетчике (триггеры 15, 16) с коммутируемым входом. Коммутация сигналов к входу счетчика производится с помощью схемы совпадения 12,13 и схемы

ИЛИ 14.

Легко видеть, что на прямом выходе триггера 15 формируется последовательность импульсов с длительностями Т1, Tz. Bo время действия каждого из них открывается схема совпадения 17 и импульсы от генератора 8 поступают на вход счетчика 10. По окончании каждого из сформированных импульсов срабатывает формирователь 18, вырабатывая импульс сброса счетчика, Вначале,же каждого из этих импульсов срабатывает формирователь 20 и через схему

ИЛИ 22 "дает команду" записи кода в счетчик. Одновременно устанавливается триггер 23 в положение, обеспечивающее режим вычитания в счетчике 10, Блок 19 выявляет нулевую комбинацию в счетчике, запуская при этом формирователь 21, который через схему 22 осуществляет повтооное внесение в счетчик коДа Np. В этом вРемЯ перебрасывается триггер 23 и счетчик переводится в режим суммирования, Формула изобретения

Устройство для стабилизации линейной скорости движения магнитного носителя, содержащее. подающую и приемную кассеты, связанные с генераторными датчиками угловой скорости, усилитель мощности, соединенный через приводной двигатель с приемной кассетой, и блок управления, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы, в.него введены генератор импульсов, перекидной ключ, счетчик и цифроаналоговый преобразователь, причем первый и. второй входы блока управления связаны с выходами датчиков угловой скорости, третий вход подключен к выходу генератора импульсов, а четвертый вход связан с выходом счетчика и кодовым Вхо дом цифроаналогового преобразователя, первый выход блока управления соединен с управляющим входом перекидного ключа и шиной направления счета счетчика, второй его выход подключен к вине сброса счетчика, третий выход блока управления связан с счетным входом, а четвертый выход связан с шиной записи кода счетчика, потенциальный вход цифроаналогового преобразователя подключен через перекидной ключ к двум введенным разнополярным источникам опорного напряжения, выход цифроаналогового преобразователя соединен с входом

)770983 к IO от IO (сброс) (код счетчика) ° IO (эяпись коаа) Фиг т2

1О

A/О щ,хц,к Л

Ы и;- т

11 а,.ьк,;

Фиг. 3

Редактор Т, Орлова

Заказ 3744 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина. 101

1 от 3 — — 1

I . I от 4 — — -Ф1

1 !

1

1

I

Составитель Н,Полякова

Техред М.Моргентал Корректор: А. Корович