Commande proportionnelle discrète. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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QU'EST-CE QUE LE CONTRÔLE PROPORTIONNEL DISCRET ?

Tout d'abord, très brièvement sur la commande proportionnelle. Si la position d'un actionneur sur le modèle, tel que le volant d'un bateau, change selon la loi de changement de position du levier de commande de l'émetteur, alors le modèle est dit exécuter une commande d'opérateur proportionnel. Le plus souvent, et c'est naturel, la dépendance de la position de l'actionneur à la position de l'organe de commande est rendue linéaire (directement proportionnelle).

Dans les équipements proportionnels, en règle générale, la modulation de largeur d'impulsion (PWM) est utilisée. La largeur des impulsions de commande de modulation dans l'émetteur change lorsque la position du levier de commande change. Le démodulateur du modèle génère un signal qui déplace le corps de travail de l'actionneur en fonction de la largeur des impulsions de modulation du signal PWM reçu.

Dans certains cas, il est avantageux (du point de vue de la simplicité et du coût des équipements de radiocommande) d'utiliser une commande proportionnelle discrète pour contrôler un modèle spécifique. Ainsi, par exemple, pour allumer, éteindre et inverser (changer le sens de rotation du rotor) les moteurs électriques du modèle, seules des commandes discrètes suffisent, mais pour contrôler le mécanisme de direction, une commande proportionnelle est nécessaire. Le mouvement d'un tel modèle est beaucoup plus naturel, il est plus maniable et il est beaucoup plus facile et agréable à conduire. Le codeur du système de commande discret-proportionnel est conçu de telle manière qu'il est capable de générer simultanément des commandes discrètes et proportionnelles. Ce type de codeur sera discuté plus loin.

MODULE DE CONTRÔLE PROPORTIONNEL DISCRET

Son schéma est représenté sur la Fig. 1. Supposons que lorsque la tension d'alimentation est activée, le curseur de la résistance variable R3 et le contact mobile de l'interrupteur SA1 sont en position médiane. Un niveau haut apparaît à la sortie inverseuse (broche 2) du déclencheur DD3 (Fig. 2, c), ce qui permettra le passage à la base du transistor VT1 uniquement de l'impulsion appliquée aux deux premiers combinés selon l'entrée circuit de l'élément DD4.2.

Riz. 1. Schéma de principe d'un codeur proportionnel discret (cliquez pour agrandir)

Après un certain temps, les impulsions du générateur d'horloge (il est assemblé sur les éléments DD1.1 et DD1.2) commenceront à arriver à l'entrée du registre à décalage à huit bits DD2.1, DD2.2 et à l'entrée supérieure de l'élément DD4.2. Le niveau 1 apparaîtra alternativement aux sorties du registre Un niveau haut de la sortie 3 du registre DD2.1 (Fig. 2, b) déclenchera le monocoup monté sur les éléments DD1.3, DD1.4, une impulsion positive apparaîtra à la sortie de l'inverseur DD4.3, qui atteint la base du transistor VT1 (Fig. 2.e). La durée de cette impulsion dépend de la position du curseur de la résistance variable R3. Cette partie du signal de sortie sera la commande proportionnelle.

Riz. 2. Chronogrammes de fonctionnement du module M4.

Dès qu'un niveau haut apparaît à la sortie 4 du registre DD2.2, les deux registres reviennent à leur état d'origine et à la sortie directe du déclencheur DD3, le niveau passe de 0 à 1 (Fig. 2d). Cela signifie que l'élément DD4.1 est prêt à sauter des impulsions d'horloge vers la sortie. Cinq impulsions passeront à la sortie - de la 11e à la 15e commande "Stop" (Fig. 2, e). A partir de la 16ème impulsion d'horloge, tout le processus considéré pour la formation d'une impulsion proportionnelle et les signaux de la commande "Stop" seront à nouveau répétés.

Si, pendant le fonctionnement de l'encodeur, l'opérateur commence à modifier la position du curseur de la résistance variable R3, la durée de l'impulsion proportionnelle changera. Lorsque vous déplacez le curseur de la résistance R3 vers la droite selon le schéma, la durée augmentera. À l'extrême droite du moteur, la durée du signal du vibrateur unique est de 10 ms, en moyenne - 6 ms et à l'extrême gauche - 2 ms. La résistance R2 limite la durée d'impulsion minimale. Lorsque vous modifiez la durée d'impulsion d'un one-shot, la pente de l'impulsion se déplace, pas son front.

En position 1 du commutateur SA1 dans chaque groupe, il y aura quatre impulsions d'horloge, ce qui correspond à la commande "Avant", en position 3 dans le groupe, il y aura trois impulsions - la commande "Retour".

MPN-1 a été utilisé comme commutateur SA1 dans l'encodeur ; tout autre de petite taille pour trois positions et une direction convient également. Résistance variable RZ-SPO-0,5 groupe A.

Pour établir le module, l'oscilloscope est connecté à KT1, la tension d'alimentation du module est activée et la sélection de la résistance R2 (le curseur de la résistance variable R3 doit être en position gauche selon le schéma) atteint une durée d'impulsion proportionnelle de 2 ms . Déplacez le curseur de la résistance R3 vers la bonne position et vérifiez la durée d'impulsion maximale. Après cela, assurez-vous que le nombre d'impulsions dans le groupe est cohérent dans les trois positions du commutateur SA1.

MODULE DÉCODEUR DISCRET-PROPORTIONNEL

Bien sûr, la "chasse" constante du cap souhaité du yacht, inévitable avec une direction discrète, comme décrit dans la section précédente, est très fatigante pour l'opérateur. Par conséquent, le désir de contrôler le volant proportionnellement est tout à fait naturel, et des commandes discrètes suffisent pour contrôler le mouvement avant et arrière. Un tel encodeur - M4 - a déjà été envisagé par nous, et nous allons maintenant parler du décodeur correspondant. Sur la fig. 3 montre son schéma de principe. Considérons le processus de décodage de la commande en utilisant l'exemple de la commande "Stop" et d'une impulsion de direction proportionnelle.

Riz. 3. Schéma de principe d'un décodeur discret-proportionnel (cliquez pour agrandir)

Dans l'état initial (en l'absence d'impulsions d'entrée), toutes les sorties des registres DD3.1, DD3.2, DD5.1, DD6.1, DD6.2 seront au niveau 0, ce qui correspond à la commande "Stop". Étant donné que la position du volant du modèle correspond à la position du curseur de la résistance R5 (le curseur de la résistance est connecté mécaniquement à la machine à gouverner), supposons qu'ils sont en position médiane - "Volant droit".

Ici, la première impulsion proportionnelle est apparue à la sortie de l'inverseur DD1.1 (Fig. 4, a). Il mettra en marche le vibreur unique, monté sur les éléments DD1.2, DD1.3, et ira à l'entrée de comptage C des registres DD3.1, DD3.2, ainsi qu'à l'entrée supérieure du DD2.2 élément selon le schéma. Puisqu'à ce moment le niveau 1 sera à la seconde entrée de cet élément, l'impulsion ne passera pas par l'élément. A la fin de l'impulsion, le niveau 1 apparaîtra sur la sortie 1 du registre DD3.1.

Après un temps de 5T (Fig. 4, b) à la sortie du vibrateur unique (la sortie de l'élément DD1.3), le niveau 1 apparaîtra et le registre DD3.1 sera remis à son état d'origine.

Riz. 4. Chronogrammes de fonctionnement du module M16.

Ensuite, à la sortie de l'onduleur DD1.1, les signaux de la commande "Stop" apparaîtront, dont le premier redémarrera le one-shot DD1.2, DD1.3. Des impulsions de commande vont provoquer l'apparition alternée du niveau 1 aux sorties des registres DD3.1, DD3.2. Le niveau 1 de la sortie 3 du registre DD3.1 (Fig. 4, c) fera apparaître un niveau haut à la sortie 1 des registres DD5.1, DD6.1, permettant ainsi à l'impulsion de canal de traverser l'élément DD2.2. 5. Après un temps de 4T le long du front du signal du premier vibreur unique (Fig. 3.1, b), les registres DD3.2, DDXNUMX seront remis à leur état d'origine.

L'impulsion proportionnelle positive apparue en sortie de l'élément DD2.2 lancera cette fois le deuxième monocoup, monté sur les éléments DD4.2 et DD4.3. La durée de son impulsion dépend de la capacité du condensateur C3 et de la résistance des résistances R3, R5. Si nous supposons que l'impulsion de ce vibrateur unique est exactement égale en durée à l'impulsion proportionnelle d'entrée, alors anti-phase, mais identique en amplitude et en durée, les impulsions agiront sur les bornes extrêmes de la résistance R4 (Fig. 4, e , F). Par conséquent, à la sortie - à la borne 55 du module - une tension constante apparaîtra égale à la moitié de la tension d'alimentation, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de signal de désadaptation.

Si les durées sont différentes, un signal de désadaptation de l'une ou l'autre polarité apparaîtra à la broche 55, selon que l'impulsion proportionnelle d'entrée est plus longue ou plus courte. Le servomoteur tournera dans cette direction jusqu'à ce que le curseur de la résistance R5 prenne une position où le signal d'erreur devient nul.

A la fin de l'impulsion proportionnelle, le nœud assemblé sur les éléments DD2.3 et DD2.4 générera une courte impulsion (Fig.4, g), qui transférera le registre DD5.1 ​​​​dans son état d'origine (niveau 0 à la sortie 1). Cela signifie que l'élément DD2.2 est fermé. Après un certain temps, 5T enregistre DD3.1, DD3.2 reviendra à son état d'origine.

Ensuite, le deuxième groupe de la commande "Stop" viendra à l'entrée du module et l'ensemble du processus sera répété.

Il est proposé de considérer indépendamment le processus de décodage des commandes "Avancer" et "Retour" à la fois sans interférence et avec elles. Dans ce cas, il faut tenir compte du fait que la tension de commande de la première commande apparaît après le quatrième groupe à la borne 53 du module, et le second - 54.

En conclusion, on note que les signaux des commandes « Stop », « Forward » et « Back » servent simultanément d'impulsions de synchronisation d'impulsions proportionnelles.

Résistances R3, R4 dans le module SDR-1. En tant que résistance R4 dans la machine à gouverner, une résistance de l'équipement Supronar est utilisée.

littérature

1. A.A. Proskurine. "Équipement de radiocommande modulaire". FOSAAF éd. 1988

Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru

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