Канал регулятора хода
На рис. 1.4, а изображены два соседних периода канальных импульсов. Поскольку скорость изменения передаваемой команды невелика по сравнению с частотой следования импульсов, их длительность в соседних периодах отличается незначительно.
Пусть для определенности длительность канального импульса больше опорной (τк > τ0). Так как информация о длительности передаваемой команды содержится в разности Δτ = τк — τ0, в первую очередь ее и необходимо восстановить.
Для этой цели передним фронтом принятого канального импульса запускают местный опорный генератор, работающий в ждущем режиме. Длительность вырабатываемых им импульсов должна быть равной τ0 = 1,5 мс (рис. 1.4, б). Далее производится вычитание этих импульсов с получением разностных (рис. 1.4, в).
Рис. 1.4. Принцип восстановления командного сигнала:
а — канальные импульсы; б — опорные импульсы; в — разностные импульсы; г — напряжение, подаваемое на двигатель
Очевидно, что при отклонении ручки управления от нейтрального положения до крайнего, длительность разностных импульсов будет меняться в пределах Δτ = 0–0,5 мс. Период их следования (Тп) по-прежнему равен 20 мс. Непосредственно эти импульсы подавать на двигатель регулятора хода нельзя. Дело в том, что электродвигатель, инерционность ротора которого велика, при питании импульсами напряжения, следующими с частотой 50 Гц, будет играть роль механического фильтра нижних частот. Скорость вращения его ротора будет определяться средним значением напряжения за период следования импульсов, которое можно определить по формуле
Uср = Uп·τ/Tп (1.1)
Легко подсчитать, что при амплитуде импульсов, равной напряжению питания (например Uп = 12 В), среднее значение напряжения окажется равным Uср = 1225·0,5/20 = 0,3 В даже при максимальном отклонении ручки управления.
По этой причине разностные импульсы в канале регулятора хода необходимо удлинять до величины ту, причем с сохранением пропорциональности удлиненных импульсов углу отклонения ручки управления. Другими словами, необходимо обеспечить равенство
τу = Ку·Δτ
Если коэффициент удлинения Ку выбрать равным 40, то изменение разностного импульса в пределах Δτ = 0–0,5 мс вызовет изменение удлиненных импульсов в диапазоне τу = 0 — 20 мс (рис. 1.4, г). Соответственно среднее значение напряжения, подаваемого на двигатель, определяемое теперь формулой
Uср = Uп·τу/Tп (1.2)
будет меняться от нуля до, примерно, Uп = 12 В. Так работают каналы практически всех регуляторов хода.
Помимо удлинения импульсов, в регуляторе хода еще должна быть решена задача распознавания знака передаваемой команды, определяющего направление вращения исполнительного двигателя.
Канал рулевой машинки
Рассмотрим логику работы рулевой машинки. Пусть ручка управления передними колесами модели и сами передние колеса находятся в нейтральном положении. Длительность канального импульса при этом равна τк = τ0 = 1,5 мс.
Длительность Δτ = 0 (см. рис. 1.4, а, б, в). Двигатель рулевой машинки не вращается.
При отклонении ручки управления от нейтрального положения, длительность канального импульса становится больше τ0(например τк = 1,7 мс). Удлиненный разностный импульс приводит двигатель во вращение. Механизм поворота, помимо колес, вращает и регулятор длительности опорного импульса, вырабатываемого бортовым генератором. Двигатель остановится в тот момент, когда Δτ станет равным нулю. В новом установившемся положении длительность опорного импульса опять будет равна длительности командного (в нашем примере τк = τ0 = 1,7 мс.)
Вывод. Канал рулевой машинки отличается от канала регулятора хода наличием связи между текущим положением рулевого механизма и длительностью опорных импульсов.