автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Разработка и исследование систем стабилизации линейной скорости движения магнитного носителя информации в бестонвальных лентопротяжных механизмов

Р1 Ь ин

1 7 АПР 1ВС5

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (технический университет)

На правах рукописи

ГОРЬКОВ ВЛАДИМИР СЕРГЕЕВИЧ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ СТАБИЛИЗАЦИИ ЛИНЕЙНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ МАГНИТНОГО НОСИТЕЛЯ ИНФОРМАЦИИ В БЕСТОНВАЛЬШХ ЛЕНТОПРОТЯЖНЫХ МЕХАНИЗМАХ

Специальность: 05.13.05 - Элементы и устройства вы'числительной техники и систем управления

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1995

Работа выполнена на кафедре У правленая и информатики Московского энергетического института (технического унявеситета).

Научный руководитель - доктор технических наук,профессор

КРУГЛОВ Владимир Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук,профессор

МОСКАЛЕВ Александр Иванович,

кандидат технических наук, докторант ПЕРЕЛЯЕВ Сергей Егорович.

Ведущая организация - Научно-исследовательский институт

эксплуатации и ремонта авиационное техники, в/ч Л75360.

Защита диссертации состоится 19 мая 1995 г. в аудитории Г-310 в 16 час. 00 мин. на заседании, диссертационного Совета К 053.16.09 Московского энергетического инотитута (технического университета).

Отзывы (в двух экземплярах , заверенные печатью) просим направлять по адресу: Ш250, Москва, ул. Краснока-

зарменная, д.14, Ученый Совет Московского энергетического института (технического университета).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского энергетического института (технического университета).

Автореферат разослан "_"_199_г.

Ученый секретарь диссертационного к.т.н..доцент

Совета К 053.16.09

Дорошенко А.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТК

Актуальность темы. Одним из важнейших факторов, определяющих качество регистрации и воспроизведения информации в устройствах магнитной записи, является стабильность линейной скорости движения носителя информации - магнитной ленты - в лентопротяжных механизмах (ЛПМ).

В традиционных тонвальных ЛПМ задача стабилизации данной скорости решается сравнительно просто - путем стабилизации угловой скорости вращения тонвала. В получивших же определенное распространение на практике бестонвальных ЛПМ из-за конструктивных особенностей последних (отсутствия тонвала и заполнения объема ЛПМ рабочей жидкостью) непосредственное контактов регулирование и измерение текущей линейной скорости движения носителя информации невозможно, что вызывает значительные сложности при их реализации и существенно влияет на качество стабилизации. Проведенный обзор литературы показал на отсутствие в данной области удовлетворительных алгоритмических и схематических решений, а также соответствующих теоретических исследований.

В этой связи актуальной представляется разработка и исследование систем автоматической стабилизации движения магнитной ленты в бестонвальных ЛПМ.

Целью работы является разработка систем стабилизации средней и мгновенной линейной скорости движения носителя информации в бестонвальных ЛПМ в случае невозможности её прямого измерения, исследование их статических и динамических характеристик, разработка схемных реализаций таких систем и их отдельных элементов, практическое их применение в реальных устройствах магнитнэй записи.

Для достижения поставленной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

1) анализ известных подходов к решению задачи стабилизации линейной скорости в лентопротяжном ¡механизме;

2) выявление особенностей ЛПМ как объекта автоматизации;

3) разработка структур систем стабилизации средней и мгновенной линейной скорости;

4) разработка методов исследования динамики систем стабилизации с учетом особенностей функционирования ЛПМ;

о) Разработка конкретных схвмотических реализаций ориентированных на широкое практическое производство и применение.

Методы исследования в диссертационной работе основываются на методах теорий автоматического управления, теоретическо электротехники и численного моделирования. Достоверность теоретических исследований подтверждена данными эксперимента.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- разработаны новые системы стабилизации линейной скорости движенш магнитного носителя информации в бестонвальных ШШ, новизна которых подтверждена тремя авторскими свидетельствами СССР;

- получены аналитические соотношения! характеризующие статический и динамический режимы работы ЖШ, как объекта управления, рассмотрен механизм возникновения и существования случайной нестабильности мгновенной скорости вращения ведущей кассеты;

- получено математическое описание и предложен аналитический подход к исследованию устойчивости в "малом" линеаризованной системы ста билизации;

- разработаны алгоритмы численного моделирования функционирования систем стабилизации и варианты программ их реализации, при помощи которых проведен анализ влияния параметров элементов схем на качество работы систем;

- разработаны новые бестонвальные датчики линейной скорости движения магнитной ленты в бестонвальных ЛПМ.

Практическая ценность работы» На основе теоретических результатов, полученных в работе, разработана совокупность методов и реализующих их структур, обеспечивающих стабилизацию как средней, так и мгновенной линейной скорости, таким образом, что её нестабильность уменьшается с 20£ до 2% от номинального значения я, кроме того, достигается двукратное увеличение времени записи без изменения длины магнитного носителя.

Реализация результатов исследований произведена в Киевском НПО "Электронприбор", где они были приняты к ОКР для разработки вариантов регистраторов полетных данных (так называемых "черных ящиков") типа "Тестер - УЗ".

Апробация работ ы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международной конференции "Актуальные проблемы фундоментальных наук" (Москва, МГТУ, 1991г.); на научно-практической конференции, посвященной 30-летнему юбилею Смоленского

- ь -

1лиала МЭИ (Смоленск, СФ МЭИ, 1991г.), на научных семинарах кафедры »томатики Смоленского филиала МЭИ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано II работ, в >м числе 3 авторских свидетельства на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит } введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 70 наиме-)ваний и приложений. Диссертация изложена на 445 страницах основ->го текста, содержит 48 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТА

Во введении обосновывяется актуальность теки диссертации, формулированы цели исследований, приведены научные положения, выносите на защиту, дана общая характеристика работы.

В первой главе рассмотрены особенности построения конк-$тных лентопротяжных механизмов, проведен обзор и анализ известных уездов стабилизации линейной скорости движения носителя информации. В ре-(Гльтате проведенного обзора источников технической информации предло-!на классификация и рассмотрены примеры бестонвальных систем ста5или-ации. Приведена их сравнительная характеристика, позволяющая сделать ¿вод о перспективных с точки зрения технологичности изготовления, не->жности и качества стабилизации, структур.

Анализ известных методов стабилизации линейной скорости дает воз-зжность сделать вывод о том, что функциональная схема обобщенной бес-жвальной структуры будет такой же, как и для тонвальных структур. Рал-!чия же их реализации определяет конструкция ЛПЫ, который представля-: собственно объект управления. Бестонвальное выполнение ЛПМ существен) затрудняет регулирование линейной скорости движения магнитного носи-»ля и делает невозможным измерение её текущего значения. Последнее об-?оятельство является определяющим при построении блока обратной связи, 1авным образом характеризующего качество процесса стабилизации, надвж->сть и технологичность изготовления реализующих его систем, поскольку япение проблемы регулирования скорости в этом случае в значительной ?еиени зависит от того, насколько точно сигнал обратной связи отража-? реальную скорость движения носителя и с каким затратам« этот сигнал ¡лучен.

Обзор источников технической информации свидетельствует о той, что :е известные бестонвальные структуры обладают значительным* недостат-шн, и ■ первую очередь юс следует отчеств к организация блока обрат-

ной связи. Кроме того, отсутствуют какие либо теоретические исследования особенностей бестонвального ЛПМ как объекта управления и рассматриваемых систем стабилизации в целом.

Для принятой базовой структуры бестонвального ЛПМ произведена конкретизация задачи исследования.

Во второй главе проводится анализ статических характеристик ЛПМ, рассматривается оригинальные, разработанные с участием автора, способы организации блока обратной связи и построенные на их основе методы стабилизации линейной скорости движения носителя информации Приводится также описание структур, реализующих эти методы.

Исследование статических характеристик лентопротяжного механизма, который представляет собой собственно объект регулирования системы стабилизации линейной скорости, в частности, показало, что ЛПМ является нестационарным звеном, создающим меняющийся во времени момент нагрузки двигателя. В то же время, двигатель, ввиду наличия у него напряжения трогания, является нелинейным элементом с зоной нечувствительности, определяемой текущим моментом нагрузки.

Алгоритм регулирования линейной скорости в системах с управлением по отклонению, с датчиком линейной скорости косвенного действия, реализуется структурой, изображенной на рис. I, где приняты следующие обозначения: ЗВ - уставка, СМ - сумматор, Ус - усилитель, Пр - привод, в состав которого входят двигатель и редуктор, ЛЭД - лентопротяжный механизм, Кс1, Кс2 - приемная и подающая кассеты соответственно, МЛ - магнитная лента, Д1 - датчик частоты вращения ведущей кассеты, Д2 - датчик радиуса намотки, МУ - множительное устройство. .Кс1 МЛ Кс2

Глпм~Г / / 1

СМ

Ус

^Диос-

Пр---

-Г

т _ г

мч

А1

=Г

А2

Датчики Д1 и Д2 устанавливаются непосредственно на ведущей кассете, при этом датчик Д1 дает информацию об угловой скорости вращения кассеты, а датчик о текущем радиусе намотанной ленты. Множительное устройство НУ, перемножая выходки* сигналы датчиков Д1 и Д2, формирует напряжение и «с , пропорциональное линейной скорости V движения магнитной

;нты: Шс = Кос ■ V" , где У ж гу , /Сое - коэффициент

эопорциональности. Напряжение обратной связи сравнивается в суп-

аторе См с напряжением уставки ¿/эд . Разность ¿/за - и ас

:;иливается усилителем Ус и воздействует на привод Пр, так, что обес-зчивается алгоритм регулирования (стабилизации) для данной системы от-исается соотношением:

лг иъ&-Ci.il

Vе Кос (I)

При выборе коэффициента передачи разомкнутого контура достаточно элыпим & и~ О и

(2)

При описании принципа работы функциональной схемы, реализующей дан->1й алгоритм отмечено, что существенное его достоинство заключается в ростоте структурного построения. Недостатком же является необходимости ¡пользования сложных по технологическому исполнению бесконтактных дат-1ков линейной скорости движения носителя информации, конкретная реали-ация которых рассматривается в главе 4.

От отмеченного недостатка свободен предложенный алгоритм косвенного эгулирования, который строится без учета фактической скорости движе-1я носителя и основан на использовании информации о частоте вращения зух кассет. Данный алгоритм основывается на факте, что при любом соот-эшении масс носителя на двух кассетах сумка квадратов текущих радиусе в **'/,Тг.) намотки магнитной ленты есть величина постоянная:

Т/ + = Я? * = соп%± (3)

;е и - минимальный и максимальный радиусы намотки магнитной лен-1 на кассету.

Аналитическое соотношение, характеризующее сущность алгоритма кос-зенного регулирования имеет вид:

+ ~сап<И (4)

У. Г/

Здесь N _ количество импульсов за оборот каждой кассеты, фор-[руемое импульсными датчиками частот вращения кассет, Тх , Тг. фиоды сигналов датчиков.

Словесно данный алгоритм мсжет быть сформулирован следующим образов: [я стабилизации линейной скорости "V" достаточно стабилизировать сум' квадратов 7} + Тг* периодов сигналов датчиков частот вращения юсет.

- а -

Структурная схема системы, реализующей денны^ алгоритм приведена

на рис. 2

См

3 Й

^Нос -

Пр

ГЙ/7/у |

» С

■п

)

1_г

i_I

.Лег И

I

Б«

Л1

\

¿1

и

Здесь Д1 и Д2 - импульсные датчики частот вращения ведущей и ведомой кассет соответственно, БЧ - вычислительное устройство, которое используя выходные сигналы Д1 и Д2, формирует напряжение, пропорцион« ное сумме квадратов периодов:

Цос^Кос (Т/^) (о)

Последнее сравнивается в сумматоре См с уставкой, отражающей эадг ное значение суммы квадратов периодов импульсных датчиков (или, дру™ ми словами, косвенно определяющей требуемую линейную скорость), в результате чего образуется воздействие, управляющее приводом таким обре зом, что стабилизируется линейная скорость движения магнитного носите информации.

Алгоритм косвенного управления, наряду с уже отмеченным его полол тельным свойством (исключением сложного по реализации датчика линейно скорости), позволяет также существенно повысить надежность функционирования всего ЛШ в целом, исключая возможный в бестонвальных ЛШ так называемый эффект "срыва витка*. При возникновении такого эффекта вед щая кассета вращается, и датчик Д1 формирует соответствущй её частот вращения сигнал. Ведомая же кассета практически останавливается, и пе риодсигнала 71 датчика Д2 резко увеличивается. Алгоритм косвенного управления, в отличии от алгоритма описанного выше использует информа цию о частоте вращения двух кассет, и поэтому в самом начале явления "срыва витка", когда ведомая кассета притормаживает, происходит увели

ле периода 71 , что в своп очередь приводит к увеличении сигнала об-*ой связи и к повышению действующего на двигатель напряжения, обвеивая ускоренное вращение ведущей кассеты, что почти полностью исклв-г эффекты "срыва витка".

Определенные недостатком описанного алгоритма является сравнительнс ысокая точность стабилизации, поскольку здесь в качестве информации актических скоростях вращения приемной и подающей кассет используют -сигналы импульсных датчиков частот вращения, соединенных непосредст-ио с кассетами. Эти сигналы характеризуют лишь средние значения гот вращения за счет относительного малого количества импульсов, фор уемых каждым датчиком за один обороткассеты и поэтому не отражают их овенных колебаний. Данное обстоятельство принципиально исключает ложность стабилизации мгновенной скорости, которая может колебаться за случайных колебаний мгновенной частоты вращения приводного дви-еля, а также наличие люфтов и зазоров в технических узлах.

Устранить отмеченный недостаток позволяет система с комбинированной ификацией блока обратной связи, структура которой приведена на рис.3.

Кс1 ксг

ЗВ

См

Цос

I---н----1

А1

Здесь информацию о мгновенной скорости вращения ведущей кассеты вы-т датчик Д1, укрепляемый не на кассете, а на валу двигателя перед ижающим редуктором. Такая структура замкнутой системы регулирования игналами о "мгновенно-средних" значениях частот вращения кассет да-возможность стабилизировать мгновенную скорость движения носителя дновременно исключает возможность "раскачивания" системы за счет >угих свойств самого носителя» что характерно в частности, для струк-

туры, использующей информацию о мгновенных скоростях двух кассет.

Третья глава посвящена исследованию динамических свой< структур, рассмотренных в предвдущей главе. Здесь же приведен разрабс танный при непосредственном участии автора математический аппарат, пс воляющий адекватно описнвать динамические процессы как в ЛПМ, так и £ системе стабилизации в целом.

Для анализа динамических свойств предложенных стуктур систем стабилизации скорости прежде всего важно знать динамические характеристи ки ЛПМ, являющегося собственно объвктом регулирования в данных системах. При исследовании динамики ЛПМ был принят ряд допущений, в частности, он рассматривался как линейный объект.

Передаточную функцию ЛПМ, как покезано в диссертации, можно при э представить в виде:

= , (6) и (р) р-ТлСХ.)+1

Здесь 4~1р) - изображение Лапласа частоты вращения электродвигателя

~2тг У(Р) - изображение Лапласа напряжения, пода

ваемого на якорную цепь электродвигателя,

статический коэффициент передачи ЛШ вместе с двигателем, единый электромагнитный коэффициент, Къ - коэффициент пропор-

циональности, Дд , уп£

7~л - уС4/у ■+ ~ постоянная времени ЛПМ вк'есте

с двигателем, Ац - активное сопротивление обмотки якоря,

Ул/> -

общий момент инерции ЛПМ, приведенный к всему электродвигателя.

Таким образом, вид передаточной функции свидетельствует, что с то! ки зрения динамических свойств ЛПМ представляет собой нестационарную по коэффициенту передачи и постоянной времени систему первого порядка.

Изучение особенностей предложенных структур в целом показывает, что они представляют собой нелинейные акгплитудно-итульсные системы стабилизации с изменяющимся (в"статике" - в соответствии с изменением

"Е/ ) периодом следования импульсов датчиков блока обратной связи. В переходных режимах изменения данного периода являются более быстрым) чем изменения параметров ЛПМ - к.л /X,) и 7а /"Г,) . Это дает возможное! задавшись какой-то "базовой точкой" рассматривать ЛПМ, в соот-

ветствии с (6), как стационарное инерционное звено 1-го порядка, а изменения периода учесть, включив его в число переменных состояния сис-стемы.

Данные соображения положены в основу предлс чсенного подхода к анализу устойчивости "в малом" рассматриваемых структур. Так для структуры рис. I, с учетом некоторых особенностей её построения, можно записать соотношения:

4 Цп = А А ¿//7-/ + в ¿7«. 1

или

¿¿//г = (Л ^ &С&Тп~, 1

&7н. ^ ЧСАУп'/ г С&ТН -у ] (8)

¿7^ -7*

где 7"*1 : - - текущее значение периода следования им-

пульсов датчика Д1 (см. рис. I),

[■¿п] - момент поступления этих иппульсов, 7"* - некоторое "базовое" значение периода(5азовая точка, соответствующая Г/*),

АЦ^С/ъ Унапряжение, подаваемое на приводной де/-

гатель, - базовая точка, соответствующая Т* ,

постоянные коэффициенты, определяемые конкретные схемотехнически!., выпг-нением системы и параметрами (X,*), Тл {ц*) , Т )

Уравенения (7) и (8) описывают уже линейную, но нестандартную дискретную систему, существенным отличием которой от традиционных является переменность (в соответствии со вторым уравнением') интервала дискретизации

Ти . Анализ подобных систем в источниках технической информации не отражен, но в данном случае легко заметить, что приведенные ссо.-ношения описывают некую рекурентную процедуру относительно переменных ¿(/,¿.7. Дрнное обстоятельство позволяет устойчивость рассматриваемой линеаризованной структуры стабилизации анализировать с точки зрения сходимости рекуррентной процедуры к нулевым значениям при

П. —» . Для такого исследования удобно перейти к матричной чяписи. При этом,вводя обозначения

получаем уравнение состояния рассматриваемой структуры в матричной форме:

где (Л + Ь-Ъ & с \

[ С ) (10)

Поскольку собственные значения матрицы ^ являются корнями

характеристического уравнения системы (8), то согласно необходимого и достаточного условия устойчивости ( все корни характеристического уравнения по модулю должны быть меньше единицы) и с учетом того, что матрица ¿- имеет второй порядок можно получить аналитические выражения (неравенства), определяющие область устойчивости рассматриваемой системы "в малом":

(и)

Зная ряд параметров системы, на основании данной системы неравенств можно определить предельные значения других параметров, при которых, сохраняется устойчивость системы. Такой расчет проведен для конкретной реализации системы.

Рассмотренный аналитический подход, однако, имеет ограниченное применение, так как позволяет проводить исследования только при малых вариациях параметров, а также не позволяет учитывать такой, как выяснилось, достаточно существенный источник погрешностей, как быстрые случайные (объясняемые физикой процессов ЛПМ) изменения мгновенной скорости вращения приводного электродвигателя.

Учет этих особенностей был осуществлен с помощью разработанных алгоритмов и программ численного моделирования функционирования систем стабилизации. Варианты программ на языке Турбо-Паскаль позволили, в частности, исследовать вид кривых переходных процессов в системах и оценить погрешность (как среднюю, так и мгновенную) стабилизации линейной скорости движения носителя информации, а также влияние на качество работы

систем и их устойчивость отдельных элементов структур. Отметим, что качественно и количественно результаты моделирования подтверждают условия устойчивости (II).

Вчетвертой главе описываются основные узлы и элементы систем, обеспечивающие процесс стабилизации линейной скорости движения магнитного носителя и приводятся некоторые кодификации как составных элементов (например, совмещенного индуктивного датчика обратной связи), так и структурного построения бестонвальных систем стабилизации в целом.

Так, датчик скорости косвенного действия в системах с управлением по отклонению выполняется на пермаллоевом сердечник« подковообразной формы и укрепляется на крышке корпуса непоредственно под ведущей кассетой (см. рис. 4), одна щека которой выполнена из немагнитного материала и содержит расположенные с постоянным угловым шагом сквозные ферромагнитные вставки, имеющие вид секторов кольца. Наружный диаметр этого кох. ца равен диаметру щеки кассеты, ч внутренний - дивнетру кассеты при отсутствии нагнитной ленты. Размеры его полюсов и расстояние между ними соответствуют размерам и угловому шагу ферромагнитных вставок. Магнитный поток такого индуктивного преобразователя, проходя через пермаллое-вые вставки в реборде кассеты, замыкается частично (потек I) через стальную магнитную ленту и частично (поток II) через воздух. Следовательно, магнитное сопротивление контура, определяющее индуктивность преобразователя зависит от потоков I и II, и имеет вид приведенный на рис. о. Здесь максимальное значение индуктивности обмотки имеет место, когда под магнитопроводником оказываются две соседние пермаллоевые встав ки. В противном случае магнитный поток имеет существенно меньщую величину, определяемую магнитным сопротивлением реборды, выполненной из титанового сплава (имеющего низкую магнитную проницаемость). Таким образом, рассмотренный индуктивный датчик способен давать информацию одновременно о двух параметрах состояния ведущей кассеты - о текущем радиусе намотки "Еу и её угловой скорости (период 7~ изменения индуктивности).

Анализ магнитной цепи рассмотренного индуктивного преобразователя позволяет получить выражение для индуктивности его обмотки в виде:

^ - С-с/ ,

где С - крутизна датчика, с/ - толщина массива рулона ленты - носителя на кассете.

Описанная выше структура с индуктивным датчиком, горизонтально рас-

положенным над кассетой обладает двумя существенными недостатками.

Первый из них заключается в сравнительно малом быстродействии, обус' ловленном низкой частотой следования импульсов, что вызвано небольшим числом вставок в реборде кассеты. Устранение данного недостатка формально возможно за И счет увеличения числа вставок. Однако, это резко ухудшает жесткость верхней реборды кассеты.

Второй недостаток заключается в наличии погрешности, вызываемой "случайными" вертикальными перемещениями тела ленты внутри приемной кассеты. Последнее можно отчасти уменьшить сведением до минимума зазоров между телом ленты и ребордами кассеты, однако, при этом возникает опасность "затирания" ленты в кассете, появление дополнительной детонации и получение рыхлого рулона.

Принципиально устранить отмеченные недостатки позволяет индуктивный датчик, упрощенный эскиз которого приведен на рис. о. В его состав входят две перрмаллоевые накладки ПН, с радиальными врезками РВ и прямоугольными зубцами ПЗ, магнитопровд Мп подковообразной формы и катушка индуктивности Кт.

Частота выходного сигнала такого датчика определяется числом зубцов ПЗ, накладок ПН и может быть существенно большей частоты выходного сигнала горизонтально расположенного датчика.

В то же время, на величину общего магнитного сопротивления всей цепи наличие вертикальных перемещений тела ленты никакого влияния не оказывает, поскольку суммарный воздушный зазор в этой случае между телом ленты и врезками накладок остается постоянным, поэтому перемещения тела ленты не приводят к дополнительной погрешности преобразования

Так же, как и в предыдущем случае индуктивность катушки такого датчика оказывается пропорциональной текущему радиусу намотки, а частста выходного сигнала отражает угловую скорость вращения кассеты.

Отметим, что для структуры вида рис. 2, рис. 3 рассмотрены варианты оптических датчиков на основе оптопар.

При описании разновидностей функциональных схем, реализующих алгоритм косвенного управления линейной скоростью движения магнитной ленты, дана их сравнительная характеристика, которая свидетельствует о том, что оптимальной, с точки зрения точности стабилизации скорости, является предложенная система с сигналами о "мгновенно-спедних" значениях частот вращения кассет (см. рис. 3).

Экспериментальные исследования образцов разработанных систем, проведенные в НПО "Электронприбор" (г.Киев) и на заводе "Измеритель" (г.Смоленск) подтвердили результаты проведенного их теоретического анализа.

- и -

В целом разработанные структуры позволяют существенно повысить точ-ють стабилизации линейной скорости движения магнитной ленты при од->временном увеличении общего времени записи, сохраняя, в то же время, юсо-габаритные показатели. Данные обстоятельства делают целесообразны фактическое применение таких структур.

Области использования - аппаратура магнитной техники, в том числе |део - и аудио- записи, регистраторы полетных данных летательных аппя-»тов и т.п.

В заключении изложены основные результаты работы.

В приложениях приведны варианты программ, реализующих ел )ритмы прямого моделирования функционирования систем стабилизации с у г. 1влением по отклонению и косвенного регулирования, а также документы, утверждающие использование результатов диссертации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЕ

, Проведено исследование особенностей функционирования ЛПМ, как объек-а управления. Получены основные соотношения, характеризующие его старческий и динамический режимы работы. Рассмотрен механизм возникновение существования случайной нестабильности мгновенной скорости вращения здущей кассеты.

, Предложены варианты построения блока обратной связи для замкнутых груктур систем рассматриваемого класса и на их основе разработаны новь.-, игоритмы стабилизации линейной скорости. Приведены функциональные схе->1, реализующие данные алгоритмы, получено математическое описание ста-»ческого режима их работы.

. Получено математическое описание и рассмотрен аналитический подход исследованию устойчивости в "малом" линеаризованной системы стабили-ации. Показано, что исследуемая система является дискретной с перемен&!, систематически изменяющимся интервалом дискретизации.

. Разработаны алгоритмы и проведено численное моделирование функциони-звания предложенных систем стабилизации.

, Приведены примеры конкретного исполнения бесконтактных датчиков ли-

гйной скорости движения носителя информации, описаны принципы работы особенности их конструктивного исполнения. Разработаны разновидности /нкциональных схем, реализующих алгоритм косвенного управления. Показг-э, что наиболее перспективной, с точки зрения обеспечения подлежащего

уровня стабилизации, является комбинированная структура с испольэовв нием информации о "мгновенно-средних" значениях частот вращения кассет.

б. Выполнен, исследован и внедрен в НПО "Электронпрьбор" (г.Киев) ва риант системы стабилизации линейной скорости движения магнитной ленты в бестонвальном ЛПЫ регистратора полетных данных, обеспечивавший существенно лучшие технические характеристики по сравнению с серийно выпускаемыми. В частности, нестабильность линейной скорости в разработанном устройстве снижена с 30% до 2%. Общее время записи увеличено с 2,о часов до 3 часов без изменения длины носителя.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. А. с. 1720095 СССР, МКИ3 С II В Ь/46. Бестонвальное устройство стабилизации линейной скорости магнитной ленты / А. М. Ковалев, В. В. Круглов, В. Л. Белиневич, В. А. Зубов, В. С. Горькое (СССР}. - 4 е.: ил.

2. А. с. 1770963 СССР, МКИ3 С II Б 15/45. Устройство для стабилизации

линейной скорости движения магнитного носителя / А. М. Ковалев, В. В. Круглов, В. Л. Белиневич, В. А. Зубов, В. С. Горьков (СССР). - 2 е.: ил.

3. А. с. 183ао7 СССР, МНИ3 С II В 1о/46. Бестонвальное устройство стабилизации линейной скорости магнитной ленты / А. М. Ковалев, В. В. Круглов, Л. Д. Яцко, В. А. Гузик, В. Л. Белиневич, В. А. Зубов, В. С. Горьков (СССР). - 4 е.: ил.

4. Ковалев А. М., Круглов В. В., Зубов В. А., Горьков В. С. Бестон-вальные системы стабилизации линейной скорости движения магнитного носителя информации. - И., 1991. - 56 с. - Деп. в ВИШТИ 08.02.91, » 815-91

о. Ковалев А. М., Круглов В. В., Зубов В. А., Горьков В. С. Алгоритмы и системы стабилизации линейной скорости носителя информации в бестонвальных лентопротяжных механизмах // Актуальные проблемы фун-доментальных наук: Тез. докл. Международной науч.-техн. кннф. 17-20 апреля 1991 г. - М., 1991. - С. 149.

6. Горьков В. С. Бестонвальные системы стабилизации линейной скорости носителя информации // Тр. ин-та / МЭИ. - 1976. - С. ¿7-59.

7. Горьков В. С. Исследование устойчивости одного класса нестационарных импульсных систем // Научно-практическая конф., посвященная 30-летию Смоленского филиала МЭИ: Таз. дохл. - Смоленск, 1991. - С, 2623.

8. Круглое В. В., Зубов В. А., Горькое В. С. Применение метода гармонического баланса для исследования устойчивости импульсных систем со случайной дискретизацией // Тр. ин-та / МЭИ,- 1991.- Препринт

№ 03-24.- 38 с.

9. Горьков В. С. К вопросу об анализе импульсных систем с переменным интервалом квантования Л Тр. ин-та / Смоленский филиал МЭИ.- 1992,-Вып. I,- С. 34-37.

10. Круглое В. В., Ковалев А. М., Зубов В. А., Горьков В. С. Бестон-вальные системы стабилизации линейной скорости магнитного носителя информации лентопротяжных механизмов }/ Тр. ин-та / Смоленский филиал МЭИ.- 1992.- Вып. I.- С. 72-79.

11. Ковалев А. М., Горьков В. С., Кривко С. Р. Исследование нестабильности мгновенной скорости вращения вала микроэлектродвигателя постоянного тока // Тр. ин-та / Смоленский филиал МЭИ,- 1993.- Вып. о.- С. 77-83.