Brevet FR2122313A1 — publié le 19720901

La présente invention concerne un circuit discriminateur pour la commande d'un servomécanisme au moyen d'un signal d'erreur de position de phase variable. Dans de nombreuses applications, on utilise pour détecter l'écart d'un élément mobile par rapport à une position de référence, des détecteurs fournissant un signal d'erreur dont la position de phase varie suivant le sens de l'écart par rapport à ladite position de référence. Après détection de la position de phase du signal d'erreur, on obtient ainsi un signal positif ou négatif utilisé pour commander un servo-moteur ou similaire. Dans d'autres cas, le signal d'erreur positif ou négatif est fourni par des détecteurs ou générateurs d'une construction différente. Ces dispositifs sont bien connus de l'homme de l'art. Pour commander, par exemple, le sens de rotation d'un servo-moteur au moyen d'un tel signal d'erreur,on utilise normalement des comparateurs classiques; mais ces comparateurs sont le plus souvent complexes, demandent un réglage précis et présentent un seuil de réponse empêchant un fonctionnement très précis. De plus, on risque toujours un chevauchement des impulsions de commande obtenues. L'invention a pour objet de concevoir un circuit discriminateur d'une construction simple et d'un fonctionnement sûr et qui permet de remédier auxdits inconvénients des comparateurs connus. Le circuit selon l'invention comprend deux comparateurs dont le premier sert à comparer ledit signal continu positif ou négatif avec un signal de référence en dents de scie convenable et le deuxième à comparer ledit signal de référence avec la masse du circuit pour ainsi obtenir deux signaux de comparaison X et Y qui sont envoyés à un circuit logique fournissant les signaux Wet XY pour la commande, par exemple, par relais, dudit servo-moteur. Le circuit selon l'invention fournit suivant la position de phase du signal d'erreur, soit à l'une, soit à l'autre des sorties dudit circuit logique, un signal carré très avantageux. I1 ne nécessite aucun réglage difficile et permet d'éviter tout chevauchement des signaux obtenus. De préférence, ledit circuit logique comprend deux portes ET à deux entrées chacune, l'une des entrées de la première porte ET étant reliée directement à la sortie dudit deuxième comparateur et l'autre, par l'intermédiaire d'un inverseur, à la sortie dudit premier comparateur et l'une des entrées de la deuxième porte ET étant reliée directement à la sortie dudit premier comparateur et l'autre, par l'intermédiaire d'un inverseur, à la sortie dudit deuxième comparateur. On obtient ainsi un circuit simple peu coûteux. Le circuit discriminateur selon l'invention est en particulier destiné aux dispositifs de guidage pour faire suivre à un véhicule autonome une voie prédéterminée définie par un champs électromagnétique notamment par un câble traversé par un courant électrique alternatif. L'invention concerne également un tel dispositif et notamment un dispositif du type comprenant à l'avant du véhicule deux capteurs constitués par deux bobines s'étendant par leurs axes l'une sensiblement dans un plan vertical et l'autre dans un plan horizontal, et des moyens d'asservissement pour commander le servo-moteur de direction du véhicule en fonction de la phase des courants induits dans lesdites bobines pour ainsi maintenir le véhicule centré par rapport audit cable. Dans le dispositif selon l'invention, lesdits moyens d'asservissement comprennent, pour chacune desdites bobines, un amplificateur de faible puissance pour amplifier les courants induits dans lesdites bobines, un détecteur de phase relié aux sorties desdits amplificateurs et qui sert à déterminer, d'une manière connue la position de phase du courant induit dans ladite bobine verticale par rapport au courant induit dans ladite bobine horizontale, un détecteur relié à la sortie dudit détecteur de phase et qui fournit en fonction de la position de phase détectée un signal continu positif ou négatif, un comparateur servant à comparer ledit signal continu avec un signal de référence en dents de scie convenable et à comparer ledit signal de référence et aux sorties duquel on obtient deux signaux carrés X et Y, et un circuit logique comprenant deux portes ET à deux entrées et dont la première est reliée directement à la première sortie dudit domparateur et par l'intermédiaire d'un inverseur à la deuxième sortie du comparateur et la deuxième directement à la deuxième sortie du comparateur et par l'intermédiaire d'un inverseur à la première sortie du comparateur de sorties obtenir aux deux sorties du circuit logique des signaux XY et XY dont l'un ou l'autre est nul en fonction de la position de phase du courant induit dans ladite bobine verticale. On obtient ainsi un dispositif simple et extrèmement stable, ne nécessitant aucun réglage difficile et qui est ainsi d'un fonctionnement très sûr. I1 ne comprend aucun circuit de ré- action ou de contrôle de gain complexe comme c'est le cas pour la plus grande partie des dissositifs connus. D'autres réalisations et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre et en se référant aux dessins annexés dans lesquels; Fig. 1 est un schéma-bloc du circuit discriminateur selon l'invention. Fig. 2 est un diagramme montrant différents signaux illustrant le fonctionnement du circuit selon l'invention. Fig. 3 est une vue en plan schématique d'un véhicule équipé d'un dispositif de guidage selon l'invention. Fig. 4 montre la disposition des bobines détectrices, et Fig. 5 est un schéma bloc du dispositif de guidage selon l'invention. A la figure 1, on voit un détecteur 34 qui fournit un signal d'erreur positif ou négatif destiné à la commande d'un servo-mécanisme quelconque désigné par la référence 35. Le détecteur 34 peut être d'une construction quelconque connue et est de préférence du type fournissant un signal d'erreur de position de phase variable qui est ensuite transformé suivant sa position de phase en un signal continu positif ou négatif. De tels signaux sont représentés par les courbes b et b' à la figure 2. Le signal d'erreur continu est envoyé à un circuit discriminateur selon l'invention comprenant essentiellement un comparateur 30 et un circuit logique 31. Le comparateur 30 est constitué par deux comparateurs individuels 30A et 30B dont le comparateur 30A sert à comparer le signal d'erreur continu b ou b' avec un signal de référence en dents de scie a (figure 2) fourni par un générateur auxiliaire 36. Ce signal de référence est d'une fréquence prédéterminée convenable. Le comparateur 30B sert à comparer le signal de référence a avec la masse du circuit. On obtient ainsi aux sorties des deux comparateurs 30A et 30B deux signaux carrés X et Y respectivement qui sont fonction de la polarité du signal d'erreur continu b et b2. Ces deux signaux X et Y sont envoyés au circuit logique 31 qui comprend suivant le mode de réalisation préféré représenté ici, deux portes ET 31A et 31B à deux entrées. La porte ET 31A est reliée par l'une de ses entrées directement à la sortie du comparateur 30B et par l'autre,par 1'intermédiaire d'un inverseur 32A à la sortie du comparateur 30A. La porte 31A, par contre, est reliée par l'une de ses entrées directement à la sortie du comparateur 30A et par l'autre par 1'intermédiaire d'un inverseur 32B à la sortie du comparateur 30B. A la sortie de la porte 31A, on obtient ainsi un signal égal XY et à lasortie de la porte 31B, un signal égal XY. Le fonctionnement d'un telcircuit logique est connu en soi et n'est pas décrit ici. A la figure 2, on voit ainsi que pour un signal d'erreur b positif, on obtient à la sortie de la porte 31A un signal carré XY et aucun signal à la sortie de la porte 31B. Pour un signal d'erreur bw négatif, par contre, on obtient à la sortie de la porte 31B un signal carré XY et aucun signal à la sortie de la poste 31A. Suivant la position de phase du signal d'erreur détecté par le détecteur 34, on obtient ainsi un signal carré soit à l'une soit à l'autre des sorties du circuit selon l'invention. Ces signaux peuvent, sans difficultés, être utilisés le cas échéant par l'intermédiaire de deux relais pour commander la marche du servo-mécanisme 35 dans un sens ou dans l'autre. Le circuit selon l'invention est en particulier destiné à tout type de dispositif suiveur ou correcteur de trajectoire automatique ou similaires. Les figures 3 à 5 montrent une application préférée du discriminateur selon l'invention à un dispositif de guidage automatique d'un véhicule autonome sur un câble traversé par un courant alternatif. A la figure 3, on voit un véhicule 1 destiné à se déplacer suivant une voie prédéterminée définie par un câble 3. La direction de l'avance du véhicule 1 est indiquée par une flèche 2. Le véhicule comprend une paire de roues arrière 4 entrainées par exemple par un moteur électrique 5 et une paire de roues avant de direction 6 commandées par un servo-moteur de direction 7. Les moteurs 5 et 7 sont, par exemple, alimentés par des batteries 8 portées sur le véhicule. Sur l'axe de direction 9 des roues directrices 6 est fixé un élément de support 10 s'étendant par son extrémité libre en avant de l'extrémité avant du véhicule et qui porte, sur son extrémité avant, des détecteurs Il du dispositif selon 1'invention. L'élément de support 10 est parallèle aux roues 6 et est pivoté avec celles-ci au moyen du moteur 7. Les détecteurs Il sont constitués, comme on le voit à la figure 4, par deux bobines llA et lîB dont les axes s'étendent perpendiculairement l'un par rapport à l'autre et l'un dans un plan vertical et l'autre dans un plan horizontal. Lorsque le chariot ou véhicule est centré sur le cable 3 (figure 4) l'axe de la bobine verticale lIA s'étend verticalement au dessus du câble 3 et la bobine horizontale l1B est centrée sur ce dernier. Lorsque le câble 3 est traversé par un signal électrique alternatif pour le guidage du véhicule, ce signal produit un champs électro-magnétique autour du câble. Les lignes de force de ce champs sont représentées en tirets 12, 12a, 12b à la figure 4.Lorsque les capteurs llA et 12B s'étendent dans la position représentée à la figure 4, la bobine llB est parallèle aux lignes de force 12 et la bobine lIA perpendiculaire à ces lignes de force.Dans ces conditions, le capteur lIA ne capte aucun signal d'induction et le capteur llB capte un signal maximal. Lorsque le véhicule 1 dérive par rapport au câble 3 d'un côté ou de l'autre, les capteurs llA et llB sont déplacés vers la droite ou vers la gauche ê partir de la position représentée à la figure 4. Dans ce cas, le courant induit dans la bobine l1B reste sensiblement constant, tandis que le courant induit dans la bobine lIA croit rapidement et ce courant est en phase ou en opposition de phase avec le courant induit dans la bobine 11B suivant le coté de la déviation du véhicule. Les signaux captés ou induits dans le capteur 11 sont envoyés à une channe d'asservissement pour la commande du servomoteur de direction 7 du véhicule. Le schéma d'une channe d'asservissement selon l'invention est représenté à la figure 5. Les signaux induits dans les bobines lIA, llB sont envoyés à des amplificateurs 20, 20A n'assurant qu'une très faible amplification pour adapter l'impédance des signaux convenablement pour les envoyer aux autres circuits de la chatne. Les signaux amplifiés sont envoyés à un détecteur de phase 21 et un détecteur 22 à la sortie duquel on obtient,suivant la position de phase du signal capté par la bobine llA, un signal continu positif ou négatif. Ce signal est appliqué à un amplificateur 23 et le signal amplifié obtenu est envoyé à un comparateur 24. Le comparateur est de préférence du type dans lequel le signal d'erreur est comparé dans un premier comparateur 24A avec un signal de référence en dents de scie. Dans un deuxième comparateur 24B, on compare les dents de scie avec la masse. Les signaux en dents de scie sont fournis par un générateur 25. Les signaux X et Y obtenus à la sortie du comparateur 24 sont envoyés dans un circuit logique 26 comprenant deux inverseurs 27A, 27B et deux portes ET 28A et 28B et qui est du type fournissant les signaux XY et XY. Ces signaux commandent le moteur 7, par exemple par l'intermédiaire de deux relais, dans un sens ou dans l'autre. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation dédrits et représentés, on pourra y apporter de nombreuses modifications de détail sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10 - Circuit discriminateur pour la commande d'un servo-mécanisme, notamment un servo-moteur, au moyen d'un signal d'erreur de position de phase variable transformé d'une manière connue en un signal continu positif ou négatif, caractérisé en ce qu'il comprend deux comparateurs dont le premier sert à comparer ledit signal continu positif ou négatif avec un signal de référence en dents de scie convenable et le deuxième à comparer ledit signal de référence avec la masse du circuit pour ainsi obtenir deux signaux de comparaison X et Y qui sont envoyés à un circuit logique fournissant les signaux XY et XY pour la commande,par exemple par relais,dudit servo-moteur. 2" - Circuit discriminateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit logique comprend deux portes ET à deux entrées chacune, l'une des entrées de la première porte ET étant reliée directement à la sortie dudit deuxième comparateur et l'autre, par l'intermédiaire d'un inverseur, à la sortie dudit premier comparateur et l'une des entrées de la deuxième porte ET étant reliée directement à la sortie dudit premier comparateur et l'autre, par l'intermédiaire d'un inverseur, à la sortie dudit deuxième comparateur. 30 - Application du circuit selon les revendications 1 et 2 à un dispositif de guidage pour faire suivre à un véhicule autonome une voie prédéterminée définie par un champs électromagnétique , notamment par un câble traversé par un courant électrique alternatif du type comprenant à l'avant du véhicule deux capteurs constitués par deux bobines s'étendant par leurs axes l'une sensiblement dans un plan vertical et l'autre dans un-plan horizontal et des moyens d'asservissement pour commander le servo-moteur de direction du véhicule en fonction de la phase des courants induits dans lesdites bobines, pour ainsi maintenir le véhicule centré par rapport audit câble, caractérisée en ce que lesdits moyens d'asservissement comprennent, pour chacune desdites bobines, un amplificateur de faible puissance pour amplifier les courants induits dans lesdites bobines, un détecteur de phase relié aux sorties desdits amplificateurs et qui sert à déterminer, d'une manière connue, la position de phase du courant induit dans ladite bobine verticale par rapport au courant induit dans ladite bobine horizontale, un détecteur relié à la sortie dudit détecteur de phase et qui fournit en fonction de la position de phase détectée un signal continu positif ou négatif, un comparateur servant à comparer ledit signal continu avec un signal de référence en dents de scie convenable et à comparer ledit signal de référence et aux sorties duquel on obtient deux signaux carrés X et Y, et un circuit logique comprenant deux portes ET à deux entrées et dont la première est reliée directement à la première sortie dudit comparateur et par l'intermédiaire d'un inverseur à la deuxième sortie du comparateur, et la deuxième directement à la deuxième sortie du comparateur et par l'interm6- diaire d'un inverseur à la première sortie du comparateur de sortie,à obtenir aux deux sorties du circuit logique des signaux XY et XI dont l'un ou l'autre est nul en fonction de la position de phase du courant induit dans ladite bobine verticale.