DE3015311A1

DE3015311A1 - Regelkreisanordnung fuer eine waffenricht- und stabilisierungsanlage

Info

Publication number: DE3015311A1
Application number: DE19803015311
Authority: DE
Inventors: Horst 6451 Neuberg Schmischke; Hans-Hermann Dipl.-Ing. 6548 Rodenbach Spohr
Original assignee: Honeywell GmbH
Current assignee: Honeywell Regelsysteme GmbH
Priority date: 1980-04-21
Filing date: 1980-04-21
Publication date: 1981-12-17
Also published as: NL8101920A; FR2480932B1; FR2480932A1; DE3015311C2; CH652491A5

Description

HONEYWELL GmbH 17. April 1980

Kaiserleistrasse 55 07-0416 Ge

Offenbach am Main Hz/de

Regelkreisanordnung für eine Waffenricht- und Stabilisierungsanlage.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Regelkreisanordnung nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1. Mit einer derartigen Regelkreisanordnung kann man zwar eine Waffe auf einem bewegten Fahrzeug richten und stabilisieren, d. h. die Waffe reagiert nur auf Richtkommandos und führt die Bewegungen des Fahrzeuges nicht aus; man hat jedoch festgestellt/ daß bei stillstehendem Fahrzeug und fehlenden Richtkommandos die Waffe unter Umständen eine Bewegung ausführen kann. Diese ungewollte Bewegung in Form einer auftretenden Drehgeschwindigkeit der Waffe wird als Drift bezeichnet. Eine Drift entsteht bei einer Veränderung der Systemgrößen in Abhängigkeit von der Zeit, des Ortes und der Temperatur. Bezüglich der Drift unterscheidet man innere und äußere Driftursachen. Zu den inneren Driftursachen zählt man solche Einflüsse, die von den Komponenten des Regelkreises stammen, z. B. Unsymmetrie, Offset von aktiven Bauteilen oder systematische Fehler von Sensoren, wie z.B. die Nullmodulation der Kreisel. Zu den äußeren Driftursachen zählen Einflüsse, die als Störungen auf das Regelsystem einwirken und beispielsweise durch die Temperatur und im stabilisierten Betrieb durch die Erdbeschleunigung gegeben sind.

Es ist bekannt, eine Korrektur bezüglich der Drift vorzunehmen, indem beispielsweise über ein Balancepotentiometer in den Regelkreis eine der Drift entgegengesetzte Führungs-

größe eingespeist wird. Zu diesem Zweck muß beispielsweise eine Bedienungsperson die Drift der Waffe beobachten und das Potentiometer solange verstellen, bis die Drift kompensiert wird. Ganz davon abgesehen, daß die Tätigkeit einer Bedienungsperson immer eine Fehlerquelle darstellt, wird bei dieser Art von Kompensation die Zielerfassungszeit verlängert und die Treffergenauigkeit erniedrigt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Regelkreisanordnung der eingangs genannten Art in der Weise zu verbessern, daß ein geeignetes Korrektursignal bei auftretender Drift automatisch und im geeigneten Zeitpunkt ermittelt und dem Regelkreis der Waffenricht- und Stabilisierungsanlage aufgeprägt wird. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den unteranSprüchen entnehmbar.

Anhand eines in den Figuren der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei im folgenden die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen

Regelkreisanordnung; und Fig. 2 ein Signaldiagramm zur Veranschaulichung

der von dem inkrementalen Drehgeber abgegebenen Signale.

Gemäß Fig. 1 ist für das Richten einer Waffe in bekannter Weise ein Geschwindigkeitsregelkreis angeordnet. In diesem Regelkreis liefert ein Richtgriff 10 ein Geschwindigkeits-Sollwertsignal an ein Summations/Subtraktionsglied 11. Das Ausgangssignal dieses Gliedes 11 steuert über einen Regler 12 einen Antrieb 13 für den Turm bzw. die Waffe eines Panzers an. Mit der Antriebsachse 14 ist ein nicht dargestell-

bzw. Kreisel
ter TachogeneratorVgekuppelt, und das von diesem Tachogene-

13Ö051/ÖÖOS

bzw. Kreisel

ratorYermittelte Geschwindigkeitssignal wird auf einen Subtraktionseingang des Summations/Subtraktionsgliedes 11 zurückgeführt. Erfindungsgemäß ist mit der Achse 14 des Antriebes 13 bzw. mit der verlängerten Welle des Tachogenerators ein inkrementaler Drehgeber 15 gekoppelt. Der Drehgeber 15 arbeitet opto/elektronisch und weist eine eingebaute Impulsformelektronik auf.. Zur Erzielung der erforderlichen Genauigkeit besitzt er eine bestimmte Auflösung, etwa in der Größenordnung von 1200 Inkrementen pro Umdrehung. Ferner ist der Drehgeber 15 in bekannter Weise mit zwei Spuren ausgerüstet, wobei die von jeder Spur gelieferten impulsförmigen Signale um 90° ^45° elektrisch in der Phase zueinander verschoben sind. Die von beiden Spuren des inkrementalen Drehgebers 15 abgegebenen Impulssignale sind in Fig. 2 dargestellt.

Die von dem Drehgeber 15 abgegebenen Impulse werden dem Takteingang CL eines Vor/Rückwärts-Zählers 16 zugeführt. Eine Einrichtung 18 erhält die Impulssignale beider Spuren des Drehgebers 15 zugeführt und ermittelt aus der zeitlichen Aufeinanderfolge dieser Impulssignale die Drehrichtung des Drehgebers 15. Entsprechend dieser ermittelten Drehrichtung beaufschlagt die Einrichtung 18 den Vor/Rückwärts-Eingang V/R des Zählers 16, worauf dieser entsprechend der Drehrichtung des Drehgebers 15 vor- oder rückwärts zählt. Der Zählstand des Zählers 16 wird als digitaler Ausgangswert von einem Digital/Analog-Wandler 17 in ein analoges Signal umgewandelt und als ein Korrektursignal auf den Führungseingang des zuvor erwähnten Geschwindigkeitsreglers, d. h. auf einen Subtraktionseingang des Summations/Subtraktionsgliedes 11 geführt.

Ein Freigabeeingang E des Zählers 16 ist an den Ausgang eines ODER-Gatters 23 angeschlossen. Das ODER-Gatter 23 besitzt zwei Eingänge, wobei der eine Eingang mit einer Einheit 22 verbunden ist, die an das Fahrgetriebe angeschlossen ist und bei einer Fahrt des Fahrzeuges ein "1"-Signal und bei einem

13ÖO51/OÖÖ6

Stand des Fahrzeuges ein "O"-Signal liefert. Der andere Eingang des ODER-Gatters 23 ist über ein Verzögerungsglied 20 und einen Nullpunktdiskriniinator 19 an den Ausgang des Richtgriffes 10 angeschlossen.
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Anhand des vorstehend beschriebenen Aufbaues sei nunmehr die Arbeitsweise des Lageregelkreises 21 erläutert.

Wenn in dem System eine Drift vorhanden ist, so gibt der Drehgeber 15 solange Impulse ab, bis das Korrektursignal einen Wert erreicht, der als Führungssignal die Drift kompensiert. Wenn vom Drehgeber keine Impulse mehr ausgesendet werden, so bleibt der Zählstand des Zählers 16 und somit das von dem Digital/Analog-Wandler 17 ausgegebene analoge Führungssignal unverändert bestehen.

Da das Korrektursignal vorzeichenrichtig als Führungsgröße zugeschaltet werden muß, ist neben dem Betrag zusätzlich die Richtung der Drift zu ermitteln. Diese Drehrichtungserkennung erfolgt mittels der Einheit 18, die aus der zeitlichen Folge der Impulssignale beider Spuren mit Hilfe einer Auswerteelektronik ermittelt,welches Impulssignal zuerst eine ansteigende Flanke aufweist. In Abhängigkeit von der erkannten Drehrichtung gibt die Einheit 18 ein "1"- bzw. ein "0"-Signal aus, das dem Vorwärts/Rückwärts-Eingang V/R des Zählers 16 zugeführt wird. So wird beispielsweise bei einem "1"-Signal der Zähler hochgezählt und bei einem "0^a-Signal der Zähler abwärts gezählt. Beim Einschalten der ganzen Anordnung wird der Zähler 16 über einen nicht dargestellten Voreinstell-Eingang auf Null gesetzt.

Da die Drift eine ungewollte Drehgeschwindigkeit ist, werden Bedingungen herangezogen, die eine Unterscheidung zwisehen befohlener und ungewollter Drehgeschwindigkeit er möglichen. Zu diesem Zweck werden verschiedene Zustände des

13ÖOS1/ÖÖÖ*

Fahrzeuges und der Waffenricht- und Stabilisierungsanlage ausgewertet.

So ist einmal bei fahrendem Fahrzeug keine Driftmessung möglich, da fortlaufend Beschleunigungskräfte auf den Turm bzw. die Waffe einwirken, die eine von der Drift unabhängige Lageänderung erzwingen. Wenn andererseits das Fahrzeug steht und daher die vorstehend erwähnten Beschleunigungskräfte nicht auftreten, so kann ebenfalls keine Driftmessung erfolgen, wenn vom Richtgriff eine Drehgeschwindigkeit befohlen wird. Mit anderen Worten kann eine Driftkompensation nur erfolgen, wenn keine Richtgriffsignale vorliegen und das Fahrzeug steht.

Diese beiden Zustände werden durch die Einheit 22 bzw.durch das Verzögerungsglied 20 und den Nullpunktdiskriminator 19 erfaßt und in logische Signale umgesetzt, wobei diese Signale in dem ODER-Gatter 23 logisch miteinander verknüpft werden. Nur wenn das ODER-Gatter 23 ein "O"-Signal an seinem Ausgang abgibt, wird der Zähler 16 an seinem Freigabeeingang E zum Zählen der von dem Drehgeber 15 gelieferten Impulse an seinem Takteingang CL freigegeben.

Der Nullpunktdiskriminator 19 erkennt die Nullstellung des Richtgriffes 10. Eine derartige Nullstellung kann aber auch kurzfristig bei einer befohlenen Richtungsumkehr und bei einem Nulldurchgang des Richtgriffes auftreten,und es ist. daher erforderlich, diesen Nulldurchgang von einer bleibenden Rückkehr des Richtgriffes in die Nullstellung zu unterscheiden. Diesem Zweck dient das dem Nullpunktdiskriminator 19 nachgeschaltete Verzögerungsglied 20.

Es liegt auf der Hand, daß bei einer ortsfest installierten Waffenanlage, die ansonsten mit dem Fahrgetriebe des Fahrzeuges verbundene Einheit 22 in Fortfall gelangt. In diesem Fall wird die Freigabe des Zählers 16 lediglich von einer

Betätigung des Richtgriffes 10 abhängig gemacht.

130051/0006

Leerseite

Claims

-JT- Patentansprüche:

1. Regelkreisanordnung für eine Waffenricht- und Stabilisierungsanlage mit einem Geschwindigkeitsregelkreis, dessen Sollwert durch ein Richtgriffsignal und dessen Istwert durch einen mit der Waffenrichtachse gekoppelten Geschwindigkeitsgeber vorgegeben wird, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Lageregelkreis (21) zur automatischen Driftkompensation und Mittel (19,20) zur Aktivierung des Lageregelkreises bei fehlendem Richtgriffsignal.

2. Regelkreisanordnung nach Anspruch 1 in einem Fahrzeug, gekennzeichnet durch zusätzliche Mittel (22) zur Aktivierung des Lageregelkreises bei fehlender Fahrzeugbewegung.

3. Regelkreisanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit der Waffenrichtachse (14) gekoppelten inkrementalen Drehgeber (15), einen von dem Drehgeber angesteuerten Vor/Rückwärts-Zähler (16), dessen Zähleingang (CL) durch ein Richtgriffsignal gesperrt und dessen Zählrichtung von der Drehrichtung des Drehgebers (15) gesteuert wird, und durch einen zwischen den Zähler (16) und ein Summierglied (11) des Geschwindigkeitsregelkreises (12,13) geschalteten Digital/Analog-Wandler (17).

4. Regelkreisanordnung nach den Ansprüchen 2 und 3, g e kennzeichnet durch ein ODER-Gatter

(23), das mit seinem Ausgang auf den Freigabeeingang (E) des Zählers (16) geschaltet ist und dessen Eingänge durch Signale gebildet werden, die von dem Richtgriff (10) und dem Fahrgetriebe (22) des Fahrzeuges hergeleitet werden. 35

5. Segelkreißanordnung nach Anspruch A, dadurch

gekennzeichnet, daß das Signal des Richtgriffes (10) über einen Nullpunktdiskriminator (19) und ein· Verzögerungsglied (20) dem einen Eingang des ODER-Gatters (23) zugeführt wird.
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6. Regelkreisanordnung nach Anspruch 3_f gekennzeichnet durch zwei auf dem inkrementalen Drehgeber (15) angeordnete Spuren zur Erzeugung von zwei elektrisch in der Phase gegeneinander verschobenen Impulsfolgen und eine zwischen den Drehgeber und den Vor/ Rückwärts-Eingang (V/R) des Zählers (16) geschaltete Einrichtung (18) zur Drehrichtungserkennung.

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