DE3626854A1

DE3626854A1 - Method for drift determination and a control-loop arrangement for carrying out the method

Info

Publication number: DE3626854A1
Application number: DE19863626854
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Fiebig; Wolfgang Dipl Ing Druener
Original assignee: Honeywell Regelsysteme GmbH
Current assignee: Honeywell Regelsysteme GmbH
Priority date: 1986-08-08
Filing date: 1986-08-08
Publication date: 1988-02-18
Also published as: DE3626854C2; CH680314A5

Abstract

For drift determination for a weapon (24) which is aimed by aiming optics (16) in the stabilised mode, the weapon being tracked via a resolver (18) of the aiming optics (16), the drift signal ( phi sight - phi body) is obtained by adding the actuating signal (positioning signal) ( phi turret - phi body) obtained by means of a rotation sensor (26) to the resolver signal ( phi sight - phi turret). <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Driftermittlung nach dem Gattungsbegriff des Patent anspruches 1 sowie auf eine Regelkreisanordnung zur Durch führung dieses Verfahrens.The present invention relates to a method to determine drift according to the generic term of the patent Claim 1 and a control loop arrangement for through implementation of this procedure.

Regelkreisanordnungen zur Durchführung einer automatischen Driftkompensation sind der DE-PS 30 15 311 und der DE-OS 34 31 166 entnehmbar. Dort wird ein die Drift der Waffe erfassender Lageregelkreis in Abhängigkeit von dem Vorlie gen bestimmter Bedingungen aktiviert, und der Lageregelkreis wird dem die Waffe führenden Geschwindigkeitsregelkreis überlagert.Control loop arrangements for performing an automatic Drift compensation are DE-PS 30 15 311 and DE-OS 34 31 166 removable. There is a drift of the weapon position control loop depending on the luff activated under certain conditions, and the position control loop becomes the speed control loop leading the weapon overlaid.

Bei der Verwendung einer Feuerleitanlage gibt es üblicher weise zwei mögliche Betriebsarten, nämlich den nachgeführten und den nicht-nachgeführten Betrieb. Im nachgeführten Betrieb führt eine Richtoptik die Waffe. Im nicht-nachgeführten Betrieb läuft die Richtoptik der Waffe nach. Ist die Richt optik abgeschaltet, so kann die Waffe stabilisiert oder nicht-stabilisiert betrieben werden. Alle diese Betriebs arten sollten bei einer Driftkompensation berücksichtigt werden; d. h. es sollte ein Driftwert für die Richtoptik und für die Waffe jeweils in Höhe und Seite ermittelt werden.There are more common when using a fire control system two possible operating modes, namely the tracked and the non-tracked operation. In tracked operation Directional optics guide the weapon. I'm not tracking The directional optics of the weapon continue to operate. Is the right one optics switched off, so the weapon can be stabilized or operated non-stabilized. All of these operating Types should be taken into account in drift compensation will; d. H. it should be a drift value for the directional optics and for the weapon in height and side can be determined.

Bisher konnte die Driftkompensation diese verschiedenen Betriebsarten nur bedingt berücksichtigen. Wünschenswert wäre es, die Driftwerte für alle möglichen Betriebsarten zu ermitteln und diese zu speichern, so daß sie je nach Vorliegen der Betriebsart wahlweise abgerufen und ver arbeitet werden können. Wenn bislang, z. B. während der Fahrt von nachgeführtem auf nicht-nachgeführten Betrieb umgeschaltet wurde, so trat bei der Feuerleitanlage schon deswegen eine Drift auf, weil nach dem Umschalten kein aktueller Driftwert zur Verfügung stand und ein neuer Driftwert während der Fahrt nicht ermittelt werden konnte.So far, the drift compensation could do these different Only consider operating modes to a limited extent. Desirable it would be the drift values for all possible modes of operation to determine and save them so that depending on The operating mode is optionally available and ver can be worked. If so far, e.g. B. during the Driving from tracked to non-tracked operation was switched over, so already occurred in the fire control system therefore a drift because after switching no current drift value was available and a new one The drift value could not be determined while driving.

Im Normalfall führt die Richtoptik die Waffe. Die Richt optik eines Periskops ist über Kreisel stabilisiert. Die Richtgriffsignale wirken über die Antriebsachsen auf die Richtoptik ein, und eine Resolverkette führt die Waffe bzw. den Turm in Höhe und Seite nach. Für die Driftkompensation bedeutet dies, daß nicht die Waffe sondern die Richtoptik ausgedriftet werden muß. Der Regelkreis der Richtoptik ent spricht im Prinzip dem Waffenregelkreis, wobei es sich ebenfalls um einen Geschwindigkeitsregelkreis handelt, dessen Sollwert durch das Richtgriffsignal vorgegeben ist.The directional optics normally guide the weapon. The dir optics of a periscope are stabilized by gyroscopes. The Directional handle signals act on the drive axles Directional optics, and a resolver chain guides the weapon or the tower in height and side. For drift compensation this means that not the weapon but the directional optics must be drifted out. The control loop of the directional optics ent basically speaks to the weapons control loop, where it is is also a speed control loop, whose setpoint is specified by the directional grip signal.

Der Driftwert für die Waffe wird in bekannter Weise durch einen Drehgeber ermittelt, der in der Höhenachse den Winkel zwischen Waffe und Turm und in der Seitenachse den Winkel zwischen Turm und Wanne mißt.The drift value for the weapon is determined in a known manner a rotary encoder determines the angle in the height axis between weapon and turret and in the side axis the angle between tower and tub.

Damit eine stabilisierte Richtoptik driftfrei erscheint, darf es keine Bewegung in der Höhenachse zwischen Visier linie und Turm und in der Seitenachse zwischen Visierlinie und Wanne geben. Um die Richtoptik auszudriften, benötigt man demnach ein Signal, das bezüglich der Höhe proportional dem Winkel zwischen Visierlinie und Turm und bezüglich der Seite proportional dem Winkel zwischen Visierlinie und Wanne ist. Bei einer Feuerleitanlage gibt es aber keinen Geber, der dieses Signal liefert.In order for stabilized directional optics to appear drift-free, there must be no movement in the vertical axis between the visor line and tower and in the side axis between the line of sight and give tub. To drift out the directional optics needed a signal that is proportional to the height the angle between the line of sight and the tower and with respect to the Side proportional to the angle between the line of sight and Tub is. But there is none in a fire control system Encoder that supplies this signal.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Ver fahren anzugeben, das die Ermittlung dieses Signales ge stattet. Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnen den Merkmale des Patentanspruches 1. Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie einer Regelkreis anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens sind den Unteransprüchen entnehmbar.It is therefore the object of the present invention a ver drive to indicate that the determination of this signal ge equips. This problem is solved by labeling the features of claim 1. Further refinements the inventive method and a control loop instructions to carry out this procedure are the Removable subclaims.

Anhand von in den Figuren der Zeichnung dar gestellten Ausführungsbeispielen sei im folgenden die Erfindung näher erläutert. Es zeigtBased on the figures in the drawing The exemplary embodiments presented are the following Invention explained in more detail. It shows

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Regelkreisanordnung in der Seitenachse; und Fig. 1 is a block diagram of the control loop arrangement according to the invention in the side axis; and

Fig. 2 ein Blockschaltbild für eine digitale Realisierung eines Teiles der Regelkreis anordnung. Fig. 2 is a block diagram for a digital implementation of part of the control loop arrangement.

Gemäß Fig. 1 ist für das Richten einer Richtoptik 16 in bekannter Weise ein Geschwindigkeitsregelkreis angeordnet. In diesem Regelkreis liefert ein nicht-dargestellter Richt griff ein Geschwindigkeits-Sollwertsignal an ein Summa tions/Subtraktionsglied 10. Das Ausgangssignal dieses Gliedes 10 steuert über einen Geschwindigkeitsregler 12 den nicht-dargestellten Antrieb einer Richtachse 14 an, um die Richtoptik 16 und damit die Visierlinie, beispiels weise in der Seite zu verstellen. Ein mit der Richtachse 14 gekoppelter Resolver 18 führt über einen Nachführregler 20 den Turm 24 in der Seite nach. Mit dem Resolver 18 ist ein Kreisel 22 verbunden, der das Geschwindigkeits-Istwertsignal für den Geschwindig keitsregelkreis liefert. Soweit die Regelkreisanordnung bis hierhin beschrieben wurde, gehört sie zum Stand der Technik.According to Fig. 1 of an alignment optics 16 is arranged a speed control loop in a known manner for directing. In this control loop, a directional handle, not shown, supplies a speed setpoint signal to a summation / subtraction element 10 . The output signal of this element 10 controls via a speed controller 12 the drive, not shown, of a directional axis 14 in order to adjust the directional optics 16 and thus the line of sight, for example in the side. A resolver 18 coupled to the directional axis 14 tracks the tower 24 in the side via a tracking controller 20 . With the resolver 18 , a gyroscope 22 is connected, which provides the actual speed signal for the speed control loop. As far as the control loop arrangement has been described so far, it belongs to the prior art.

Mit dem Turm 24 ist nunmehr ein Drehgeber 26 gekoppelt, der den Winkel zwischen Turm und Wanne mißt. Das Signal ϕ _Turm - d _Wanne kann jedoch nicht zur Drift kompensation der stabilisierten Richtoptik verwendet werden. Der Resolver liefert als Signal eine Spannung, die proportional dem Winkel zwischen Visierlinie und Turm ist. A rotary encoder 26 is now coupled to the tower 24 and measures the angle between the tower and the tub. The signal ϕ _tower - d _tub can not be used for drift compensation of the stabilized directional optics. As a signal, the resolver supplies a voltage that is proportional to the angle between the line of sight and the tower.

Dieses Signal ϕ _Vis - ϕ _Turm ist ebenfalls nicht geeignet, um eine Driftkompensation hinsichtlich der stabilisierten Richtoptik durchzuführen. Das gesuchte Signal ϕ _Vis - ϕ _Wanne kann jedoch durch Addition des Drehgebersignals zu dem Resolversignal gewonnen werden, denn hierbei ergibt sich ϕ _Vis - ϕ _Turm + (ϕ _Turm - ϕ _Wanne) = ϕ _Vis - ϕ _Wanne.This signal ϕ _Vis - ϕ _tower is also not suitable for drift compensation with regard to the stabilized directional optics. However, the wanted signal ϕ _Vis - ϕ _pan can be obtained by adding the encoder signal to the resolver signal, because this results in ϕ _Vis - ϕ _tower + ( ϕ _tower - ϕ _pan ) = ϕ _Vis - ϕ _pan .

Dieses am Ausgang des Additionsgliedes 28 vorliegende Signal kann nun über einen Lageregler 30 in einen Speicher 32 eingegeben und beim Fehlen von bestimmten Sperrbedingun gen, wie beispielsweise Fahrzeugbewegung, Richtgriffsignal, vom Feuerleitrechner befohlene Waffenbewegung usw. dem Summations/Subtraktionsglied 10 aufgeschaltet werden. Hier durch wird die stabilisierte Richtoptik 16 und damit die Visierlinie automatisch ausgedriftet.This signal present at the output of the adder 28 can now be entered into a memory 32 via a position controller 30 and, in the absence of certain locking conditions, such as vehicle movement, directional signal, weapon movement commanded by the fire control computer, etc., can be applied to the summation / subtraction element 10 . Through this, the stabilized optical system 16 and thus the line of sight is automatically drifted out.

Die anhand von Fig. 1 beschriebene Seitendriftkorrektur funktioniert in gleicher Weise für die Höhenrichtbewegung der Richtoptik, wobei in diesem Fall anstelle des Peri-Resolvers eine Resolverkette aus Peri- Resolver für die Höhe und Schildzapfenresolver die Nachführung gewähr leistet. Hinter dem Drehgeber 26 liegt dann das Signal ϕ _Waffe - ϕ _Turm
und hinter dem Resolver 18 das Signal ϕ _Vis - ϕ _Waffe vor. Durch Addition gewinnt man auch hier das gesuchte Signal ϕ _Vis - ϕ _Turm. The side drift correction described with reference to FIG. 1 functions in the same way for the vertical directional movement of the directional optics, in which case instead of the peri-resolver a resolver chain made of peri-resolver for the height and shield pin resolver ensures the tracking. The signal ϕ _weapon - ϕ _turret then lies behind the rotary encoder 26
and behind the resolver 18 the signal ϕ _Vis - ϕ _{weapon in} front. Φ _tower - by adding the wanted signal φ _Vis to win here.

Es ist somit möglich, dem Geschwindigkeitsregelkreis der stabilisierten Richtoptik einen speziellen Lageregelkreis zu überlagern, um zu be zwecken, daß die Drift der Visierlinie automatisch kompensiert wird.It is thus possible to stabilize the speed control loop Directional optics overlay a special position control loop to be purpose that the drift of the line of sight is automatically compensated.

Die Aufbereitung der Driftwerte für die Regelkreisanordnung gemäß Fig. 1 erfolgt vorzugsweise digital, wie dies in dem Blockschaltbild gemäß Fig. 2 dargestellt ist. So wird das Signal des Drehgebers 26 nach entsprechender Impulsauf bereitung in einem Impulsformer 34 über eine Zählerkette 36 einem Register 38 zugeführt, das an einen Datenbus 40 angeschlossen ist.The processing of the drift values for the control loop arrangement according to FIG. 1 is preferably carried out digitally, as is shown in the block diagram according to FIG. 2. Thus, the signal of the rotary encoder 26 after corresponding pulse preparation in a pulse shaper 34 is fed via a counter chain 36 to a register 38 which is connected to a data bus 40 .

Ebenso werden die Signale des Resolvers 18 nach Demodulation in einem Demodulator 42 und A/D-Wandlung 43 in einer Ablaufsteuerung 44 abge speichert und stehen zum Abruf über den Datenbus 40 zur Verfügung.Likewise, the signals of the resolver 18 after demodulation in a demodulator 42 and A / D conversion 43 are stored in a sequence controller 44 and are available for retrieval via the data bus 40 .

Bei fehlenden Sperrbedingungen wird über ein Ein/Ausgabe- Glied 46 und den Datenbus 40 eine subtraktive Verarbei tung der gespeicherten Werte in einem Prozessor 48 ausge löst, und über einen Digital/Analog-Wandler 52 wird der so errechnete Driftwert dem Geschwindigkeitsregelkreis der Richtoptik überlagert. Ein weiterer Digital/Analog- Wandler 50, der normalerweise den Driftwert für die Waffe ausgibt, ist hierbei von seiner zugeordneten Regelkreis anordnung abgetrennt.In the absence of blocking conditions, a subtractive processing of the stored values is triggered in a processor 48 via an input / output element 46 and the data bus 40 , and the drift value thus calculated is superimposed on the speed control loop of the directional optics via a digital / analog converter 52 . Another digital / analog converter 50 , which normally outputs the drift value for the weapon, is separated from its associated control loop arrangement.

Claims

1. A method for determining drift for a weapon guided in stabilized operation by a directional optics (visor), the weapon being guided via a resolver of the directional optics, characterized in that the position signal of the weapon is combined with the resolver signal.

2. The method according to claim 1, wherein the weapon is mounted on a revolving turret in a tub, characterized in that the drift signals in side and height are determined according to the following relationships:
ϕ _Vis - ϕ _tower + ( ϕ _tower - ϕ _tub ) = ϕ _Vis - ϕ _tub (side) and
ϕ _Vis - ϕ _weapon + ( ϕ _weapon - ϕ _turret ) = ϕ _Vis - ϕ _turret (height).

3. Control circuit arrangement for carrying out the method according to claims 1 and 2 for a weapon leveling and stabilization system on a vehicle, in particular tanks, with a speed control loop, the setpoint is given by a directional control signal and its actual value by a speed sensor coupled with the weapon leveling system and with an additional position control loop for drift compensation, which has a rotary encoder coupled to the turret or the weapon, the summed signal of which is applied to the speed control loop when certain conditions are present, characterized in that the position control loop ( 30, 32 ) has an addition element ( 28 ) is connected upstream, the signal ( ϕ _weapon - ϕ _turret , ϕ _turret - ϕ _trough ) of the rotary encoder ( 26 ), and the signal ( ϕ _Vis - ϕ _weapon , ϕ _Vis - ϕ _turret ) of the resolver ( 18 ) is fed.

4. Control circuit arrangement according to claim 3, characterized by a digitization of the encoder signal and the resolver signal, a processing of both signals in a processor ( 48 ) and an output of the determined drift values via digital / analog converter ( 50, 52 ) in the absence of certain Blocking conditions.