RU2525148C1 - System for stabilisation and control ocer combat machine - Google Patents
System for stabilisation and control ocer combat machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2525148C1 RU2525148C1 RU2013113652/28A RU2013113652A RU2525148C1 RU 2525148 C1 RU2525148 C1 RU 2525148C1 RU 2013113652/28 A RU2013113652/28 A RU 2013113652/28A RU 2013113652 A RU2013113652 A RU 2013113652A RU 2525148 C1 RU2525148 C1 RU 2525148C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- amplifier
- control
- stabilization
- gun
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области вооружения и военной техники, в частности к стабилизаторам вооружения боевых машин типа БМП, танков, БТР, БРДМ и т.п., работающим совместно с комплексом управления (далее по тексту - КУ) вооружением этих объектов.The invention relates to the field of weapons and military equipment, in particular to the stabilizers of weapons of combat vehicles such as infantry fighting vehicles, tanks, armored personnel carriers, armored personnel carriers, etc., working in conjunction with a control system (hereinafter referred to as KU) for the armament of these objects.
Известна боевая машина пехоты БМП-2, комплекс вооружения которой содержит установленные в боевом отделении спаренные автоматическую пушку малого калибра и 7,62 мм пулемет, стабилизированные в двух плоскостях, а также пусковую установку с противотанковой управляемой ракетой (далее по тексту - ПТУР) и КУ вооружением, включающий дневно-ночной прицел наводчика, головное зеркало которого механически связано с пушкой, дневной прицел командира, головная призма которого механически связана с пушкой дневного прицела управляемой ракеты, механически связанного с нестабилизированной выносной пусковой установкой для ПТУР, установленной на башне, а также стабилизатора вооружения.The BMP-2 infantry fighting vehicle is known, the weapon system of which contains a coaxial small-caliber automatic cannon and a 7.62 mm machine gun mounted in the fighting compartment, stabilized in two planes, as well as an anti-tank guided missile launcher (hereinafter referred to as ATGM) and KU armament, including a gunner’s day-night sight, the head mirror of which is mechanically connected with the gun, the commander’s day sight, whose head prism is mechanically connected with the gun of the guided missile’s day sight, mechanically and associated remote unstabilized launcher for anti-tank mounted on the tower, and the stabilizer arms.
Стабилизатор, в свою очередь, состоит из приводов горизонтального (далее по тексту - ГН) и вертикального (далее по тексту - ВН) наведения и стабилизации, которые выполнены по структурной схеме, изображенной на фиг.1. Данная система наведения и стабилизации принята за прототип.The stabilizer, in turn, consists of drives horizontal (hereinafter referred to as GN) and vertical (hereinafter referred to as GN) guidance and stabilization, which are made according to the structural diagram shown in figure 1. This guidance and stabilization system is adopted as a prototype.
(См. 1) Изделие 2Э36-4 БС1.331.000 Техническое описание и инструкция по эксплуатации (дополнение к ПБ 1.331.047 ТО);(See 1) Product 2E36-4 BS1.331.000 Technical description and operating instructions (addition to PB 1.331.047 TO);
2) «Боевая машина пехоты БМП-2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Ч.1, 2. Бронетехника. Изд. Попурри, Минск, 2000, Открытое издание, стр.180-184.)2) “BMP-2 infantry fighting vehicle. Technical description and instruction manual.
Привода ГН и ВЫ системы, принятой за прототип, представляют собой автономные электромеханические привода постоянного тока, обеспечивающие режим стабилизированного наведения и стабилизации башни и пушки по сигналам, поступающим с пульта управления (ПУ) 1 (ПУ ГН) 1.1 и (ПУ ВН) 1.2 и датчиков абсолютной угловой скорости (ГТ-ГН) 2 и (ГТ-ВН) 3.The GN drives and YOU of the system adopted as the prototype are autonomous DC electromechanical drives that provide stabilized guidance and stabilization of the turret and gun according to the signals received from the control panel (PU) 1 (GN GN) 1.1 and (GN GN) 1.2 and absolute angular velocity sensors (GT-GN) 2 and (GT-VN) 3.
Принцип работы приводов ВН и ГН в режимах стабилизации и стабилизированного наведения во многом схожи. Рассмотрим работу каждого из приводов ВН и ГН в отдельности.The principle of operation of the HV and GN drives in the stabilization and stabilized guidance modes is very similar. Consider the operation of each of the drives VN and GN separately.
В режиме стабилизации по ВН - стабилизация пушки по ВН осуществляется по сигналу датчика абсолютной угловой скорости (ГТ-ВН) 3, жестко связанного с пушкой 5. При движении БМП-2 башня 6 вместе с корпусом, под действием внешних возмущений, отклоняется от исходного положения, увлекая за собой пушку 5, а вместе с ней и датчик абсолютной угловой скорости (ГТ-ВН) 3.In the VN stabilization mode, the VN gun stabilization is carried out according to the signal of the absolute angular velocity sensor (GT-VN) 3, which is rigidly connected to the
Датчик абсолютной угловой скорости (ГТ-ВН) 3 вырабатывает сигнал, пропорциональный величине скорости и соответствующий (по фазе) направлению отклонения пушки 5 в плоскости ВН.The absolute angular velocity sensor (GT-VN) 3 generates a signal proportional to the magnitude of the velocity and corresponding (in phase) to the direction of deflection of
Полученный таким образом сигнал с (ГТ-ВН) 3 подается на вход интегратора (J-BH) 7 блока управления (БУ) 4, который вырабатывает сигнал, пропорциональный интегралу скорости, что соответствует величине угла отклонения пушки 5 от исходного положения в плоскости ВН (ошибка стабилизации по ВН). Полученный сигнал ошибки привода ВН поступает на вход звена коррекции (ВН1) 8, затем на суммирующий усилитель (Σ-ВН) 9 и далее на усилитель напряжения (УН-ВН) 10, и поступает на вход широтно-импульсного модулятора (ШИМ ВН) 11 усилителя мощности (УМВН) 12.The signal thus obtained from (GT-VN) 3 is fed to the input of the integrator (J-BH) 7 of the control unit (BU) 4, which generates a signal proportional to the velocity integral, which corresponds to the angle of deviation of the
Широтно-импульсный модулятор (ШИМ ВН) 11 преобразует этот сигнал постоянного напряжения в сигнал импульсного напряжения со скважностью, пропорциональной величине напряжения на его входе. Импульсный сигнал с широтно-импульсного модулятора (ШИМ ВН) 11 поступает на вход усилителя (У-ВН) 13 усилителя мощности (УМВН) 12, где усиливается и поступает на якорную обмотку электродвигателя (ЭД-ВН) 14.Pulse Width Modulator (PWM HV) 11 converts this constant voltage signal into a pulse voltage signal with a duty ratio proportional to the voltage at its input. The pulse signal from the pulse-width modulator (PWM HV) 11 is fed to the input of the amplifier (U-VN) 13 power amplifier (UMVN) 12, where it is amplified and fed to the armature winding of the electric motor (ED-VN) 14.
Электродвигатель (ЭД-ВН) 14 через редуктор (Ред.ВН) 15 поворачивает пушку 5, а вместе с ней и зеркало прицела(ов) (П) 16 по ВН в сторону, противоположную отклонению пушки 5 в плоскости ВН, удерживая ее в направлении на цель с точностью, определяемой ошибкой стабилизации привода ВН.The electric motor (ED-VN) 14 through the gearbox (Rev. VN) 15 rotates the
Для повышения устойчивости и добротности контуров регулирования и как следствие получение требуемой ошибки стабилизации привода ВН в контур управления стабилизатора введены обратная связь по току электродвигателя (ЭД-ВН) 14, формируемая датчиком тока (ДТ ВН) 17 усилителя мощности (УМВН) 12, и обратная связь по напряжению электродвигателя (ЭД-ВН) 14. Сформированные усилителем мощности (УМВН) 12 обратные связи по току и напряжению обрабатываются блоком управления (БУ) 4.To increase the stability and quality factor of the control loops and, as a result, obtain the required stabilization error of the HV drive, the motor current feedback (ED-HV) 14, formed by the current sensor (DT HV) 17 of the power amplifier (UMVN) 12, and the inverse are introduced into the stabilizer control loop communication on the voltage of the electric motor (ED-VN) 14. Formed by the power amplifier (UMVN) 12 feedbacks on current and voltage are processed by the control unit (BU) 4.
Обратная связь по току электродвигателя (ЭД-ВН) 14 с датчика тока (ДТ ВН) 17 поступает на звено коррекции по току электродвигателя (ЗКТ-ВН) 18 и вход суммирующего усилителя (Σ-ВН) 9, где суммируется с обработанным сигналом обратной связи по напряжению электродвигателя (ЭД-ВН) 14 модулем (ОСН ВН) 20. Сигнал с сумматора 19 обрабатывается звеном коррекции (ВН2) 21.Feedback on the current of the electric motor (ED-VN) 14 from the current sensor (DT VN) 17 is fed to the link for current correction of the electric motor (ZKT-VN) 18 and the input of the summing amplifier (Σ-VN) 9, where it is summed with the processed feedback signal according to the voltage of the electric motor (ED-VN) 14 module (OSN VN) 20. The signal from the
Полученные сигналы обратных связей со звена коррекции по току электродвигателя (ЗКТ-ВН) 18 и звена коррекции (ВН2) 21 поступают на вход суммирующего усилителя (Σ-ВН) 9, где алгебраически суммируются с сигналом ошибки привода ВН, полученного со звена коррекции (ВН1) 8.The received feedback signals from the current correction link of the electric motor (ZKT-VN) 18 and the correction link (VN2) 21 are fed to the input of the summing amplifier (Σ-VN) 9, where they are algebraically summed with the error signal of the VN drive received from the correction link (VN1 ) 8.
Режим стабилизированного наведения пушки 5 осуществляется по сигналу наведения с (ПУ ВН) 1.2, поступающего с пульта управления (ПУ) 1. Сигнал с (ПУ ВН) 1.2 пульта управления (ПУ) 1 подается на вход интегратора (Σ-BH) 7 блока управления (БУ) 4, где суммируется с сигналом датчика абсолютной угловой скорости (ГТ-ВН) 3, жестко связанного с пушкой 5. Полученный таким образом на выходе интегратора (∫-BH) 7 сигнал представляет собой ошибку привода ВН с учетом знака и амплитуды сигнала с (ПУ ВН) 1.2 пульта управления (ПУ) 1, задаваемых оператором при отклонении им рукояток пульта управления (ПУ) 1 в вертикальной плоскости (вверх-вниз).The gun’s stabilized
Оператор наводит пультом управления (ПУ) 1 по ВН пушку 5 на цель через оптический канал прицела, жестко связанного с пушкой 5.The operator directs the remote control (PU) 1 on the
В режиме стабилизации по ГН стабилизация пушки по ГН осуществляется по сигналу датчика абсолютной угловой скорости (ГТ-ГН) 2, жестко связанного с пушкой 5, закрепленной в цапфах башни 6. При движении башня 6 вместе с корпусом, под действием внешних возмущений, отклоняется от исходного положения, увлекая за собой пушку 5, а вместе с ней и датчик абсолютной угловой скорости (ГТ-ГН) 2.In the mode of stabilization by GN, gun stabilization by GN is carried out by the signal of the absolute angular velocity sensor (GT-GN) 2, rigidly connected to the
Датчик абсолютной угловой скорости (ГТ-ГН) 2 вырабатывает сигнал, пропорциональный величине скорости и соответствующий (по фазе) направлению отклонения пушки 5 в плоскости ГН.The absolute angular velocity sensor (GT-GN) 2 generates a signal proportional to the magnitude of the velocity and corresponding (in phase) to the direction of deflection of
Полученный таким образом сигнал с (ГТ-ГН) подается на вход интегратора (∫-ГН) 22 блока управления (БУ) 4, который вырабатывает сигнал, пропорциональный интегралу скорости, что соответствует величине угла отклонения пушки 5 от исходного положения в плоскости ГН (ошибка стабилизации по ГН). Полученный сигнал ошибки привода ГН поступает на вход звена коррекции (ГН1) 23, затем на суммирующий усилитель (Σ-ГН) 24 и далее на усилитель напряжения (УН-ГН) 25 и поступает на вход широтно-импульсного модулятора (ШИМ ГН) 26 усилителя мощности (УМГН) 27.The signal c (GT-GN) thus obtained is fed to the input of the integrator (∫-GN) 22 of the control unit (BU) 4, which generates a signal proportional to the velocity integral, which corresponds to the angle of the deviation of
Широтно-импульсный модулятор (ШИМ ГН) 26 преобразует этот сигнал постоянного напряжения в сигнал импульсного напряжения со скважностью, пропорциональной величине напряжения на его входе. Импульсный сигнал с широтно-импульсного модулятора (ШИМ ГН) 26 поступает на вход усилителя 28 усилителя мощности (УМГН) 27, где усиливается и поступает на якорную обмотку электродвигателя (ЭД-ГН) 29.A pulse-width modulator (PWM GN) 26 converts this constant voltage signal into a pulse voltage signal with a duty ratio proportional to the voltage at its input. The pulse signal from a pulse-width modulator (PWM GN) 26 is fed to the input of an
Электродвигатель (ЭД-ГН) 29 через редуктор (Ред.ГН) 30 поворачивает башню 6, а вместе с ней пушку 5 и зеркало прицела(ов) 16 в сторону, противоположную отклонению пушки 5 в плоскости ГН, удерживая ее в направлении на цель с точностью, определяемой ошибкой стабилизации привода ГН.The electric motor (ED-GN) 29 through the gearbox (Red. GN) 30 rotates the
Для повышения устойчивости и добротности контуров регулирования и как следствие получение требуемой ошибки стабилизации привода ГН в контур управления стабилизатора введена обратная связь по току электродвигателя (ЭД-ГН) 29, формируемая датчиком тока (ДТ ГН) 31 усилителя мощности (УМГН) 27. Сформированная датчиком тока (ДТ ГН) 31 усилителя мощности (УМГН) 27 обратная связь по току электродвигателя (ЭД-ГН) 29 поступает на звено коррекции по току электродвигателя (ЗКТ-ГН) 32 и далее на вход суммирующего усилителя (Σ-ГН) 24, где алгебраически суммируется с сигналом ошибки привода ГН, полученного со звена коррекции (ГН1) 23.To increase the stability and quality factor of the control loops and, as a result, obtain the required stabilization error of the GN drive, the motor current feedback (ED-GN) 29, formed by the current sensor (DT GN) 31 of the power amplifier (UMGN) 27, is formed in the
Режим стабилизированного наведения пушки 5 (башни) по ГН осуществляется по сигналу наведения с (НУ ГН) 1.1, поступающего с пульта управления (ПУ) 1. Сигнал с (ПУ ГН) 1.1 пульта управления (ПУ) 1 подается на вход интегратора (J-ГН) 22 блока управления 4, где суммируется с сигналом датчика абсолютной угловой скорости (ГТ-ГН) 2, жестко связанного с пушкой 5. Полученный таким образом на выходе интегратора (∫-ГН) 22 сигнал представляет собой ошибку привода ГН с учетом знака и амплитуды сигнала с (ПУ ГН) 1.1 пульта управления (ПУ) 1, задаваемых оператором при отклонении им рукояток пульта управления (ПУ) 1 в горизонтальной плоскости (вправо-влево).The mode of stabilized guidance of the gun 5 (turret) over GN is carried out by the guidance signal from (NU GN) 1.1 coming from the control panel (PU) 1. The signal from (PU GN) 1.1 of the control panel (PU) 1 is fed to the input of the integrator (J- GN) 22 of the
Оператор наводит пультом управления (ПУ) 1 по ГН пушку 5 на цель через оптический канал прицела, жестко связанного с башней 6 и пушкой 5.The operator points the remote control (PU) 1 on the
Недостатками вышеуказанной системы-прототипа являются:The disadvantages of the above prototype system are:
- низкая точность стабилизации пушки и спаренного с ней пулемета при движении, обусловленная недостаточным быстродействием и точностью отработки приводами стабилизатора динамически изменяющихся сигналов;- low accuracy of stabilization of the gun and the machine gun coaxial with it during movement, due to insufficient speed and accuracy of the actuator stabilizer dynamically changing signals;
- малая эффективность ведения прицельного огня из пушки и спаренного с ней пулемета из-за наличия жесткой механической связи с ней прицелов, точность стабилизации которых в пространстве определяется точностью стабилизации самих силовых приводов пушки (зависимая стабилизация линии визирования), что затрудняет прицеливание и наблюдение в движении;- low efficiency of aimed fire from the gun and the machine gun paired with it due to the presence of rigid mechanical connection with the sights, the stabilization accuracy of which in space is determined by the accuracy of stabilization of the gun’s power drives themselves (dependent stabilization of the line of sight), which makes it difficult to aim and observe in motion ;
- отсутствие прицелов, имеющих двухплоскостную независимую стабилизацию в пространстве головного зеркала и датчиков положения, обеспечивающих электрическую связь прицела с пушкой (установленным вооружением);- the absence of sights having two-plane independent stabilization in the space of the head mirror and position sensors, providing electrical connection between the sight and the gun (mounted weapons);
- отсутствие информационных каналов обмена с другими устройствами, что не позволяет повысить эксплутационные характеристики стабилизатора, его диагностику и возможность установки на другие объекты военного назначения.- lack of information exchange channels with other devices, which does not allow to increase the operational characteristics of the stabilizer, its diagnosis and the ability to install on other military targets.
Техническими задачами заявляемого изобретения являются:The technical objectives of the claimed invention are:
- повышение точности стабилизации установленного на объекте военного назначения (далее по тексту - ОВН) вооружения;- improving the accuracy of stabilization of weapons installed at a military facility (hereinafter referred to as “IOD”);
- повышение эффективности ведения прицельного огня из установленного на ОВН вооружения при его движении;- improving the efficiency of targeted fire from weapons installed on the IOD during its movement;
- повышение быстродействия приводов стабилизатора вооружения и скорости отработки ими входного возмущающего воздействия;- improving the speed of armament stabilizer drives and the speed of their development of the input disturbance;
- обеспечение независимой двухплоскостной стабилизации линии визирования (прицеливания);- providing independent two-plane stabilization of the line of sight (aiming);
- повышение эксплутационных характеристик стабилизатора, расширение возможности его диагностики и применения.- improving the operational characteristics of the stabilizer, expanding the possibility of its diagnosis and application.
Для достижения указанного технического результата в известную систему стабилизации и управления вооружением, содержащую пульт(ы) управления по ВН и ГН, блок управления с суммирующими усилителями по ВН и ГН, усилителями напряжения по ВН и ГН, звеньями коррекции по току ГН и ВН, интеграторами по ВН и ГН, электрически связанными с пультом(ами) управления по ВН и ГН, усилители мощности по ВН и ГН, широтно-импульсные модуляторы по ВН и ГН, которые электрически связаны с усилителями напряжения по ВН и ГН блока управления, датчики абсолютной угловой скорости по ВН и ГН, жестко связанные с пушкой и электрически связанные с входами интеграторов по ВН и ГН, прицел(ы), механически связанные с пушкой и башней, электродвигатель ГН, механически соединенный с башней через редуктор ГН, электродвигатель ВН, механически соединенный с пушкой через редуктор ВН, согласно изобретению дополнительно введены:To achieve the specified technical result, a known stabilization and weapon control system comprising a control panel (s) for high voltage and high voltage, a control unit with summing amplifiers for high voltage and low voltage, voltage amplifiers for high voltage and high voltage, current and voltage correction links for high voltage and high voltage, integrators on HV and GN, electrically connected to the control panel (s) on HV and GN, power amplifiers on HV and GN, pulse-width modulators on HV and GN, which are electrically connected to voltage amplifiers on HV and GN of the control unit, absolute angular sensors HV and GN speeds, rigidly connected to the gun and electrically connected to the inputs of HV and GN integrators, sight (s), mechanically connected to the gun and turret, GN electric motor, mechanically connected to the tower through the GN reducer, VN electric motor, mechanically connected to gun through the gearbox VN, according to the invention additionally introduced:
- задающее устройство стабилизации с датчиками положения независимо стабилизированного в пространстве инерциального объекта по ГН и ВН;- master stabilization device with position sensors independently stabilized in space inertial object on GN and VN;
- датчик положения по ВН;- VN position sensor;
- модуль расчета скорости вала электродвигателя усилителя мощности по ГН;- module for calculating the speed of the shaft of the electric motor of the power amplifier according to the GN;
- модуль расчета скорости вала электродвигателя усилителя мощности по ВН;- module for calculating the speed of the shaft of the electric motor of the power amplifier according to VN;
- аппаратура системы управления боевым отделением, кроме того, в блок управления дополнительно введены:- equipment of the control system of the fighting compartment, in addition, the following are additionally entered into the control unit:
- блок логики;- block of logic;
- ключевое устройство ГН;- a key GN device;
- звено коррекции по скорости вращения вала электродвигателя ГН;- link correction for the speed of rotation of the shaft of the electric motor GN;
- звено коррекции по скорости вращения вала электродвигателя ВН;- link correction for the speed of rotation of the motor shaft VN;
- ключевое устройство ВН;- key device VN;
- первый суммирующий усилитель ВН;- the first summing amplifier VN;
- второй суммирующий усилитель ВН;- the second summing amplifier VN;
при этом задающее устройство стабилизации с датчиками положения независимо стабилизированного в пространстве инерциального объекта по ГН и ВН электрически связано с пультом(ами) управления по ВН и ГН и вооружением через датчик положения по ВН, который механически связан с вооружением,wherein the stabilization master with position sensors of an inertial object independently stabilized in space by GN and HV is electrically connected to the control panel (s) along HV and GN and armament through a HV position sensor that is mechanically connected to the weapon,
аппаратура системы управления боевым отделением электрически связана по информационному каналу обмена с блоком логики блока управления и пультом(ами) управления по ВН и ГН, причем указанные пульт(ы) управления по ВН и ГН, датчики положения независимо стабилизированного в пространстве инерциального объекта по ГН и ВН задающего устройства стабилизации, усилители мощности по ВН и ГН, выходы датчиков тока электродвигателей по ВН и ГН и модули расчета скорости вала электродвигателей усилителей мощности по ВН и ГН и аппаратура системы управления боевым отделением электрически связаны с блоком управления,the equipment of the control system of the fighting compartment is electrically connected through the information exchange channel to the logic block of the control unit and the control panel (s) for HV and GN, the indicated control panel (s) for HV and GN, position sensors of an inertial object independently stabilized in space along GN and VN of the stabilization driver, power amplifiers according to VN and GN, outputs of electric motor current sensors along VN and GN and modules for calculating the shaft speed of electric motors of power amplifiers according to VN and GN and control system equipment Nia combat compartment is electrically connected to the control unit,
при этом с одной стороны выход интегратора по ГН блока управления и выход датчика положения независимо стабилизированного в пространстве инерциального объекта по ГН задающего устройства стабилизации связаны с входами ключевого устройства ГН, соединенного с пультом(тами) управления, выход ключевого устройства ГН, связан с выходами звеньев коррекции по току и скорости вала электродвигателя ГН через входы суммирующего усилителя ГН, выход управления которого объединен с усилителем напряжения ГН, электрически связанным с усилителем мощности ГН через вход широтно-импульсного модулятора по ГН, выход которого электрически связан с усилителем ГН усилителя мощности ГН, вращающим вал электродвигателя ГН, который поворачивает через редуктор ГН боевое отделение с установленным вооружением, а с другой стороны выход интегратора по ВН блока управления и выход первого суммирующего усилителя ВН связаны с входами ключевого устройства ВН, соединенного с пультом(тами) управления, выход с ключевого устройства ВН, связан с выходами звеньев коррекции по току и скорости вращения вала электродвигателя ВН через входы второго суммирующего усилителя ВН, выход управления второго суммирующего усилителя ВН при этом соединен с усилителем напряжения ВН, электрически связанным с усилителем мощности ВН через вход широтно-импульсного модулятора ВН, выход которого электрически связан с усилителем ВН усилителя мощности ВН, вращающим вал электродвигателя ВН, поворачивающего через редуктор ВН пушку, при этом аппаратура системы управления соединена с блоком логики блока управления и пультом(ами) управления, в свою очередь блок логики соединен с ключевым устройством ВН и ключевым устройством ГН.at the same time, on the one hand, the integrator output from the control unit GN and the position sensor output of the inertial object independently stabilized in space by the GN of the stabilization driver are connected to the inputs of the GN key device connected to the control panel (s), the output of the GN key device is connected to the outputs of the links correction of current and speed of the GN motor shaft through the inputs of the GN summing amplifier, the control output of which is combined with the GN voltage amplifier, electrically connected to the amplifier powerfully GN through the input of the pulse-width modulator according to GN, the output of which is electrically connected to the GN amplifier of the GN power amplifier, rotating the GN electric motor shaft, which rotates the fighting compartment with the installed armament through the GN reducer, and on the other hand the integrator output via the HV control unit and the output the first summing HV amplifier is connected to the inputs of the HV key device connected to the control panel (s), the output from the HV key device is connected to the outputs of the current and speed correction links of the electric shaft the HV motor through the inputs of the second HV summing amplifier, the control output of the second HV summing amplifier is connected to the HV voltage amplifier electrically connected to the HV power amplifier through the input of the HV pulse-width modulator, the output of which is electrically connected to the HV amplifier of the HV power amplifier rotating the shaft VN electric motor, turning the gun through the VN reducer, while the control system equipment is connected to the logic block of the control block and the control panel (s), in turn, the logic block connected to the HV key device and the GN key device.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая система стабилизации и управления вооружением отличается наличием новых элементов (задающее устройство стабилизации с датчиками положения независимо стабилизированного инерциального объекта по ГН и ВН, датчик положения ВН, усилители мощности привода ГН и ВН с модулями расчета скорости вращения вала электродвигателей усилителей мощности по ВН и ГН, аппаратура системы управления, блок логики, первый суммирующий усилитель ВН, ключевое устройство ГН, ключевое устройство ВН, второй суммирующий усилитель ВН, звенья коррекции по скорости ГН и ВН) и их связями с другими элементами системы.Comparative analysis with the prototype shows that the inventive stabilization and weapon control system is characterized by the presence of new elements (stabilization driver with position sensors of an independently stabilized inertial object in GN and HV, HV position sensor, GN and HV drive power amplifiers with modules for calculating the speed of rotation of the motor shaft power amplifiers according to HV and GN, control system equipment, logic unit, first summing HV amplifier, GN switchgear, HV key device, the second summing amplifier VN, links correction for speed GN and VN) and their relationships with other elements of the system.
Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что вновь вводимые элементы достаточно хорошо известны в технике, но при их введении в указанной связи в систему стабилизации и управления вооружением позволяет:Comparison of the proposed solution with other technical solutions shows that the newly introduced elements are quite well known in the art, but when they are introduced in this connection into the stabilization and weapon control system, it allows:
- повысить точность стабилизации выбранного вооружения за счет применения в структуре приводов ГН и ВН новых обратных связей по скорости вращения валов электродвигателей ВН и ГН;- increase the accuracy of stabilization of the selected weapons due to the use of new feedbacks in the structure of the drives of the GN and HV on the speed of rotation of the shafts of the HV and GN electric motors;
- улучшить качество управления приводами ВН и ГН и тем самым повысить эффективность ведения прицельного огня из установленного вооружения, особенно при движении объекта военного назначения с установленным вооружением, за счет введения в структуру приводов ВН и ГН задающего устройства стабилизации, позволяющего обеспечить 2-х плоскостную независимую стабилизацию и стабилизированное наведение вооружения, при этом сохранив возможность работы стабилизатора и в прежнем режиме зависимой стабилизации;- to improve the quality of control of the HV and GN drives and thereby increase the efficiency of aimed fire from the installed weapons, especially when moving a military object with the installed weapons, by introducing into the structure of the HV and GN drives a stabilization device that allows for 2-plane independent stabilization and stabilized guidance of weapons, while maintaining the ability of the stabilizer to work in the previous mode of dependent stabilization;
- улучшить условия работы оператора при наведении им вооружения на цель при движении ОВН за счет применения независимой от вооружения двухплоскостной стабилизации линии визирования. При этом стабилизация вооружения осуществляется относительно датчиков положения стабилизированной линии прицеливания ЗУС;- to improve the working conditions of the operator when he brings weapons to the target during the movement of the AEC due to the use of two-plane stabilization of the line of sight independent of weapons. In this case, the stabilization of weapons is carried out relative to the position sensors of the stabilized aiming line ZUS;
- повысить эксплутационные характеристики стабилизатора и возможности его диагностики и адаптации к другим комплексам управления вооружением за счет наличия информационного канала обмена между аппаратурой системы управления боевого отделения и блоком управления системы стабилизации вооружения.- increase the operational characteristics of the stabilizer and the possibility of its diagnosis and adaptation to other weapons control systems due to the presence of an information exchange channel between the equipment of the control system of the fighting compartment and the control unit of the weapon stabilization system.
На фиг.1 приведена структурная схема системы-прототипа стабилизатора вооружения БМП-2; на фиг.2 приведена заявляемая структурная схема системы стабилизации и управления вооружением боевой машины.Figure 1 shows the structural diagram of the system of the prototype weapons stabilizer BMP-2; figure 2 shows the claimed structural diagram of a stabilization and weapon control system for a combat vehicle.
Сокращения, принятые в тексте и на фиг.2:Abbreviations adopted in the text and figure 2:
АСУ - аппаратура системы управления боевого отделения ОВН;ACS - equipment of the control system of the combat compartment of the Aries;
БЛ - блок логики, обеспечивающий выдачу команд на переключение и коммутацию структуры управления блока управления;BL - a logic unit that provides commands for switching and switching the control structure of the control unit;
БУ - блок управления системы стабилизации и управления вооружением;BU - control unit of the stabilization and weapon control system;
ГТ-ГН - датчик абсолютной угловой скорости по ГН;GT-GN - absolute velocity sensor for GN;
ГТ-ВН - датчик абсолютной угловой скорости по ВН;GT-VN - absolute velocity sensor for VN;
ДП-ВН - датчик положения ВН;DP-VN - VN position sensor;
ДТ ГН - датчик тока электродвигателя ГН;DT GN - current sensor of the electric motor GN;
ДТ ВН - датчик тока электродвигателя ВН;DT VN - current sensor of the electric motor VN;
ЗКТ-ВН - звено коррекции по току электродвигателя привода ВН;ZKT-VN - link for current correction of the VN drive electric motor;
ЗКС-ВН - звено коррекции по скорости вала электродвигателя ВН;ZKS-VN - link for speed correction of the VN electric motor shaft;
ЗКТ-ГН - звено коррекции по току электродвигателя привода ГН;ZKT-GN - link for current correction of the electric motor of the GN drive;
ЗКС-ГН - звено коррекции по скорости вала электродвигателя ГН;ZKS-GN - link correction for the speed of the shaft of the electric motor GN;
ЗУС - задающее устройство стабилизации с датчиками положения независимо стабилизированного в пространстве инерциального объекта по ГН и ВН;ZUS - a master stabilization device with position sensors of an inertial object independently stabilized in space along GN and HV;
КУ - комплекс управления;KU - management complex;
ОВН - объект военного назначения;OVN - military facility;
П - прицел(ы) с зависимой линией стабилизации;P - sight (s) with a dependent stabilization line;
ПУ - пульт управления, включающий в себя ПУ ГН и ПУ ВН;PU - control panel, including PU GN and PU VN;
ПУ ГН - пульт управления по ГН;PU GN - control panel for GN;
ПУ ВН - пульт управления по ВН;PU VN - control panel for VN;
Ред.ГН - редуктор привода ГН;Red. GN - GN drive gear;
Ред.ВН - редуктор привода ВН;Rev. VN - VN drive gearbox;
СК ГН - модуль расчета скорости вала электродвигателя усилителя мощности по ГН;SC GN - module for calculating the shaft speed of the electric motor of a power amplifier according to GN;
СК ВН - модуль расчета скорости вала электродвигателя усилителяSC VN - module for calculating the speed of the shaft of an electric motor of an amplifier
мощности по ВН;HV power;
УМГН - усилитель мощности привода ГН;UMGN - power amplifier drive GN;
УМВН - усилитель мощности привода ВН;UMVN - power amplifier drive VN;
УН-ГН - усилитель напряжения привода ГН;UN-GN - voltage amplifier drive GN;
УН-ВН - усилитель напряжения привода ВН;UN-VN - voltage amplifier drive VN;
У-ГН - усилитель ГН;U-GN - GN amplifier;
У-ВН - усилитель ВН;U-VN - VN amplifier;
ШИМ-ГН - широтно-импульсный модулятор привода ГН;PWM-GN - pulse-width modulator of the GN drive;
ШИМ-ВН - широтно-импульсный модулятор привода ВН;PWM-VN - pulse-width modulator of the VN drive;
∫-ГН - интегратор привода ГН;∫-GN - GN drive integrator;
∫-BH - интегратор привода ВН;∫-BH - VN drive integrator;
ЭД-ГН - электродвигатель привода ГН;ED-GN - GN drive electric motor;
ЭД-ВН - электродвигатель привода ВН;ED-VN - electric motor drive VN;
Σ-ГН - суммирующий усилитель привода ГН;Σ-GN - summing amplifier of the drive GN;
Σ1-BH - первый суммирующий усилитель ВН;Σ 1 -BH - the first summing amplifier VN;
Σ2-ВН - второй суммирующий усилитель ВН;Σ 2 -VN - the second summing amplifier VN;
SW-ГН - ключевое устройство ГН;SW-GN is a key GN device;
SW-BH - ключевое устройство ВН.SW-BH is a key VN device.
Заявляемая система стабилизации и управления вооружением представляет собой автономно работающий привод наведения и стабилизации башни в плоскости ГН и привод наведения и стабилизации пушки в плоскости ВН.The inventive stabilization and weapon control system is an autonomously operating turret guidance and stabilization drive in the GN plane and the gun guidance and stabilization drive in the HE plane.
Привод ГН содержит пульт управления (ПУ) 1 с (ПУ ГН) 1.1, задающее устройство стабилизации с датчиками положения независимо стабилизированного в пространстве инерциального объекта по ГН и ВН (ЗУС) 2 с датчиком положения зеркала прицела по ГН, электрически связанное с (ПУ ГН) 1.1 и жестко связанный с башней 3, датчик абсолютной угловой скорости (ГТ-ГН) 4, также жестко связанный с пушкой 5, усилитель мощности (УМГН) 6, электрически связанный с блоком управления (БУ) 7, и электродвигатель (ЭД-ГН) 8, электрически связанный с выходом усилителя мощности (УМГН) 6 и механически связанный с редуктором (Ред.ГН) 9.The GN drive contains a control panel (PU) 1 s (GN GN) 1.1, a stabilization device with position sensors of an inertial object independently stabilized in space by GN and VN (ZUS) 2 with a mirror position sensor along the GN, electrically connected to (GN GN ) 1.1 and rigidly connected to the
Сигналы с (ПУ ГН) 1.1 и датчика абсолютной угловой скорости (ГТ-ГН) 4 поступают на входы интегратора (∫-ГН) 10 блока управления (БУ) 7. Интегратор (∫-ГН) 10 служит для преобразования сигнала, полученного суммированием с заданными коэффициентами сигнала с (ПУ ГН) 1.1 и датчика абсолютной угловой скорости (ГТ-ГН) 4 в ошибку ГН (угловое абсолютное положение) привода ГН, используемую для автономной стабилизации башни 3, а вместе с ней и зеркала прицела с зависимой линией стабилизации по ГН в случае отсутствия или выхода из строя задающего устройства стабилизации (ЗУ С) 2. Полученный после интегрирования сигнал ошибки ГН подается на первый вход ключевого устройства (SW-ГН) 11.The signals from (GN GN) 1.1 and the absolute angular velocity sensor (GT-GN) 4 are fed to the inputs of the integrator (∫-GN) 10 of the control unit (BU) 7. The integrator (∫-GN) 10 is used to convert the signal obtained by summing with the given signal coefficients from (GN GN) 1.1 and the absolute angular velocity sensor (GT-GN) 4 to the GN error (absolute absolute position) of the GN drive used to independently stabilize
Сигнал (ошибка ГН) с датчика положения зеркала прицела по ГН задающего устройства стабилизации (ЗУ С) 2 поступает на второй вход ключевого устройства (SW-ГН) 11, блока управления (БУ) 7 и используется для стабилизации башни 3 в основном режиме стабилизации.The signal (GN error) from the sight mirror position sensor along the GN of the stabilization master (charger C) 2 is fed to the second input of the key device (SW-GN) 11, control unit (BU) 7 and is used to stabilize the
Ключевое устройство (SW-ГН) 11 обеспечивает переключение сигналов ошибок привода ГН в зависимости от выбранного режима работы комплекса управления вооружением по сигналам с пульта управления (ПУ) 1 и блока логики (БЛ) 12. Сформированный таким образом сигнал ошибки привода ГН поступает на первый вход суммирующего усилителя (Σ-ГН) 13, где суммируется с сигналом звена коррекции по току электродвигателя привода ГН (ЗКТ-ГН) 14 и сигналом звена коррекции по скорости электродвигателя ГН (ЗКС-ГН) 15, связанных соответственно с датчиком тока электродвигателя (ДТ ГН) 16 и модулем расчета скорости вала электродвигателя привода ГН (СК ГН) 17 усилителя мощности (УМГН) 6. Полученный сигнал с выхода суммирующего усилителя (Σ-ГН) 13 подается на вход усилителя напряжения (УН-ГН) 18 блока управления (БУ) 7, электрически связанного с входом широтно-импульсного модулятора (ШИМ ГН) 19 усилителя мощности (УМГН) 6.The key device (SW-GN) 11 provides switching error signals of the GN drive depending on the selected mode of operation of the armament control complex according to the signals from the control panel (PU) 1 and logic unit (BL) 12. The GN drive error signal thus generated is fed to the first the input of the summing amplifier (Σ-GN) 13, where it is summed with the signal of the current correction element of the GN electric motor (ZKT-GN) 14 and the signal of the correction element of the GN electric motor speed (ZKS-GN) 15, respectively associated with the electric motor current sensor for (ДТ ГН) 16 and the module for calculating the shaft speed of the electric drive of the ГН (ГН ГН) 17 power amplifier (УМГН) 6. The received signal from the output of the summing amplifier (Σ-ГН) 13 is fed to the input of the voltage amplifier (UN-GN) 18 of the unit control (BU) 7, electrically connected to the input of a pulse-width modulator (PWM GN) 19 power amplifier (UMGN) 6.
Широтно-импульсный модулятор (ШИМ ГН) 19 преобразует полученный сигнал постоянного напряжения в сигнал импульсного напряжения со скважностью, пропорциональной величине напряжения на его входе. Импульсный сигнал с широтно-импульсного модулятора (ШИМ ГН) 19 поступает на вход усилителя (У-ГН) 20 усилителя мощности (УМГН) 6, где усиливается и поступает на обмотки электродвигателя (ЭД-ГН) 8.Pulse Width Modulator (PWM GN) 19 converts the received constant voltage signal into a pulse voltage signal with a duty ratio proportional to the voltage at its input. The pulse signal from a pulse-width modulator (PWM GN) 19 is fed to the input of an amplifier (U-GN) 20 power amplifier (UMGN) 6, where it is amplified and fed to the motor windings (ED-GN) 8.
Электродвигатель (ЭД-ГН) 8 через редуктор (Ред.ГН) 9 поворачивает башню 3, а вместе с ней пушку 5 в сторону уменьшения ошибки стабилизации привода ГН, удерживая ее в направлении на цель.The electric motor (ED-GN) 8 through the gearbox (Rev. GN) 9 turns the
Аппаратура системы управления (АСУ) 21, взаимодействуя с блоком логики (БЛ) 12, обеспечивает выдачу команд на переключение режимов работы и коммутацию структуры управления блока управления (БУ) 7 со стороны комплекса управления.The control system equipment (ACS) 21, interacting with the logic unit (BL) 12, provides the issuance of commands for switching operating modes and switching the control structure of the control unit (BU) 7 from the control complex.
Блоки, используемые в приводе ГН, такие как пульт управления (ПУ) 1, задающее устройство стабилизации ЗУ С 2, блок управления БУ 7, аппаратура системы управления (АСУ) 20, работают совместно и с приводом ВН.The blocks used in the drive GN, such as the control panel (PU) 1, the master device for stabilizing the
Привод ВН содержит пульт управления (ПУ) 1 с (ПУ ВН) 1.2, задающее устройство стабилизации с датчиками положения независимо стабилизированного в пространстве инерциального объекта по ГН и ВН (ЗУ С) 2 с датчиком положения зеркала прицела по ВН, электрически связанное с (ПУ ВН) 1.2, датчиком положения (ДП-ВН) 22 и первым входом первого суммирующего усилителя (Σ1-ВН) 23 блока управления (БУ) 7, датчик абсолютной угловой скорости (ГТ-ВН) 24, жестко связанный с пушкой 5, усилитель мощности (УМВН) 25, электрически связанный с электродвигателем (ЭД-ВН) 26, механически связанным с редуктором (Ред. ВН) 27.The VN drive contains a control panel (PU) 1 s (VN VU) 1.2, a stabilization device with position sensors of an inertial object independently stabilized in space by GN and VN (ZU С) 2 with a position sensor for the sight mirror along VN, electrically connected to (PU VN) 1.2, a position sensor (DP-VN) 22 and the first input of the first summing amplifier (Σ 1 -VN) 23 of the control unit (BU) 7, the absolute angular velocity sensor (GT-VN) 24, rigidly connected to the
Сигналы с (ПУ ВН) 1.2 и датчика абсолютной угловой скорости (ГТ-ВН) 24 поступают на входы интегратора (∫-BH) 28 блока управления (БУ) 7. Интегратор (∫-BH) 28 служит для преобразования сигнала, полученного суммированием с заданными коэффициентами сигнала с (ПУ ВН) 1.2 и датчика абсолютной угловой скорости (ГТ-ВН) 24, в сигнал ошибки ВН (угловое положение) привода ВН, используемый для автономной стабилизации пушки 5, а вместе с ней и зеркала прицела с зависимой линией стабилизации по ВН в случае отсутствия или выхода из строя задающего устройства стабилизации (ЗУС) 2. Полученное после интегрирования значение ошибки ВН в виде сигнала подается на первый вход ключевого устройства (SW-BH) 29.The signals from (PU VN) 1.2 and the absolute angular velocity sensor (GT-VN) 24 are fed to the inputs of the integrator (∫-BH) 28 of the control unit (BU) 7. The integrator (∫-BH) 28 is used to convert the signal obtained by summing with the given coefficients of the signal from (PU VN) 1.2 and the absolute angular velocity sensor (GT-VN) 24, to the VN error signal (angular position) of the VN drive used for autonomous stabilization of the
Сигнал с датчика положения зеркала прицела по ВН задающего устройства стабилизации (ЗУС) 2 поступает на второй вход суммирующего усилителя (Σ1-ВН) 23, где алгебраически суммируется с сигналом датчика положения (ДП-ВН) 22. Полученное значение на выходе суммирующего усилителя (Σ1-BH) 23 представляет собой сигнал ошибки привода ВН стабилизатора, поступающий на второй вход ключевого устройства (SW-BH) 29 и используемый для стабилизации пушки 5 в плоскости ВН.The signal from the sensor of the position of the mirror of the sight through the HV of the master stabilization device (ZUS) 2 is fed to the second input of the summing amplifier (Σ 1 -BH) 23, where it is algebraically summed with the signal of the position sensor (DP-HV) 22. The resulting value at the output of the summing amplifier ( Σ 1 -BH) 23 is an error signal of the drive of the HV stabilizer, which is fed to the second input of the key device (SW-BH) 29 and used to stabilize the
Ключевое устройство (SW-BH) 29 обеспечивает переключение сигналов ошибок привода ВН в зависимости от выбранного режима работы комплекса управления вооружением по сигналам с пульта управления (ПУ) 1 и блока логики (БЛ) 12.The key device (SW-BH) 29 provides switching the error signals of the HV drive depending on the selected mode of operation of the armament control complex according to the signals from the control panel (PU) 1 and the logic unit (BL) 12.
Полученный таким образом сигнал ошибки привода ВН, поступает на вход второго суммирующего усилителя (Σ2-ВН) 30, где суммируется с сигналом звена коррекции по току электродвигателя привода ВН (ЗКТ-ВН) 31 и сигналом звена коррекции по скорости электродвигателя ВН (ЗКС-ВН) 32, связанных соответственно с датчиком тока электродвигателя ВН (ДТ ВН) 33 и модулем расчета скорости вала электродвигателя привода ВН (СК ВН) 34 усилителя мощности (УМВН) 25. Полученный суммарный сигнал с выхода второго суммирующего усилителя (Σ2-BH) 30 подается на вход усилителя напряжения (УН-ВН) 35 блока управления (БУ) 7, электрически связанного с входом широтно-импульсного модулятора (ШИМ ВН) 36 усилителя мощности (УМВН) 25.The VN drive error signal obtained in this way is fed to the input of the second summing amplifier (Σ 2 -VN) 30, where it is added to the signal of the current correction element of the VN drive electric motor (ZKT-VN) 31 and the signal of the correction element of the VN electric motor speed (ZKS- VN) 32, respectively associated with the current sensor of the VN motor (DT VN) 33 and the module for calculating the shaft speed of the VN drive motor (SC VN) 34 power amplifier (UMVN) 25. The resulting total signal from the output of the second summing amplifier (Σ 2 -BH) 30 is fed to the input of the amplifier on maskers (VH-VL) 35 control unit (ECU) 7, electrically connected to the input of the pulse width modulator (PWM BH) 36 power amplifier (UMVN) 25.
Широтно-импульсный модулятор (ШИМ ВН) 36 преобразует сигнал постоянного напряжения в сигнал импульсного напряжения со скважностью, пропорциональной величине напряжения на его входе. Импульсный сигнал с широтно-импульсного модулятора (ШИМ ВН) 36 поступает на вход усилителя (У-ВН) 37 усилителя мощности (УМВН) 25, где усиливается и поступает на обмотки электродвигателя (ЭД-ВН) 26.A pulse-width modulator (PWM HV) 36 converts a constant voltage signal into a pulse voltage signal with a duty ratio proportional to the voltage value at its input. The pulse signal from a pulse-width modulator (PWM HV) 36 is fed to the input of an amplifier (U-VN) 37 power amplifier (UMVN) 25, where it is amplified and fed to the motor windings (ED-VN) 26.
Электродвигатель (ЭД-ВН) 26 через редуктор (Ред.ВН) 27 поворачивает пушку 5 по ВН в сторону уменьшения ошибки стабилизации в плоскости ВН, удерживая его тем самым в направлении цели.The electric motor (ED-VN) 26 through the gearbox (Rev. VN) 27 turns the
Аппаратура системы управления (АСУ), 21 взаимодействуя с блоком логики (БЛ) 12, обеспечивает выдачу команд на переключение режимов работы и коммутацию структуры управления блока управления (БУ) 7 со стороны комплекса управления.The control system equipment (ACS), 21 interacting with the logic unit (BL) 12, provides the issuance of commands for switching operating modes and switching the control structure of the control unit (BU) 7 from the control complex.
Блоки, используемые в приводе ВН, такие как пульт управления (ПУ) 1, задающее устройство стабилизации ЗУС 2, блок управления БУ 7, аппаратура системы управления (АСУ) 21, работают совместно и с приводом ГН.The blocks used in the HV drive, such as the control panel (PU) 1, the master
Зависимая стабилизация линии прицеливания (визирования) прицелов (П) 38 осуществляется аналогично описанному выше режиму стабилизации системы, выбранной в качестве прототипа.Dependent stabilization of the line of sighting (sighting) of sights (P) 38 is carried out similarly to the above stabilization mode of the system selected as a prototype.
Большинство новых элементов системы удобнее реализовать как часть программного обеспечения блока управления, при этом обработка получаемых блоком данных будет осуществляться контроллером, состоящим из модулей:Most of the new elements of the system are more convenient to implement as part of the software of the control unit, while the processing of the data received by the unit will be carried out by a controller consisting of modules:
- аналого-цифрового преобразователя;- analog-to-digital converter;
- цифроаналогового преобразователя;- digital-to-analog converter;
- дискретного ввода-вывода;- discrete input-output;
- информационного канала обмена, являющегося портом контроллера.- an information exchange channel, which is the controller port.
Ключевые устройства ГН и ВН, суммирующие усилители ГН и ВН, блоки коммутации ГН и ВН, блок логики могут быть выполнены в виде подпрограмм управления выходами цифроаналогового преобразователя ГН и ВН и дискретными выходами контроллера, а интеграторы и корректирующие звенья ГН и ВН представляют собой цифровые фильтры 1-го и 2-го порядка, полученные билинейным преобразованием аналоговых прототипов, причем частота обработки полученных блоком управления данных и выдача им сигналов управления на усилители приводов ВН и ГН будет определяться заданной частотой циклов обработки сигналов блоком управления.The key GN and VN amplifiers, summing the GN and VN amplifiers, the GN and VN switching blocks, the logic block can be made in the form of subroutines for controlling the outputs of the digital-analog converter GN and VN and digital outputs of the controller, and the integrators and correcting links of GN and VN are digital filters 1st and 2nd order, obtained by bilinear conversion of analog prototypes, and the frequency of processing the data received by the control unit and the issuance of control signals by it to the drive amplifiers VN and GN will be determined by This frequency control signal processing unit cycles.
(См. книгу под редакцией Богнера Р. и Константинидиса А. «Введение в цифровую фильтрацию» пер.с англ.- М.: Мир, 1976).(See the book edited by Bogner R. and Konstantinidis A. "Introduction to Digital Filtering" translated from English - Moscow: Mir, 1976).
Выходные усилители напряжения У-ВН и У-ГН блока управления могут быть выполнены по схеме, построенной на операционном усилителе, в обратную связь которого введен транзисторный каскад с токовым симметричным выходом.The output voltage amplifiers U-VN and U-GN of the control unit can be performed according to a circuit built on an operational amplifier, in the feedback of which a transistor stage with a symmetrical current output is introduced.
(См. книгу Хоровиц П., Хилл У. «Искусство схемотехники», пер. с англ. - 4-е изд. перераб. и доп.- М.: Мир, 1993).(See the book by Horowitz P., Hill W. "The Art of Circuit Engineering", trans. From English. - 4th ed. Revised and enlarged. - M.: Mir, 1993).
Принцип действия приводов ГН и ВН одинаков и основан на том, что каждый из этих двух приводов представляет собой систему автоматического регулирования, работа которой основана на принципе отработки рассогласования (ошибки), т.е. на сравнении действительного значения регулируемого параметра с его заданным значением. Направление в горизонтальной и вертикальной плоскости, которое требуется придать установленному вооружению, является заданным значением регулируемого параметра для приводов ГН и ВН.The principle of operation of the GN and VN drives is the same and is based on the fact that each of these two drives is an automatic control system, the operation of which is based on the principle of working out the mismatch (error), i.e. comparing the actual value of the adjustable parameter with its predetermined value. The direction in the horizontal and vertical plane, which is required to be given to the installed weapons, is the specified value of the adjustable parameter for the GN and VN drives.
При движении ОВН на установленное вооружение действуют внешние возмущения в виде колебаний башни, на которой оно установлено, моментов трения в погоне (опоре вращающейся башни на корпус), редукторах приводов ГН и ВН, электродвигателях приводов ГН и ВН, трения в цапфах (опорах) люльки с установленным вооружением, а также возмущения, обусловленные неуравновешенностью вращающейся башни относительно центра ее вращения и неуравновешенностью установленного вооружения по ВН.During the movement of the WHS, the installed armament is affected by external disturbances in the form of oscillations of the tower on which it is installed, the moments of friction in pursuit (the support of the rotating tower on the body), the gearboxes of the drives GN and HV, the electric motors of the drives GN and HV, the friction in the pins (bearings) of the cradle with installed weapons, as well as disturbances due to the imbalance of the rotating tower relative to the center of its rotation and the unbalance of the installed weapons along the HV.
Эти возмущения вызывают отклонение установленного вооружения от заданного (ЗУС) направления. Угол между заданным и действительным направлением, в этом случае, определяет ошибку стабилизации приводов ГН и ВН.These disturbances cause the deviation of the installed weapons from a given (ZUS) direction. The angle between the given and the actual direction, in this case, determines the stabilization error of the GN and VN drives.
Напряжение, пропорциональное ошибке стабилизации, отрабатывается двигателями стабилизатора, поворачивающими вооружение в сторону уменьшения ошибки.The voltage proportional to the stabilization error is worked out by the stabilizer engines, which turn the armament in the direction of reducing the error.
Система стабилизации и управления вооружением работает следующим образом:The stabilization and weapons control system works as follows:
Датчики положения стабилизированного инерциального объекта по ГН и ВН задающего устройства стабилизации (ЗУС), датчики абсолютной угловой скорости ГН и ВН, датчик положения ВН, усилители мощности ГН и ВН формируют на входах блока управления сигналы:The position sensors of the stabilized inertial object on GN and VN of the master stabilization device (ZUS), absolute angular velocity sensors GN and VN, VN position sensor, GN and VN power amplifiers generate signals at the inputs of the control unit:
- относительного положения,- relative position
- сигналы по абсолютной угловой скорости,- signals at absolute angular velocity,
- сигналы по абсолютному положению,- signals in absolute position,
- сигналы обратных связей по скорости вращения вала и току электродвигателей по ГН и ВН.- feedback signals on the speed of rotation of the shaft and the current of the electric motors for GN and HV.
Стабилизация в плоскости ГН осуществляется по сигналам с датчика положения ГН задающего устройства стабилизации (ЗУС) 2, сигнал с которого (сигнал рассогласования по ГН) представляет собой сигнал ошибки привода ГН.Stabilization in the GN plane is carried out by signals from the GN position sensor of the stabilizing master (ZUS) 2, the signal from which (GN mismatch signal) is an GN drive error signal.
Полученный сигнал ошибки привода ГН поступает на вход ключевого устройства (SW-ГН) 11, служащего для выбора по команде с пульта управления (ПУ) 1 и блока логики (БЛ) 12, связанного с аппаратурой системы управления (АСУ) 21, сигнала ошибки стабилизации по ГН, отрабатываемой приводом ГН, в двух режимах:The received error signal of the GN drive is fed to the input of the key device (SW-GN) 11, which serves to select, upon command from the control panel (PU) 1 and logic unit (BL) 12, associated with the control system equipment (ACS) 21, the stabilization error signal on GN worked out by the GN drive in two modes:
- основной режим - независимой стабилизации по сигналу с датчика положения ГН линии визирования (ЗУС) 2;- the main mode - independent stabilization by signal from the position sensor GN line of sight (ZUS) 2;
- автономный режим - зависимой стабилизации линии прицеливания прицелов по сигналам датчика абсолютной угловой скорости ГН.- standalone mode - dependent stabilization line of sighting on the signals of the sensor absolute angular velocity GN.
Выбранный сигнал ошибки привода ГН поступает на суммирующий усилитель (Х-ГН) 13, где суммируется с сигналами обратных связей по скорости вращения вала и току электродвигателя (ЭД-ГН) 8, формируемых усилителем мощности (УМГН) 6, необходимых для обеспечения устойчивой работы приводов и, как следствие, повышения добротности контуров управления с целью уменьшения ошибки стабилизации по ГН.The selected GN drive error signal is fed to a summing amplifier (X-GN) 13, where it is summed with feedback signals for shaft rotation speed and electric motor current (ED-GN) 8 generated by a power amplifier (UMGN) 6, necessary to ensure stable operation of the drives and, as a result, improving the quality factor of control loops in order to reduce the stabilization error in GN.
Таким образом, полученный и обработанный сигнал управления поступает на усилитель напряжения (УН-ГН) 18 блока управления (БУ) 7, формирующего сигнал управления для усилителя мощности (УМГН) 6. Усилитель мощности (УМГН) 6 преобразует полученный сигнал управления ГН в силовой сигнал для управления электродвигателем (ЭД-ГН) 8, который через редуктор (Ред.ГН) 9 поворачивает башню 3 в сторону уменьшения ошибки (рассогласования), тем самым удерживая направление установленного вооружения на цель в плоскости ГН.Thus, the received and processed control signal is supplied to the voltage amplifier (UN-GN) 18 of the control unit (BU) 7, which generates a control signal for the power amplifier (UMGN) 6. The power amplifier (UMGN) 6 converts the received GN control signal into a power signal to control the electric motor (ED-GN) 8, which through the gearbox (Rev. GN) 9 turns the
Стабилизация и стабилизированное наведение линии прицеливания по ГН установленных прицелов (П) 38, механически связанных с башней 3, осуществляется аналогично описанному выше режиму стабилизации системы, выбранной в качестве прототипа.Stabilization and stabilized guidance of the aiming line along the GN of the mounted sights (P) 38, mechanically connected to the
Стабилизированное наведение в плоскости ГН пушки 5 осуществляется по сигналам датчика положения ГН задающего устройства стабилизации (ЗУС) 2, связанного электрически с пультом управления (ПУ) 1 по (ПУ ГН) 1.1. Оператор пультом управления (ПУ) 1 по (ПУ ГН) 1.1 наводит по оптическому изображению, получаемому через окуляр задающего устройства стабилизации (ЗУС) 2, стабилизированную в двух плоскостях линию визирования (прицельную марку) задающего устройства стабилизации (ЗУС) 2 на цель. Сигнал с датчика положения ГН задающего устройства стабилизации (ЗУС) 2, пропорциональный ошибке стабилизации по ГН, отрабатывается приводом ГН, поворачивающим башню 3 в сторону уменьшения ошибки ГН, аналогично рассмотренному выше режиму стабилизации в плоскости ГН.Stable guidance in the GN plane of the
Стабилизация в плоскости ВН пушки 5 осуществляется по алгебраической разнице сигналов с датчика положения ВН задающего устройства стабилизации (ЗУС) 2 и датчика положения (ДП-ВН) 22, кинематически связанного с пушкой, формируемой первым суммирующем усилителем (Σ1-BH) 23. Сигнал с выхода первого суммирующего усилителя (Σ1-BH) 23 (сигнал рассогласования по ВН) представляет собой ошибку привода ВН.Stabilization in the HV plane of the
Полученный сигнал ошибки привода ВН поступает на вход ключевого устройства (SW-BH) 29, служащего для выбора по команде пульта управления (ПУ) 1 и блока логики (БЛ) 12, связанного с аппаратурой системы управления (АСУ) 21, сигнала ошибки стабилизации по ВН, отрабатываемой приводами ВН, в следующих режимах:The received error signal of the VN drive is fed to the input of the key device (SW-BH) 29, which serves to select, at the command of the control panel (PU) 1 and the logic unit (BL) 12, associated with the control system equipment (ACS) 21, the stabilization error signal VN worked out by VN drives in the following modes:
- основной режим - независимой стабилизации по сигналу алгебраической разности между сигналом с датчика положения ВН независимо стабилизированной по ВН линии визирования (ЗУС) 2 и сигналом с датчика положения пушки (ДП-ВН) 22;- the main mode is independent stabilization by the signal of the algebraic difference between the signal from the HV position sensor independently stabilized by the HV line of sight (ZUS) 2 and the signal from the gun position sensor (DP-VN) 22;
- автономный режим - зависимой стабилизации линии прицеливания прицелов по сигналам датчика абсолютной угловой скорости ВН. При этом возможна стабилизация пушки 5 и линий визирования прицелов, имеющих механическую связь с пушкой 5.- autonomous mode - dependent stabilization of the line of sighting according to the signals of the sensor of the absolute angular velocity of the HV. In this case, stabilization of the
Второй суммирующий усилитель (Σ2-BH) 30 суммирует с заданными коэффициентами сигнал ошибки привода ВН и сигналы скорректированных обратных связей по скорости вращения вала и току электродвигателя (ЭД-ВН) 26.The second summing amplifier (Σ 2 -BH) 30 summarizes with the given coefficients the error signal of the HV drive and the corrected feedback signals for the shaft rotation speed and electric motor current (ED-HV) 26.
Формируемые усилителем мощности (УМВН) 25 обратные связи по скорости вращения вала и току электродвигателя необходимы для обеспечения устойчивой работы привода ВН и как следствие повышения добротности контуров управления и соответственно уменьшения ошибки стабилизации привода по ВН.The feedbacks formed by the power amplifier (UMVN) 25 on the shaft rotation speed and electric motor current are necessary to ensure stable operation of the HV drive and, as a result, increase the quality factor of control loops and, accordingly, reduce the drive stabilization error by HV.
Таким образом, полученный и обработанный сигнал управления поступает на усилитель напряжения (УН-ВН) 35 блока управления (БУ) 7, формирующий сигнал управления для усилителя мощности (УМВН) 25. Усилитель мощности (УМВН) 25 преобразует полученный сигнал управления ВН в силовой сигнал для управления электродвигателем ВН (ЭД-ВН) 26, который через редуктор (Ред.ВН) 27 поворачивает пушку 5 в сторону уменьшения ошибки (рассогласования), тем самым удерживая направление используемого вооружения на цель в плоскости ВН.Thus, the received and processed control signal is supplied to the voltage amplifier (UN-VN) 35 of the control unit (BU) 7, which generates a control signal for the power amplifier (UMVN) 25. The power amplifier (UMVN) 25 converts the received control signal VN into a power signal to control the VN electric motor (ED-VN) 26, which, through the reducer (Rev. VN) 27, rotates the
Стабилизация и стабилизированное наведение линии прицеливания по ВН установленных прицелов (П) 38, механически связанных с пушкой 5, осуществляется аналогично описанному выше режиму стабилизации системы, выбранной в качестве прототипа.Stabilization and stabilized guidance of the aiming line along the VL of the mounted sights (P) 38, mechanically connected to the
Стабилизированное наведение в плоскости ВН пушки 5 осуществляется по алгебраической разнице сигналов с датчика положения ВН задающего устройства стабилизации (ЗУС) 2 и датчика положения (ДП-ВН) 22 пушки, формируемой первым суммирущим усилителем (Σ1-BH) 23, а также по сигналу с пульта управления (НУ ВН) 1.2, связанным электрически с (ЗУС) 2. Оператор пультом управления (ПУ ВН) 1.2 наводит по оптическому изображению, получаемому через окуляр задающего устройства стабилизации (ЗУС) 2 стабилизированную в двух плоскостях линию визирования (прицельную марку) задающего устройства стабилизации (ЗУС) 2 на цель в плоскости ВН. Сигнал с датчика положения ВН задающего устройства стабилизации (ЗУС) 2, пропорциональный ошибке стабилизации по ВН, отрабатывается электродвигателем (ЭД-ВН) 26. Электродвигатель (ЭД-ВН) 26 поворачивает пушку 5 в сторону уменьшения ошибки ВН, аналогично рассмотренному выше режиму стабилизации в плоскости ВН.Stable guidance in the HV plane of the
Стабилизация и стабилизированное наведение линии прицеливания по ВН установленных прицелов (П) 38, механически связанных с пушкой 5, осуществляется аналогично описанному выше режиму стабилизации системы, выбранной в качестве прототипа.Stabilization and stabilized guidance of the aiming line along the VL of the mounted sights (P) 38, mechanically connected to the
Таким образом, описанная выше совокупность признаков заявляемой системы стабилизации и управления вооружением боевой машины обеспечивает достижение всех указанных в разделе «сущность изобретения» технических результатов.Thus, the above-described set of features of the claimed stabilization and weapon control system of a combat vehicle ensures the achievement of all the technical results indicated in the "Summary of the Invention" section.
Приведенные в описании технические преимущества, целесообразность и надежность системы, реализованной по заявляемой структурной схеме, подтверждены испытаниями опытного образца на БМД-4 на испытательной базе ОАО «КБП» г.Тула.The technical advantages given in the description, the feasibility and reliability of the system implemented according to the claimed structural scheme are confirmed by testing a prototype on BMD-4 at the testing base of OJSC KBP Tula.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013113652/28A RU2525148C1 (en) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | System for stabilisation and control ocer combat machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013113652/28A RU2525148C1 (en) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | System for stabilisation and control ocer combat machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2525148C1 true RU2525148C1 (en) | 2014-08-10 |
Family
ID=51355241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013113652/28A RU2525148C1 (en) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | System for stabilisation and control ocer combat machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2525148C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2552877C1 (en) * | 2014-03-18 | 2015-06-10 | Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" | Combat module weapon stabiliser |
| RU2553712C1 (en) * | 2014-03-18 | 2015-06-20 | Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" | System for aiming, stabilisation and control of combat machine weapon |
| RU2593931C1 (en) * | 2015-06-29 | 2016-08-10 | Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" | Armament stabilizer for combat module |
| RU2628038C2 (en) * | 2016-01-11 | 2017-08-14 | Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" | System for stabilizing and controlling fighting machine ordnance |
| RU2654371C1 (en) * | 2017-05-23 | 2018-05-17 | Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" | Position sensor |
| RU2682086C1 (en) * | 2018-01-29 | 2019-03-14 | Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" | System of guidance, stabilization and management of armament of the fighting machine |
| RU2789421C1 (en) * | 2018-01-29 | 2023-02-02 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | System of guidance, stabilization and management of armament of the fighting machine |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2210715C1 (en) * | 2002-09-13 | 2003-08-20 | Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации | Automated armament control system |
| RU2235270C1 (en) * | 2003-06-23 | 2004-08-27 | Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации | Arms automated control system |
| RU2239768C1 (en) * | 2003-10-06 | 2004-11-10 | Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации | Automated armament control system |
| RU2430326C1 (en) * | 2010-03-09 | 2011-09-27 | Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" | Weapons remote control system |
-
2013
- 2013-03-26 RU RU2013113652/28A patent/RU2525148C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2210715C1 (en) * | 2002-09-13 | 2003-08-20 | Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации | Automated armament control system |
| RU2235270C1 (en) * | 2003-06-23 | 2004-08-27 | Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации | Arms automated control system |
| RU2239768C1 (en) * | 2003-10-06 | 2004-11-10 | Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации | Automated armament control system |
| RU2430326C1 (en) * | 2010-03-09 | 2011-09-27 | Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" | Weapons remote control system |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Боевая машина пехоты БМП-2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Ч.1, 2. Бронетехника. Изд. Попурри, Минск, 2000, Открытое издание, стр.180-184. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2552877C1 (en) * | 2014-03-18 | 2015-06-10 | Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" | Combat module weapon stabiliser |
| RU2553712C1 (en) * | 2014-03-18 | 2015-06-20 | Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" | System for aiming, stabilisation and control of combat machine weapon |
| RU2593931C1 (en) * | 2015-06-29 | 2016-08-10 | Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" | Armament stabilizer for combat module |
| RU2628038C2 (en) * | 2016-01-11 | 2017-08-14 | Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" | System for stabilizing and controlling fighting machine ordnance |
| RU2654371C1 (en) * | 2017-05-23 | 2018-05-17 | Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" | Position sensor |
| RU2682086C1 (en) * | 2018-01-29 | 2019-03-14 | Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" | System of guidance, stabilization and management of armament of the fighting machine |
| RU2789421C1 (en) * | 2018-01-29 | 2023-02-02 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | System of guidance, stabilization and management of armament of the fighting machine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2525148C1 (en) | System for stabilisation and control ocer combat machine | |
| US7549367B2 (en) | Control system for a weapon mount | |
| US3844196A (en) | Fire control system | |
| RU2553712C1 (en) | System for aiming, stabilisation and control of combat machine weapon | |
| RU2421679C1 (en) | Tank armament stabiliser | |
| RU2387943C1 (en) | System to stabilise mlrs guides stack | |
| RU2555184C1 (en) | Weapon control and stabilisation system | |
| US2938435A (en) | Control apparatus | |
| RU2629732C1 (en) | Remote controlled combat module arming stabiliser | |
| RU2430326C1 (en) | Weapons remote control system | |
| RU2593931C1 (en) | Armament stabilizer for combat module | |
| RU2628038C2 (en) | System for stabilizing and controlling fighting machine ordnance | |
| RU2789421C1 (en) | System of guidance, stabilization and management of armament of the fighting machine | |
| RU2526292C1 (en) | Stabiliser of tank weapon | |
| US3640178A (en) | Rate stabilization system for a vehicle mounted device | |
| RU2682086C1 (en) | System of guidance, stabilization and management of armament of the fighting machine | |
| KR101224817B1 (en) | Control system for naval gun and method thereof | |
| RU2552877C1 (en) | Combat module weapon stabiliser | |
| KR101658386B1 (en) | Propulsion controller and multi-copter having the controller | |
| Yeh | Design of nonlinear terminal guidance/autopilot controller for missiles with pulse type input devices | |
| RU2397435C1 (en) | Gyro target follow-up device of self-guided rolling missile | |
| RU2540448C2 (en) | Drive of horizontal guidance and stabilisation | |
| RU2548941C1 (en) | System of control and stabilisation of combat module weapon | |
| KR20100085730A (en) | Apparatus for controlling a motor and stabilization and armament system therewith | |
| RU2550407C1 (en) | Weapon remote control system |