Способ и моторизованное устройство наводки

Группа изобретений относится к моторизованной наводке или ориентации элемента в заранее определенном направлении и, в частности, к совмещению орудия с линией визирования. Способ управления устройством наводки содержит этапы, на которых производят автоматическое регулирование привода двигателя в зависимости от разности между номинальным заданным значением скорости и измерением датчика угловой скорости, и в случае насыщения определяют поправочное значение номинального заданного значения скорости в зависимости от отклонения между контрольным инерциальным положением перед насыщением и текущим инерциальным положением и применяют поправочное значение к номинальному заданному значению скорости. Технический результат – повышение точности выравнивания моторизованного кронштейна в случае толчка или любого другого физического явления, приводящего к насыщению двигателя. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к моторизованной наводке или ориентации элемента в заранее определенном направлении и, в частности к совмещению орудия с линией визирования.

Уровень техники

Известно устройство наводки, содержащее неподвижный корпус и поворотный кронштейн на орудийной системе, ориентируемой относительно опорного шасси, такого как шасси транспортного средства, на котором установлена орудийная система, в случае моторизованной орудийной системы. Кронштейн устройства наводки установлен на корпусе орудия с возможностью ориентации вокруг двух осей вращения, а именно оси вертикальной наводки и оси горизонтальной наводки, при помощи двух электрических двигателей.

Этими двигателями управляют таким образом, чтобы привести и удерживать поворотный кронштейн наведенным в направлении, соответствующем линии визирования, определенной наводчиком орудия.

Во время выстрела отдача орудия порождает толчок, который приводит к резкому повороту кронштейна. Двигателями управляют таким образом, чтобы противодействовать этому резкому повороту, до насыщения привода двигателей, которое ограничивает риск повреждения электроники устройства, но делает невозможным сохранение совмещения кронштейна с линией визирования. При этом происходит смещение между реальным угловым положением кронштейна и линией визирования. Управление двигателями не позволяет двигателям быстро выбрать это смещение, поэтому в случае стрельбы очередями существует риск того, что второй и последующие выстрелы все больше удаляются от цели.

Раскрытие сущности изобретения

Задача изобретения состоит в создании средства, позволяющего повысить точность выравнивания моторизованного кронштейна в случае толчка или любого другого физического явления, приводящего к насыщению двигателя.

Поставленная задача решена в способе управления устройством наводки, содержащим неподвижный корпус, на котором установлен кронштейн, выполненный с возможностью поворота вокруг по меньшей мере одной оси вращения при помощи по меньшей мере одного двигателя, при этом кронштейн оснащен по меньшей мере одним инерциальным датчиком угловой скорости вокруг этой же оси, при этом способ содержит следующие этапы, на которых:

- производят автоматическое регулирование привода двигателя в зависимости от разности между номинальным заданным значением скорости и измерением датчика угловой скорости,

- определяют поправочное значение номинального заданного значения скорости в зависимости от отклонения между контрольным инерциальным положением и текущим инерциальным положением и применяют поправочное значение к номинальному заданному значению скорости.

В случае насыщения двигателя контрольное инерциальное положение является положением, в котором находился кронштейн непосредственно перед насыщением двигателя. Это положение измеряют при помощи инерциального датчика угловой скорости. Согласно изобретению номинальное заданное значение скорости увеличивают, чтобы быстро привести кронштейн в контрольное инерциальное положение.

Объектом изобретения является также устройство наводки, содержащее неподвижный корпус, на котором установлен кронштейн, выполненный с возможностью поворота вокруг по меньшей мере одной оси вращения при помощи двигателя, связанного с блоком управления. Кронштейн оснащен по меньшей мере одним инерциальным датчиком угловой скорости вокруг этой же оси, при этом блок управления выполнен с возможностью:

- автоматически регулировать привод двигателя в зависимости от разности между номинальным заданным значением скорости и измерением датчика угловой скорости,

- определять поправочное значение номинального заданного значения скорости в зависимости от отклонения между контрольным инерциальным положением и текущим инерциальным положением и применять поправочное значение к номинальному заданному значению скорости.

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания частных и неограничивающих вариантов осуществления изобретения.

Краткое описание чертежей

Описание изобретения представлено со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1 схематично показано заявленное устройство наводки;

на фиг. 2 показана схема привода двигателя этого устройства наводки.

Осуществление изобретения

Как показано на фиг. 1, заявленное устройство наводки содержит неподвижный корпус 1, в котором установлен кронштейн 2, выполненный с возможностью поворота вокруг оси 3, которая в данном случае является вертикальной. Корпус 1 выполнен с возможностью своего крепления на носителе, например на транспортном средстве или на башне танка. Кронштейн 2 выполнен с возможностью установки на нем наводимого элемента, например орудия или устройства наводки, и соединен с корпусом 1 через подшипники качения, коаксиальные с осью 3.

Кронштейн 2 выполнен с возможностью регулирования по угловому положению вокруг оси 3 при помощи электрического двигателя 4, выходной вал которого соединен через средства передачи движения с зубчатым венцом, коаксиальным с осью 3 и неподвижно соединенным с кронштейном 2. Средства передачи движения являются, например, шестернями, ремнем, тросами. Двигатель может быть также установлен в прямом зацеплении с вращаемым элементом и соединять, таким образом, корпус 1 с кронштейном 2.

Кроме того, кронштейн 2 оснащен инерциальным датчиком угловой скорости вокруг оси 3, а именно гирометром 5.

Электрический двигатель 4 и гирометр 5 связаны с компьютерным блоком 6 управления, выполненным с возможностью исполнения компьютерной программы и содержащим интерфейс, позволяющий оператору устройства наводки вводить данные в программу управления. Компьютерный блок 6 управления непрерывно записывает угловую скорость, измеряемую гирометром 5.

Работа программы управления представлена на фиг. 2 в виде цепи управления, имеющей общее обозначение 10 и выполненной с возможностью управления электрическим двигателем 4 в зависимости от номинального заданного значения скорости , вычисляемого на основании данных, вводимых оператором устройства наводки.

Цепь управления содержит главный контур 20 управления и контур 30 коррекции, который начинает действовать в случае насыщения электрического двигателя 4.

Главный контур 20 управления содержит элемент 21 управления двигателями, который определяет параметры управления электрическим двигателем 4 в зависимости от разности между заданным значением скорости и скоростью кронштейна 2, обозначаемой . Скорость измеряется гирометром 5.

Контур 30 коррекции содержит схему 31 оценки отклонения между контрольным инерциальным положением перед насыщением и текущим инерциальным положением и схему 32 коррекции, выполненную с возможностью коррекции номинального заданного значения скорости в зависимости от этого отклонения. Эта коррекция является коррекцией пропорционально-интегрального типа, которая позволяет получить скорректированное заданное значение скорости . Контур 30 коррекции содержит также схему 33 обнаружения насыщения электрического двигателя 4 на основании информации насыщения, поступающей от элемента 21 управления. Схема 33 обнаружения позволяет отслеживать наступление насыщения электрического двигателя 4 и выполнена с возможностью активации схемы 30 коррекции в случае насыщения электрического двигателя 4. Сумматор 34 складывает номинальное заданное значение скорости и скорректированное заданное значение скорости для получения заданного значения скорости .

Таким образом, при нормальной работе в отсутствие случая насыщения заданное значение скорости равно номинальному заданному значению скорости

С другой стороны, в случае насыщения схема 33 обнаружения активирует контур 30 коррекции таким образом, чтобы корректировать номинальное заданное значение скорости при помощи схемы 32 коррекции, которая выдает скорректированное заданное значение скорости .

Разумеется, изобретение не ограничивается описанными вариантами осуществления и охватывает любую версию, входящую в объем защиты, определенный формулой изобретения.

В частности, кронштейн 2 может быть установлен в корпусе 1 с возможностью регулирования по положению, например, вокруг двух перпендикулярных осей. Кронштейн 2 может быть установлен в корпусе 1 с возможностью регулирования по углу места цели и по азимуту относительно корпуса 1 при помощи двух двигателей с использованием либо одного инерциального датчика угловой скорости с двумя чувствительными осями, либо двух инерциальных датчиков угловой скорости с одной чувствительной осью.

Изобретение можно применять для любого устройства наводки, выполненного с возможностью ориентации какого-либо элемента в заранее определенном направлении.

Кронштейн может быть оснащен несколькими инерциальными датчиками: первым датчиком, используемым для классического стабилизационного контура управления, и гирометром для контура коррекции.

Можно использовать либо значение абсолютного контрольного положения, как было указано выше, либо использовать погрешность абсолютного текущего положения, вычисляемую при каждой итерации команды.

Способ можно осуществлять непрерывно посредством добавления дополнительного контура абсолютного (или инерциального) положения. В этом случае устройство для его осуществления не имеет элементов включения и отключения функции 33; при этом не происходит измерения контрольного положения схемой 31 оценки, и вводимое оператором заданное значение скорости все время корректируют при помощи заданного значения скорости, поступающего из схемы 32 коррекции. Этот вариант осуществления позволяет значительно уменьшить влияние трений и повысить эффективность стабилизации по колебанию автоматически регулируемой системы. Следовательно, этот способ можно также применять для компенсации трения.

1. Способ управления устройством наводки, содержащим неподвижный корпус, на котором установлен кронштейн, выполненный с возможностью поворота вокруг по меньшей мере одной оси вращения при помощи по меньшей мере одного двигателя, при этом кронштейн оснащен по меньшей мере одним инерциальным датчиком угловой скорости вокруг этой же оси, при этом способ содержит следующие этапы, на которых:

- производят автоматическое регулирование привода двигателя в зависимости от разности между номинальным заданным значением скорости и измерением датчика угловой скорости и отслеживают наступление насыщения двигателя;

- в случае обнаружения насыщения определяют поправочное значение номинального заданного значения скорости в зависимости от отклонения между контрольным инерциальным положением перед насыщением и текущим инерциальным положением и применяют поправочное значение к номинальному заданному значению скорости.

2. Способ по п. 1, в котором поправочное значение получают при помощи коррекции типа пропорционально-интегральной коррекции.

3. Устройство наводки, содержащее неподвижный корпус, на котором установлен кронштейн, выполненный с возможностью поворота вокруг по меньшей мере одной оси вращения при помощи по меньшей мере одного двигателя, связанного с блоком управления, отличающееся тем, что кронштейн оснащен по меньшей мере одним инерциальным датчиком угловой скорости вокруг этой же оси, причем блок управления выполнен с возможностью:

- автоматически регулировать привод двигателя в зависимости от разности между номинальным заданным значением скорости и измерением датчика угловой скорости и отслеживать наступление насыщения двигателя;

- в случае обнаружения насыщения определять поправочное значение номинального заданного значения скорости в зависимости от отклонения между контрольным инерциальным положением перед насыщением и текущим инерциальным положением и применять поправочное значение к номинальному заданному значению скорости.

4. Устройство по п. 3, в котором поправочное значение получают при помощи коррекции типа пропорционально-интегральной коррекции.