Стабилизатор танкового вооружения

 

Изобретение относится к системам автоматического управления и регулирования, в частности к стабилизаторам танкового вооружения. Целью изобретения является компенсация скоростной ошибки и ошибки от трения при наведении. Стабилизатор содержит последовательно соединенные первый интегратор 2, первый сумматор 3, привод 4, пушку 5, датчик угла 6, устройство контактов компенсатора 8, контактное устройство пульта управления 9, размещенный на пушке гиротахометр 12. Новым в устройстве является то, что в него дополнительно введены второй интегратор 13, третий интегратор 14, первый ключ 1, второй ключ 15, третий ключ 16, второй сумматор 17, нелинейный усилитель-ограничитель 18, блок выделения модуля 19, резисторный делитель 7, компаратор 10, блок сигналов запоминания интегратора 11. 3 ил.

Изобретение относится к системам автоматического управления и регулирования, в частности к стабилизаторам танкового вооружения.

Известен стабилизатор вооружения 2Э28М (см. БК1.370.058), канал вертикали наведения которого выполнен по структурной схеме, изображенной на фиг. 1, принятой за прототип.

В данном устройстве компенсация статической ошибки привода обеспечения с помощью электромеханического интегратора (компенсатора) статической ошибки, выполненного на электродвигателе, управляемого от устройства точной юстировки, расположенного в танковом прицеле-дальномере типа "ТПД", называемого "контактами компенсатора".

При отпущенных рукоятках наведения прицела компенсатор вырабатывает сигнал, разворачивающий пушку до согласования с контактами компенсатора, ширина зоны которых составляет около 0,5 угл.мин. Внутри этой зоны оба контакта компенсатора разомкнуты и интегратор (компенсатор) находится в режиме запоминания.

Кроме того, режим запоминания формируется при отклонении пульта наведения от нейтрали за счет отключения общей шины от контактов компенсатора, а также при нахождении пушки на упорах, на гидростопоре и на угле заряжания.

Недостатком этой системы является наличие скоростной ошибки при наведении.

Для повышения потребительских свойств стабилизатора необходимо решить следующую техническую задачу: - обеспечить компенсацию скоростной ошибки и ошибки от трения при наведении в стабилизаторах, работающих совместно с относительно недорогими прицелами типа ТПД, 1А40, в которых не обеспечивается стабильность нуля вращающегося трансформатора датчика угла, применяемыми, например, в различных модификациях танка Т-72.

Сущность изобретения заключается в том, что в стабилизатор вооружения, содержащий последовательно соединенные первый интегратор, первый сумматор, привод, пушку, датчик угла пушки, устройство контактов компенсатора, контактное устройство пульта управления, гиротахометр, размещенный на пушке, причем вход устройства контактов компенсатора соединен с выходом контактного устройства пульта управления, вход контактного устройства пульта управления подключен к общей шине, первый и второй входы первого интегратора соединены с первым и вторым выходами устройства контактов компенсатора, выход датчика угла соединен с вторым входом первого сумматора, выход гиротахометра соединен с третьим входом первого сумматора, дополнительно введены второй и третий интеграторы, первый, второй и третий ключи, резисторный делитель, блок сигналов запоминания интегратора, второй сумматор, нелинейный усилитель-ограничитель, компаратор, блок выделения модуля, при этом первый вход второго сумматора подключен к выходу датчика угла, второй инвертирующий вход второго сумматора соединен с выходом третьего интегратора, вход которого соединен с выходом третьего ключа, вход третьего ключа соединен с выходом нелинейного усилителя-ограничителя, вход которого подключен к выходу второго сумматора, управляющий вход третьего ключа соединен с выходом компаратора, вход второго интегратора, выполненного на операционном усилителе с интегрирующим конденсатором обратной связи, соединен с выходом нелинейного усилителя-ограничителя, выход второго интегратора подключен к четвертому входу первого сумматора, вход и выход второго ключа подключены к выводам интегрирующего конденсатора второго интегратора, управляющий вход второго ключа соединен с выходом компаратора, второй вход компаратора соединен с выходом блока выделения модуля, вход которого соединен с выходом резисторного делителя, выход резисторного делителя также соединен с входом первого ключа, первый и второй входы резисторного делителя соединены соответственно с первым и вторым выходами устройства контактов компенсатора, управляющий вход первого ключа соединен с выходом компаратора, первый вход которого подключен к выходу блока сигналов запоминания интегратора.

Заявляемый стабилизатор отличается от прототипа наличием новых блоков: второго и третьего интеграторов, первого, второго и третьего ключей, резисторного делителя, блока сигналов запоминания интегратора, второго сумматора, нелинейного усилителя-ограничителя, компаратора, блока выделения модуля и их связями с другими элементами стабилизатора.

Вновь вводимые блоки: интеграторы, компараторы, ключи, сумматоры, резисторные делители, нелинейные усилители-ограничители широко известны, см., например, книгу П. Горовица, У. Хилла "Искусство схемотехники".

Однако их введение в указанной связи с другими элементами схемы в заявляемый стабилизатор позволяет обеспечить достижение нового технического результата, а именно: исключить скоростную ошибку и ошибку от трения при наведении, что существенно повышает качественные показатели прибора.

На фиг. 1 представлена структурная схема прототипа СТВ 2Э28М, см. также "Стабилизаторы танкового вооружения 2Э28М (2Э28М-2)", Воениздат, МО СССР.

На фиг. 2 приведена структурная схема заявляемого стабилизатора.

На фиг. 3 представлена принципиальная схема и характеристика нелинейного усилителя-ограничителя. Стабилизатор танкового вооружения содержит последовательно соединенные первый ключ 1, первый интегратор 2, первый сумматор 3, привод 4, пушку 5, датчик угла 6, резисторный делитель 7, устройство контактов компенсатора 8, контактное устройство пульта управления 9, компаратор 10, блок сигналов запоминания интегратора 11, размещенный на пушке гиротахометр 12, причем выход резисторного делителя 7 соединен с входом первого ключа 1, входы резисторного делителя соединены с первым и вторым выходами устройства контактов компенсатора 8, вход которого соединен с выходом контактного устройства пульта управления 9, вход контактного устройства пульта управления подключен к общей шине, управляющий вход ключа 1 подключен к выходу компаратора 10, вход которого соединен с выходом блока сигналов запоминания интегратора 11.

Кроме того, в стабилизатор входят: второй интегратор 13, третий интегратор 14, второй ключ 15, третий ключ 16, второй сумматор 17, нелинейный усилитель-ограничитель 18, блок выделения модуля 19, при этом первый вход второго сумматора 17 соединен с выходом датчика угла 6, второй инвертирующий вход второго сумматора подключен к выходу третьего интегратора 14, вход которого соединен с выходом третьего ключа 16, вход третьего ключа соединен с выходом нелинейного усилителя-ограничителя 18, вход которого подключен к выходу второго сумматора 17, управляющий вход третьего ключа 16 соединен с выходом компаратора 10, вход второго интегратора 13, выполненного на операционном усилителе с интегрирующим конденсатором обратной связи, соединен с выходом нелинейного усилителя-ограничителя 18, выход второго интегратор 13 подключен к четвертому входу первого сумматора 3, вход и выход второго ключа 15 подключены к выводам интегрирующего конденсатора 13, управляющий вход второго ключа 15 соединен с выходом компаратора 10, второй вход компаратора 10 соединен с выходом блока выделения модуля 19, вход которого соединен с выходом резисторного делителя 7.

Устройство работает следующим образом.

При наличии рассогласования между положением пушки и устройством точной юстировки (устройством контактов компенсатора 8) замкнут один из контактов компенсатора, в результате на выходе резисторного делителя 7 появляется положительное или отрицательное напряжение, поступающее на входы ключа 1 и блока выделения модуля 19, при этом переключается компаратор 10, замыкая первый, второй и третий ключи.

При замыкании первого ключа 1 напряжение с резисторного делителя 7 поступает на вход первого интегратора 2, проинтегрированный сигнал поступает далее на сумматор 3 и привод 4, при этом начинается разворот пушки.

Сигнал датчика угла 6 поступает на первый сумматор 3 для обеспечения главной отрицательной обратной связи стабилизатора, а также на второй сумматор 17, с выхода которого через нелинейный усилитель-ограничитель 18 и через третий ключ 16 на вход третьего интегратора 14. С выхода третьего интегратора сигнал поступает на инвертирующий вход второго сумматора 17. Интегрирование по контуру третьего интегратора будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на выходе сумматора 17, а соответственно и на выходе нелинейного усилителя-ограничителя 18, не станет равным нулю. Тем самым происходит отработка сигнала по контуру первого интегратора 2, контур третьего интегратора готовит к работе второй интегратор 13, который в данном режиме сброшен с помощью второго ключа 15, обеспечивая нулевое положение на его входе.

Постоянная времени по контуру третьего интегратора 14 выбирается существенно меньшей, чем по контуру первого интегратора, тем самым процесс обнуления выхода нелинейного усилителя-ограничителя 18 происходит быстрее, чем заканчивается процесс согласования пушки с положением контактов компенсатора.

После согласования пушки с положением, задаваемым устройством контактов компенсатора 8, оба контакта компенсатора замкнуты и напряжение на выходе делителя 7 равно нулю.

Такое же состояние выхода резисторного делителя 7 будет и при отклонении пульта наведения, когда контактное устройство пульта управления 9 отключит общую шину от устройства контактов компенсатора и соответственно от резисторного делителя 7.

В этом случае напряжение на выходе блока выделения модуля 1 будет равно нулю и компаратор 10 переключается в другое состояние, разомкнув тем самым первый 1, второй 15 и третий 16 ключи. При этом первый 2 и третий 14 интеграторы перейдут в состояние "запоминания", а второй интегратор 13 включается в работу. Его входным сигналом является сигнал выхода нелинейного усилителя-ограничителя 18, т.е. сигнал обнуленного третьим интегратором датчика угла.

Если при этом в системе появляется ошибка, вызванная изменением трения, либо скоростной ошибкой при наличии гиротахометра в системе, то на выходе нелинейного усилителя-ограничителя появляется ненулевой сигнал, который будет отрабатываться приводом 4 по каналу второго интегратора 13, компенсируя появившиеся ошибки. Нелинейный усилитель-ограничитель 18 включен для оптимизации работы контуров второго 13 и третьего 14 интеграторов. Его характеристика с электрической схемой приведены на фиг. 3.

Характеристика усилителя-ограничителя приведена в зависимости от входного напряжения (в скобках - в угловых единицах).

Экспериментальные исследования заявляемого устройства показали, что по сравнению с прототипом заявляемое устройство обеспечивает компенсацию ошибки системы и ошибки от трения при наведении. Реально измеренные значения уменьшения ошибки при минимальных скоростях наведения по сравнению с прототипом составляют величину около 1 угл.мин.

Формула изобретения

Стабилизатор танкового вооружения, содержащий последовательно соединенные первый интегратор, первый сумматор, привод, пушку, датчик угла пушки, устройство контактов компенсатора, контактное устройство пульта управления, размещенный на пушке гидротахометр, причем вход устройства контактов компенсатора соединен с выходом контактного устройства пульта управления, вход контактного устройства пульта управления подключен к общей шине, первый и второй входы первого интегратора соединены с первым и вторым выходами устройства контактов компенсатора, выход датчика угла соединен с вторым входом первого сумматора, выход гидротахометра - с третьим входом первого сумматора, отличающийся тем, что в него дополнительно введены второй и третий интеграторы, первый, второй и третий ключи, резисторный делитель, блок сигналов запоминания интегратора, второй сумматор, нелинейный усилитель-ограничитель, компаратор, блок выделения модуля, причем первый вход второго сумматора подключен к выходу датчика угла, второй инвертирующий вход второго сумматора соединен с выходом третьего интегратора, вход которого соединен с выходом третьего ключа, вход третьего ключа соединен с выходом нелинейного усилителя-ограничителя, вход которого подключен к выходу второго сумматора, управляющий вход третьего ключа соединен с выходом компаратора, вход второго интегратора, выполненного на операционном усилителе с интегрирующим конденсатором обратной связи, соединен с выходом нелинейного усилителя-ограничителя, выход второго интегратора подключен к четвертому входу первого сумматора, вход и выход второго ключа подключены к выводам интегрирующего конденсатора второго интегратора, управляющий вход второго ключа соединен с выходом компаратора, второй вход компаратора соединен с выходом блока выделения модуля, вход которого соединен с выходом резисторного делителя, выход резисторного делителя также соединен с входом первого ключа, первый и второй входы резисторного делителя соединены соответственно с первым и вторым выходами устройства контактов компенсатора, управляющий вход первого ключа соединен с выходом компаратора, первый вход которого подключен к выходу блока сигналов запоминания интегратора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3