Стабилизатор танкового вооружения

Стабилизатор танкового вооружения

Реферат

Изобретение относится к системам автоматического управления и регулирования, в частности к стабилизаторам танкового вооружения (далее - стабилизатор).

Известен стабилизатор танкового вооружения 2Э42-4, выполненный по схеме электрической принципиальной БС1.370.012 Э3 и описанный в БС 1.370.012 ТО, ТУ. Данный стабилизатор принят за прототип (см. также книгу В.В. Корнеева, М.И. Кузнецова и др. «Основы автоматики и танковые автоматические системы», М.; Министерство обороны, 1976 г., издание Академии бронетанковых войск имени маршала Малиновского Р.Я.).

Указанный стабилизатор состоит из приводов горизонтального (далее по тексту - ГН) и вертикального (далее по тексту - ВН) наведения и стабилизации.

Приводы ГН и ВН стабилизатора, принятого за прототип, представляют собой автономные приводы, обеспечивающие наведение и стабилизацию основного вооружения танка в плоскостях ГН и ВН по сигналам, поступающим с задающего устройства стабилизации ЗУС 1 и датчиков абсолютной угловой скорости ДУС-ГН 2 и ДУС-ВН 3.

Привод ГН выполнен на базе электромеханического привода, привод ВН - на базе электрогидравлического привода.

Принципы работы приводов ВН и ГН в режимах стабилизации и стабилизированного наведения во многом схожи. 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. Рассмотрим работу каждого из приводов ВН и ГН в отдельности.

Режим стабилизации по ВН - режим стабилизация пушки по ВН осуществляется относительно сигнала датчика положения зеркала по ВН ЗУС 1, имеющего независимую стабилизацию зеркала в плоскости ВН, что обеспечивается гиростабилизатором ЗУС 1.

При движении танка по пересеченной местности на пушку 4 действуют внешние возмущения в виде колебаний корпуса танка, трения в цапфах (опорах) пушки 4, трения в исполнительном цилиндре (ЦИ) 5 гидропривода ВН (ГП) 6, а также возмущения, обусловленные неуравновешенностью пушки 4 относительно оси цапф.

Эти возмущения вызывают отклонение пушки 4 от заданного сигналом датчика положения зеркала по ВН (ЗУС) 1 направления. Угол между заданным и действительным направлением пушки 4 в вертикальной плоскости, в этом случае определяет ошибку стабилизации гидропривода ВН (ГП) 6. Сигнал, пропорциональный ошибке стабилизации, отрабатывается гидроприводом ВН (ГП) 6 стабилизатора, поворачивающим пушку в сторону уменьшения ошибки.

Полученная таким образом ошибка стабилизации гидропривода ВН ГП 6 обрабатывается аналоговым модулем управления 7 блока управления (БУ) 8 стабилизатора, одни сигналы с которого управляют включением гидронасоса (Н) 9 гидропривода ВН (ГП) 6, создающего рабочее давление на входе механизма управления исполнительного гидроцилиндра (ЦИ) 5 гидропривода ВН (ГП) 6, а другие сигналы через усилитель (У-ВН) 10 поступают на управляющий вход механизма управления исполнительного гидроцилиндра (ЦИ) 5 гидропривода ВН (ГП) 6, создающего разность давлений в полостях исполнительного гидроцилиндра (ЦИ) 5, тем самым обеспечивая поворот пушки 4 в направлении уменьшения рассогласования между заданным значением сигнала с датчика положения зеркала по ВН (ЗУС) 1 и истинным положениями пушки 4 в плоскости ВН.

Для повышения устойчивости привода ВН и, как следствие, получения заданной ошибки стабилизации в контур управления привода ВН стабилизатора введена обратная связь по абсолютной угловой скорости пушки 4 в плоскости ВН с (ДУС-ВН) 3, обрабатываемая аналоговым модулем управления 7 (БУ) 8.

Режим стабилизированного наведения по ВН - режим стабилизированного наведения пушки 4 по ВН осуществляется также по сигналу с датчика положения зеркала по ВН (ЗУС) 1. При обнаружении цели наводчик пультом управления (ПУ-Н) 11 наводит стабилизированную в двух плоскостях ВН и ГН линию визирования (прицельную марку) (ЗУС) 1 на цель в плоскости ВН. Сигнал с датчика положения зеркала по ВН (ЗУС) 1, пропорциональный ошибке стабилизации по ВН, поступает на вход (БУ) 8, где происходит его преобразование, как описано выше. Гидропривод ВН 6 поворачивает пушку 4 в сторону уменьшения ошибки по ВН, аналогично рассмотренному выше режиму стабилизации в плоскости ВН.

Режим стабилизации по ГН - режим стабилизация пушки по ГН осуществляется относительно сигнала датчика положения зеркала по ГН (ЗУС) 1, имеющего независимую стабилизацию зеркала в плоскости ГН, что обеспечивается гиростабилизатором (ЗУС) 1.

При движении танка по пересеченной местности на башню 20 (пушку) действуют внешние возмущения в виде колебаний корпуса танка, трения в погоне башни 20, а также возмущения, обусловленные неуравновешенностью башни 20 относительно оси вращения.

Эти возмущения вызывают отклонение башни 20 (пушки) от заданного сигналом датчика положения зеркала по ГН (ЗУС) 1 направления. Угол между заданным и действительным направлением башни 20 (пушки) в горизонтальной плоскости, в этом случае определяет ошибку стабилизации привода ГН. Сигнал, пропорциональный ошибке стабилизации, отрабатывается приводом ГН стабилизатора, поворачивающим башню 20 (пушку) в сторону уменьшения ошибки.

Полученная таким образом ошибка стабилизации привода ГН обрабатывается аналоговым модулем управления 7 блока управления БУ 8 стабилизатора, одни сигналы с которого через внешние устройства 12 управляют включением блока коммутации (БК) 13 привода ГН, запускающего приводной двигатель (ЭД) 14 электромашинного усилителя (ЭМУ) 15, а другие сигналы через усилитель (У-ГН) 16 поступают на обмотки управления генератора (Ген. ЭМУ) 17, формируя в них разность токов, в соответствии с величиной и знаком которых (Ген.ЭМУ) 17 вырабатывает напряжение, под действием которого исполнительный электродвигатель (ЭД-ГН) 18 через редуктор (Ред. ГН) 19 поворачивает башню 20 (пушку) танка в направлении уменьшения рассогласования между заданным значением сигнала с датчика положения зеркала по ГН (ЗУС) 1 и истинным положениями башни 20 (пушки) в горизонтальной плоскости.

Для повышения устойчивости привода ГН и, как следствие, получения заданной ошибки стабилизации в контур управления привода ГН стабилизатора введены обратные связи по току ОСТ (ЭД-ГН) 18, по скорости ОСС (ЭД-ГН) 18, вырабатываемые (ЭМУ) 15 и по абсолютной угловой скорости башни 20 (пушки) в плоскости ГН с (ДУС-ГН) 2, обрабатываемые аналоговым модулем управления 7 (БУ) 8.

Режим стабилизированного наведения по ГН - режим стабилизированного наведения башни 20 (пушки 4) по ГН осуществляется также по сигналу с датчика положения зеркала по ГН (ЗУС) 1. При обнаружении цели наводчик пультом управления (ПУ-Н) 11 наводит стабилизированную в двух плоскостях (ВН и ГН) линию визирования (прицельную марку) (ЗУС) 1 на цель в плоскости ГН. Сигнал с датчика положения зеркала по ГН (ЗУС) 1, пропорциональный ошибке стабилизации по ГН, поступает на вход (БУ) 8, где происходит его преобразование, как описано выше. Исполнительный электродвигатель (ЭД-ГН) 18 через редуктор (Ред. ГН) 19 поворачивает башню 20 (пушку) танка в сторону уменьшения ошибки по ГН, аналогично рассмотренному выше режиму стабилизации в плоскости ГН.

Другие сигналы с внешних устройств 12, связанные с (ЗУС) 1 и ПУ-Н) 11, представляют собой сигналы с комплекса приборов и узлов, входящих как в стабилизатор, так и в оборудование танка в целом.

Недостатками вышеуказанной конструкции стабилизатора - прототипа является следующее.

1. Использование морально устаревшего электромашинного привода ГН, имеющего следующие недостатки:

- отсутствует возможность получения более высоких показателей по точности стабилизации пушки в плоскости ГН;

- отсутствует возможность получения максимальной скорости переброса и отработки более (18-24)°/с, что недостаточно при работе в режиме целеуказания и при движении танка по пересеченной местности с резкими маневрированиями его шасси (корпуса);

- малый ресурс и сложность в обслуживании из-за наличия как в конструкции ЭМУ, так и в конструкции ЭД-ГН коллекторов со щеточными узлами, что требует дополнительного периодического их обслуживания с заменой износившихся щеток;

- искрение в зоне коллекторного узла ЭМУ и ЭД-ГН, что при определенной боевой ситуации может привести к пожару внутри танка;

- негерметичность конструкции ЭМУ и ЭД-ГН, что тоже накладывает ограничения при их эксплуатации в случае попадания внутрь их корпуса воды;

- повышенный шум в боевом отделении от вращающихся частей электродвигателя и генератора, входящих в состав ЭМУ, а также вентилятора обдува исполнительного ЭД-ГН;

- низкий КПД электромашинного привода в целом, потребляющего значительный ток даже в отсутствие вращения вала исполнительного электродвигателя привода ГН.

2. Использование аналоговых контуров коррекции и управления исполнительными приводами ГН и ВН, не позволяющих применять адаптивные и оптимальные алгоритмы управления стабилизатором, гибко (без значительной переделки модуля управления стабилизатором) менять его параметры при изменении механических параметров танка в процессе его эксплуатации.

3. Отсутствие цифровых информационных каналов обмена с внешними устройствами танка, что не позволяет повысить эксплутационные характеристики стабилизатора, точность его диагностики, настройку и возможность установки на другие танки без существенной доработки. Отсутствие цифровых информационных каналов обмена одновременно не позволяет получить и дополнительные сигналы с датчиковой аппаратуры танка (внешних устройств), что также не дает возможность включения этих сигналов в контуры управления приводами ВН и ГН стабилизатора в виде дополнительных обратных связей, а значит не позволяет поднять устойчивость и добротность контуров их управления, тем самым, исключая возможность повышения точности стабилизации вооружения.

4. Отсутствие возможности работы стабилизатора с несколькими прицельными комплексами, устанавливаемыми при необходимости на танк по требованию заказчика.

5. Отсутствие автономного (независимого) режима стабилизации вооружения танка в случае отказа его основного прицельного(ых) комплекса(ов).

Техническими задачами заявляемого изобретения являются:

- повышение надежности стабилизатора;

- повышение эксплутационных показателей стабилизатора;

- повышение эксплутационной интероперабельности стабилизатора;

- повышение точности стабилизации по ВН и ГН стабилизатора;

- расширение функциональных возможностей стабилизатора;

- увеличение живучести стабилизатора, а с ним и объекта военного назначения (далее по тексту - ОВН).

Для достижения указанного технического результата в известный стабилизатор танкового вооружения, содержащий пушку с закрепленными на ней датчиками абсолютной угловой скорости по ВН и ГН, башню с установленной на ней пушкой, цилиндр исполнительный привода ВН, механически связанный с пушкой и башней и гидравлически с насосом привода ВН, редуктор ГН, механически связанный с башней и электродвигателем ГН, электродвигатель ГН, первый пульт управления, первое задающее устройство стабилизации с датчиками положения независимо стабилизированного в пространстве инерциального объекта по ГН и ВН, электрически связанное с первым пультом управления, внешние устройства, электрически связанные с первым задающим устройством стабилизации с датчиками положения независимо стабилизированного в пространстве инерциального объекта по ГН и ВН, блок коммутации привода ГН, электрически связанный с бортсетью ОВН и внешними устройствами, блок управления, электрически связанный через собственный модуль управления с внешними устройствами, приводным двигателем гидронасоса привода ВН и усилителями ВН и ГН, согласно изобретению дополнительно введены:

- второе панорамное задающее устройство стабилизации с датчиками положения независимо стабилизированного в пространстве инерциального объекта по ГН и ВН;

- второй пульт управления;

- преобразователь напряжения;

- усилитель мощности;

- датчик положения башни по ГН;

- датчик положения пушки по ВН;

- прицел с зависимой линией стабилизации по ВН и ГН;

- устройства настройки и диагностики, кроме того, в блок управления дополнительно введены:

- первое ключевое устройство;

- второе ключевое устройство;

- интегратор привода ГН;

- интегратор привода ВН;

- модуль настройки и диагностики стабилизатора;

- первое корректирующее звено;

- второе корректирующее звено,

при этом второе панорамное задающее устройство стабилизации с датчиками положения независимо стабилизированного в пространстве инерциального объекта по ГН и ВН электрически связано со вторым пультом управления по ВН и ГН и через цифровые каналы обмена с устройствами настройки и диагностики, электрически связанными также через цифровые каналы обмена с внешними устройствами, первым задающим устройством стабилизации с датчиками положения независимо стабилизированного в пространстве инерциального объекта по ГН и ВН и модулем настройки и диагностики, связанным, в свою очередь, через цифровые каналы обмена с модулем управления,

датчик положения башни по ГН и датчик положения пушки по ВН механически связаны соответственно с башней и пушкой в плоскостях ВН и ГН,

прицел с зависимой линией стабилизации по ВН и ГН, механически связан с пушкой и башней в плоскостях ВН и ГН,

преобразователь напряжения бортсети ОВН, электрически связан с блоком коммутации привода ГН и усилителем мощности привода ГН,

причем указанные первый и второй пульты управления по ВН и ГН, второе панорамное и первое задающие устройства стабилизации с датчиками положения независимо стабилизированного в пространстве инерциального объекта по ГН и ВН, датчик положения башни по ГН, датчик положения пушки по ВН, датчики абсолютной угловой скорости по ВН и ГН, устройства настройки и диагностики, усилитель мощности привода ГН, механизм управления цилиндра исполнительного привода ВН электрически связаны с блоком управления,

при этом с одной стороны выход интегратора по ГН блока управления и выходы датчиков положения независимо стабилизированного в пространстве инерциального объекта по ГН второго панорамного и первого задающего устройства стабилизации связаны через цифровые каналы обмена соответственно с первым, вторым и третьим входами второго ключевого устройства, соединенного с модулем управления, первый и второй входы интегратора по ГН связаны с выходом датчика абсолютной угловой скорости по ГН и выходом первого ключевого устройства, связанного с выходом по ГН первого и второго пультов управления и модулем управления, один из входов которого связан через первое корректирующее звено с датчиком положения башни по ГН, а первый выход модуля управления связан с усилителем ГН, электрически связанным с усилителем мощности привода ГН, вращающим вал электродвигателя ГН, который поворачивает через редуктор ГН башню с пушкой, а с ней и оптическую линию визирования прицела с зависимой линией стабилизации по ВН и ГН,

с другой стороны выход интегратора по ВН блока управления и выходы датчиков положения независимо стабилизированного в пространстве инерциального объекта по ВН второго панорамного и первого задающего устройства стабилизации связаны с первым, вторым и четвертым входами второго ключевого устройства, соединенного с модулем управления, первый и второй входы интегратора по ВН связаны соответственно с выходом датчика абсолютной угловой скорости по ВН и выходом первого ключевого устройства, связанного с выходом по ВН первого и второго пультов управления и модулем управления, один из входов которого связан через второе корректирующее звено с датчиком положения пушки по ВН, а второй выход модуля управления связан с усилителем ВН, электрически связанным с механизмом управления исполнительного цилиндра привода ВН, управляющим направлением движения штока по ВН, поворачивающего пушку в плоскости ВН, а с ней и оптическую линию визирования прицела с зависимой линией стабилизации по ВН и ГН в плоскости ВН.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый стабилизатор танкового вооружения отличается наличием новых элементов, а именно:

- второе панорамное задающее устройство стабилизации с датчиками положения независимо стабилизированного инерциального объекта по ГН и ВН;

- второй пульт управления;

- преобразователь напряжения;

- усилитель мощности;

- датчик положения башни по ГН;

- датчик положения пушки по ВН;

- прицел с зависимой линией стабилизации по ВН и ГН;

- устройства настройки и диагностики;

- первое ключевое устройство;

- второе ключевое устройство;

- интегратор привода ГН;

- интегратор привода ВН;

- модуль настройки и диагностики стабилизатора;

- первое корректирующее звено;

- второе корректирующее звено

и их связями с другими элементами стабилизатора и ОВН.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что вновь вводимые элементы достаточно хорошо известны в технике, но их введение в указанной связи в стабилизатор танкового вооружения позволяет:

- повысить надежность стабилизатора за счет замены устаревшего электромашинного привода ГН на современный электропривод с векторным управлением исполнительным электродвигателем ГН, позволяющий исключить все недостатки электромашинного привода ГН стабилизатора - прототипа;

- повысить эксплутационные показатели стабилизатора за счет введения в стабилизатор цифровых контуров управления и коррекции приводами ГН и ВН, что позволяет применить адаптивные и оптимальные алгоритмы управления стабилизатором, гибко менять его параметры при изменении механических параметров танка в процессе его эксплуатации;

- повысить эксплутационную интероперабельность стабилизатора за счет введения в его структуру цифровых информационных каналов обмена с внешними устройствами объекта военного назначения, что позволяет резко повысить эксплутационные характеристики стабилизатора и возможность установки на другие ОВН без существенной доработки. Повышение эксплутационной интероперабельности также достигается введением в структуру стабилизатора дополнительных устройств (модулей), позволяющих проводить настройку и диагностику стабилизатора, как при помощи внешних устройств диагностики и настройки, подключаемых к контрольному разъему блока управления стабилизатора, так и при помощи встроенных средств диагностики и настройки ОВН;

- повысить точность стабилизации по ВН и ГН за счет введения в контуры управления приводами ВН и ГН стабилизатора дополнительных) сигналов обратных связей с датчиковой аппаратуры ОВН, получаемых по цифровым информационным каналам обмена, что позволяет поднять устойчивость и добротность контуров управления приводами ВН и ГН. Это дает возможность в сумме с новым электроприводом ГН стабилизатора повысить точность стабилизации не менее чем на (25-30)%;

- расширить функциональные возможности стабилизатора за счет введения в его структуру дополнительных устройств (второй пульт управления, второе панорамное задающее устройство стабилизации, второе ключевое устройство), позволяющих обеспечить его работу с несколькими прицельными комплексами, имеющими независимую двухплоскостную стабилизацию линии визирования;

- увеличить живучесть ОВН, за счет введения в структуру стабилизатора дополнительных устройств (первый пульт управления, второй пульт управления, первое ключевое устройство, интегратор привода ГН, интегратор привода ВН, второе ключевое устройство, прицел с зависимой линией стабилизации по ВН и ГН), позволяющих обеспечить его автономную работу в случае отказа основных прицельного(ых) комплекса(ов) ОВН.

На фиг.1 приведена структурная схема заявляемого стабилизатора танкового вооружения.

Сокращения, принятые в тексте:

БК - блок коммутации привода ГН;

ДПБ-ГН - датчик положения башни по ГН;

ДПП-ВН - датчик положения пушки по ВН;

ДУС-ГН - датчик абсолютной угловой скорости по ГН;

ДУС-ВН - датчик абсолютной угловой скорости по ВН;

ЗУС 1 - первое задающее устройство стабилизации с датчиками положения независимо стабилизированного в пространстве инерциального объекта по ГН и ВН;

ЗУС 2 - второе панорамное задающее устройство стабилизации с датчиками положения независимо стабилизированного в пространстве инерциального объекта по ГН и ВН;

КУ1 - первое ключевое устройство;

КУ2 - второе ключевое устройство;

КЗ 1 - первое корректирующее звено;

КЗ 2 - второе корректирующее звено;

Н - гидронасос привода ВН;

ОВН - объект военного назначения;

ОСС - обратная связь по скорости;

ОСТ - обратная связь по току;

УМ - усилитель мощности привода ГН;

ПД - прицел дублер с зависимой линией визирования по ВН и ГН для автономного режима стабилизации;

ПУ1 - первый пульт управления;

ПУ2 - второй пульт управления;

ПН - преобразователь напряжения привода ГН;

Ред. ГН - редуктор привода ГН;

∫-TH - интегратор привода ГН автономного режима стабилизации;

∫-BH - интегратор привода ВН автономного режима стабилизации;

НИ - цилиндр исполнительный привода ВН;

ЭД-ГН - электродвигатель привода ГН;

БУ - блок управления.

Заявляемый стабилизатор представляет собой автономно работающие привода наведения и стабилизации башни и пушки в плоскостях ГН и ВН.

Датчики положения (угла) независимо стабилизированного инерциального объекта по ГН и ВН второго панорамного и первого задающего устройства стабилизации, датчики абсолютной угловой скорости ГН и ВН, датчики положения башни и пушки по ГН и ВН, усилитель мощности ГН горизонтального привода башни формируют на входах блока управления сигналы ошибок по ГН и ВН, сигналы по абсолютной угловой скорости пушки по ВН и ГН, сигналы по относительному положению башни и пушки, сигналы обратных связей по скорости вращения вала и току исполнительного электродвигателя привода ГН.

Привод ГН содержит первый (ПУ1) 1 и второй (ПУ2) 2 пульты управления с резисторами наведения в плоскости ГН, первое (ЗУС1) 3 и второе панорамное (ЗУС2) 4 задающие устройства стабилизации с датчиками положения (угла) независимо стабилизированного зеркала прицела по ГН, электрически связанные соответственно с первым (ПУ1) 1 и вторым (ПУ2) 2 пультами управления по ГН, выходы с резисторов по ГН которых также связаны соответственно с первым и вторым входами первого ключевого устройства (КУ1) 5 блока управления (БУ) 6, переключающего через модуль управления 7 выходы с резисторов по ГН первого (ПУ1) 1 и второго (ПУ2) 2 пультов управления в соответствии с заданным внешними устройствами 8 алгоритмом цифрового взаимодействия.

Выход по ГН первого ключевого устройства (КУ1) 5 и сигнал с выхода датчика абсолютной угловой скорости (ДУС-ГН) 9 башни (пушки) по ГН связаны соответственно с первым и вторым входами интегратора по (∫-ГН) 10, связанного с третьим входом второго ключевого устройства (КУ2) 11. Интегратор (∫-ГН) 10 служит для преобразования сигнала, полученного суммированием с заданными коэффициентами сигнала первого (ПУ1) 1 или второго (ПУ2) 2 пульта управления с датчиком абсолютной угловой скорости (ДУС-ГН) 9 в ошибку (угловое абсолютное положение) привода ГН, используемую в режиме автономной стабилизации башни (пушки) по ГН в случае выхода из строя первого (ЗУС1) 3 и второго панорамного (ЗУС2) 4 задающих устройств стабилизации с датчиками положения (угла) независимо стабилизированного зеркала прицела по ГН.

Сигналы ошибок привода ГН с первого (ЗУС1) 3 и второго панорамного (ЗУС2) 4 задающих устройств стабилизации с датчиками положения (угла) независимо стабилизированного зеркала прицела по ГН поступают через цифровые каналы обмена соответственно на первый и второй входы второго ключевого устройства (КУ2) 11 блока управления (БУ) 6.

Сигнал с датчика положения башни по ГН (ДПБ-ГН) 12 через первое корректирующее звено (КЗ 1) 13 блока управления 6 поступает на вход модуля управления 7, где суммируется с заданным коэффициентом с сигналом ошибки привода ГН, полученным от одного из трех независимых задающих устройств стабилизации по ГН [от (ЗУС1) 3, либо от (ЗУС2) 4, либо от интегратора по (∫-ГН) 10] и коммутируемым на выход управления по ГН второго ключевого устройства (КУ2) 11 по командам от модуля управления 7 в зависимости от установленного внешними устройствами 8 режима работы ОВН.

Полученный таким образом сигнал управления для привода ГН через усилитель ГН 14 блока управления 6 поступает на вход усилителя мощности 15 привода ГН, электрически связанного с высоковольтным преобразователем напряжения ПН 16, включаемого по командам от блока коммутации (БК) 17, работающего по сигналам и командам внешних устройств 8 ОВН. Сигнал управления с выхода усилителя мощности 15 привода ГН вращает выходной вал электрически связанного с ним исполнительного вентильного электродвигателя (ЭД-ГН) 18, вращающего через редуктор (Ред.ГН) 19 башню 20 (пушку) и жестко связанный с ней прицел дублер (ПД) 21 с зависимой линией визирования по ВН и ГН режима автономной стабилизации башни (пушки).

Для настройки привода ГН и его диагностики в составе ОВН в блок управления 6 введен модуль настройки и диагностики 22, работающий совместно с модулем управления 7 и связанный через цифровой канал обмена с устройствами настройки и диагностики 23, соединенный, в свою очередь, через цифровые каналы обмена с первым (ЗУС1) 3 и вторым панорамным (ЗУС2) 4 задающим устройством стабилизации.

Блоки, используемые в приводе ГН, такие как - первое задающее устройство стабилизации (ЗУС1) 3, второе панорамное задающее устройство стабилизации (ЗУС2) 4, первый (ПУ1) 1 и второй (ПУ2) 2 пульты управления, устройство настройки и диагностики 23, первое ключевое устройство (КУ1) 5, второе ключевое устройство (КУ2) 11, модуль управления 7, модуль настройки и диагностики 22, блока управления (БУ) 6, работают совместно и с приводом ВН.

Привод ВН содержит первый (ПУ1) 1 и второй (ПУ2) 2 пульты управления с резисторами наведения в плоскости ВН, первое (ЗУС1) 3 и второе панорамное (ЗУС2) 4 задающие устройства стабилизации с датчиками положения (угла) независимо стабилизированного зеркала прицела по ВН, электрически связанные соответственно с первым (ПУ1) 1 и вторым (ПУ2) 2 пультами управления по ВН, выходы с резисторов по ВН которых также связаны соответственно с первым и вторым входами первого ключевого устройства (КУ1) 5 блока управления (БУ) 6, переключающего через модуль управления 7 выходы с резисторов по ВН первого (ПУ1) 1 и второго (ПУ2) 2 пультов управления в соответствии с заданным внешними устройствами 8 алгоритмом цифрового взаимодействия.

Выход по ВН первого ключевого устройства (КУ1) 5 и сигнал с выхода датчика абсолютной угловой скорости (ДУС-ВН) 24 пушки по ВН связаны соответственно с вторым и первым входами интегратора по (∫-BH) 25, связанного с четвертым входом второго ключевого устройства (КУ2) 11. Интегратор (∫-BH) 25 служит для преобразования сигнала, полученного суммированием с заданными коэффициентами сигнала первого (ПУ1) 1 или второго (ПУ2) 2 пульта управления с датчиком абсолютной угловой скорости (ДУС-ВН) 24, в ошибку (угловое абсолютное положение) привода ВН, используемую в режиме автономной стабилизации пушки по ВН в случае выхода из строя первого (ЗУС1) 3 и второго панорамного (ЗУС2) 4 задающих устройств стабилизации с датчиками положения (угла) независимо стабилизированного зеркала прицела по ВН.

Сигналы ошибок привода ВН с первого (ЗУС1) 3 и второго панорамного (ЗУС2) 4 задающих устройств, стабилизации с датчиками положения (угла) независимо стабилизированного зеркала прицела по ВН поступают через цифровые каналы обмена соответственно на первый и второй входы второго ключевого устройства (КУ2) 11 блока управления (БУ) 6.

Сигнал с датчика положения пушки по ВН (ДПП-ВН) 26 через второе корректирующее звено (КЗ 2) 27 блока управления 6 поступает на вход модуля управления 7, где суммируется с заданным коэффициентом с сигналом ошибки привода ВН, полученным от одного из трех независимых задающих устройств стабилизации по ВН [от (ЗУС1) 3, либо от (ЗУС2) 4, либо от интегратора по (∫-BH) 25] и коммутируемым на выход управления по ВН второго ключевого устройства (КУ2) 11 по командам от модуля управления 7 в зависимости от установленного внешними устройствами 8 режима работы ОВН.

Полученный таким образом сигнал управления для привода ВН через усилитель ВН 28 блока управления 6 поступает на вход гидропривода ВН 29, гидронасос (Н) 30 которого, электрически связанный с модулем управления 7, создает поток рабочей жидкости на входе механизма управления исполнительного гидроцилиндра (ЦИ) 31, распределяемого его механизмом управления в зависимости от сигнала управления на входе гидропривода ВН 29, меняя тем самым, направление движения штока по ВН исполнительного гидроцилиндра 31, поворачивающего пушку 32 в плоскости ВН, а с ней и оптическую линию визирования прицела (ПД) 21 с зависимой линией стабилизации по ВН и ГН в плоскости ВН.

Для настройки привода ВН и его диагностики в составе ОВН в блок управления 6 введен модуль настройки и диагностики 22, работающий совместно с модулем управления 7 и связанный через цифровой канал обмена с устройствами настройки и диагностики 23, соединенный также через цифровые каналы обмена с первым (ЗУС1) 3 и вторым панорамным (ЗУС2) 4 задающим устройством стабилизации.

Блоки, используемые в приводе ВН, такие как - первое задающее устройство стабилизации (ЗУС1) 3, второе панорамное задающее устройство стабилизации (ЗУС2) 4, первый (ПУ1) 1 и второй (ПУ2) 2 пульты управления, устройство настройки и диагностики 23, первое ключевое устройство (КУ1) 5, второе ключевое устройство (КУ2) 11, модуль управления 7, модуль настройки и диагностики 22, блока управления (БУ) 6, работают совместно и с приводом ГН.

Большинство новых элементов системы удобнее реализовать как часть программного обеспечения блока управления, при этом обработка получаемых блоком данных будет осуществляться контроллером, состоящим из модулей:

- аналого-цифрового преобразователя;

- цифроаналогового преобразователя;

- дискретного ввода-вывода;

- информационных каналов обмена, являющихся портами контроллера.

Первое 5 и второе ключевые устройства 11, интеграторы по ГН 10 и ВН 25, модуль управления 7, модуль настройки и диагностики 22, первое 13 и второе 27 корректирующее звенья могут быть выполнены в виде подпрограмм управления выходами цифроаналогового преобразователя ГН и ВН и дискретными выходами контроллера, а интеграторы 10, 25 и корректирующие звенья ГН и ВН 13, 27 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.

Устройства настройки и диагностики представляют собой как встроенные в ОВН аппаратно программные средства, так и средства, подключаемые к контрольному разъему блока управления стабилизатора

(см. книгу под редакцией Богнера Р. и Константинидиса А. «Введение в цифровую фильтрацию», пер. с англ. - М.: Мир, 1976).

Выходной усилитель ГН блока управления может быть выполнен по схеме, построенной на операционном усилителе, в обратную связь которого введен транзисторный каскад с токовым симметричным выходом.

Выходной усилитель ВН блока управления может быть выполнен по схеме, построенной на транзисторных каскадах, управляемых в режиме широтно-импульсной модуляции (ШИМ) по сигналу ШИМ, формируемому контроллером блока управления

(см. книгу Хоровиц П., Хилл У. «Искусство схемотехники», пер. с англ. - 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Мир, 1993).

Заявляемый стабилизатор работает следующим образом.

Стабилизация и стабилизированное наведение пушки, обеспечивается в трех независимых друг от друга режимах и режиме целеуказания:

- ОСНОВНОЙ, стабилизация и стабилизированное наведение пушки 32 по ВН и ГН по сигналам с первого задающего устройства стабилизации (ЗУС1) 3, с места наводчика ОВН;

- ДУБЛЬ, стабилизация и стабилизированное наведение пушки 32 по ВН и ГН по сигналам со второго панорамного задающего устройства стабилизации (ЗУС2) 4, с места командира ОВН;

- ЦЕЛЕУКАЗАНИЕ, согласование пушки с независимо стабилизированной линией визирования второго панорамного задающего устройства стабилизации (ЗУС2) 4, при нахождении стабилизатора в режиме ОСНОВНОЙ при включении режима ЦЕЛЕУКАЗАНИЯ командиром ОВН;

- РЕЗЕРВНЫЙ, стабилизация и стабилизированное наведение пушки 32 по ВН и ГН и линии визирования прицела ПД 21 с зависимой линией стабилизации по ВН и ГН по сигналам с собственных датчиков абсолютной угловой скорости (ДУС-ВН) 24 и (ДУС-ГН) 9 и сигналам наведения по ВН и ГН с первого (ПУ1) 1 и второго (ПУ2) 2 пультов управления как с места наводчика, так и с места командира, с преимуществом в управлении пушкой, находящимся у командира.

Стабилизация в режиме ОСНОВНОЙ пушки 32 осуществляется по сигналам первого задающего устройства стабилизации (ЗУС1) 3, формирующего по цифровому каналу обмена на первом входе второго ключевого устройства (КУ2) 11 ошибки приводов по ВН и ГН, коммутируемые в соответствии с выбранным режимом работы ОВН на вход модуля управления 7.

Далее, полученные сигналы ошибок по ВН и ГН, фильтруются и суммируются с соответствующими сигналами отрицательных обратных связей по абсолютной угловой скорости пушки по ВН и ГН, формируемых по сигналам с датчиков абсолютной угловой скорости (ДУС-ВН) 24, (ДУС-ГН) 9, установленных на пушке 32. Причем контур ошибки привода ГН дополнительно охвачен сигналами отрицательных обратными связей по скорости вращения вала ОСС и току ОСТ исполнительного электродвигателя (ЭД-ГН) 18, формируемыми усилителем мощности (УМ) 15 привода ГН.

Указанные сигналы обратных связей, как и в стабилизаторе-прототипе, позволяют повысить добротность и устойчивость приводов ГН и ВН, тем самым, обеспечив требуемое качество управления приводами ГН и ВН, что в сумме с новыми цифровыми алгоритмами управления позволяет уменьшить ошибку стабилизации пушки 32 по ВН и ГН.

Одновременно с указанными сигналами обратных связей на вход модуля управления 7 блока управления 6 подаются сигналы относительной скорости пушки и башни по ВН и ГН, полученные первым (КЗ 1) 13 и вторым (КЗ 2) 27 корректирующими звеньями методом дифференцирования соответствующих сигналов с датчиков положения пушки по ВН (ДПП-ВН) 26 и башни по ГН (ДПБ-ГН) 12.

Полученные сигналы относительной скорости пушки и башни по ВН и ГН представляют собой обратную связь по возмущению, воздействующему соответственно на пушку и башню в плоскостях ВН и ГН при движении ОВН. Введение указанных обратных связей по возмущению в контуры управления приводами ВН и ГН позволяет дополнительно повысить точность стабилизации пушки 32.

Таким образом, полученные и обработанные модулем управления 7 сигналы управления по ВН и ГН поступают на соответствующие усилители ВН 28, ГН 14 блока управления 6, формирующие соответственно сигналы управления для механизма управления гидроцилиндра (ЦП) 31 гидропривода ВН 29 и усилителя мощности ГН (УМ) 15. Полученные сигналы управления по ВН и ГН преобразуются гидроцилиндром (ЦИ) 31 и усилителем мощности ГН (УМ) 15 соответственно в линейные перемещения штока гидроцилиндра (ЦИ) 31 и силовые сигналы для управления обмотками электродвигателя ГН 18. Шток гидроцилиндра (ЦИ) 31, механически связанный с башней 20 и пушкой 32, и электродвигатель ГН 18, механически связанный с редуктором ГН (Ред. ГН) 19, поворачивают пушку 32 по ВН и башню по ГН в сторону уменьшения ошибки стабилизации, тем самым удерживая направление пушки 32 на цель.

Наведение в режиме ОСНОВНОЙ пушки 32 осуществляется по сигналам первого задающего устройства стабилизации (ЗУС1) 3, связанного электрически с первым пультом управления (ПУ1) 1 по ВН, ГН и формирующего по цифровому каналу обмена на первом входе второго ключевого устройства (КУ2) 11 блока управления 6 ошибки приводов по ВН и ГН. Наводчик (оператор) ОВН пультом управления (ПУ1) 1 по ВН и ГН наводит стабилизированную в двух плоскостя