Цифровой следящий привод вертикального наведения
Предлагаемая полезная модель относится к области систем автоматического регулирования и может быть использована при разработке цифровых электрогидравлических приводов наведения вооружения ракетно-артиллерийских комплексов.
Известные приводы осуществляют наведение пусковой установки (ПУ), на которой расположены оба типа вооружения. При этом большая масса ПУ требует для ее наведения сравнительно большой мощности привода и обеспечения динамических характеристик, которые не требуются для ракетного вооружения.
Сущность полезной модели заключается в том, что ПУ конструктивно разделена на три части: для артиллерийского и двух частей ракетного вооружения. Наведение каждой части ПУ осуществляется отдельным гидроприводом, управляемым от единого гидронасоса, что позволяет уменьшить мощность привода и получить для каждого канала управления оптимальные характеристики привода.
Предлагаемая полезная модель относится к области систем автоматического управления и может быть использована при разработке электрогидравлических приводов наведения вооружения ракетно-артиллерийских комплексов.
Электрогидравлические следящие приводы широко применяются для наведения вооружения различных комплексов. Например, силовые приводы наведения 2Э2 пушки в изделии ЗСУ-23-4М («Шилка»), ракетно-пушечном комплексе «Тунгуска» [1].
Следящий привод ВН комплекса «Тунгуска» (изделие 2Э29ВН) принят за прототип предлагаемой полезной модели.
Блок-схема этого привода представлена на фиг.1. Привод состоит из гидронасоса 1, гидравлически связанного с гидромотором 2, датчика сигнала обратной связи (ДОС) 3, редуктора 4, механически связанного с гидромотором 2, датчиком обратной связи 3 и качающейся частью (КЧ) пусковой установки (ПУ) 5, цифровой вычислительной машины (ЦВМ) 6, пульта управления 7 и схемы управления приводом 8. Пульт управления 7 электрически связан с ЦВМ 6, ЦВМ 6 связана со схемой управления приводом 8, а последняя электрически связана с гидронасосом 1 и ДОС 3.
Работа привода происходит следующим образом.
Оператор с пульта управления 7 через ЦВМ 6 и схему управления приводом 8 производит включение привода.
ЦВМ 6 вырабатывает управляющие воздействия, которые через схему управления приводом 8 поступают на гидронасос 1. Поток рабочей жидкости с гидронасоса 1, поступая на гидромотор 2, через редуктор 4 поворачивает КЧ ПУ 5 по заданному с ЦВМ закону управления. При этом одновременно вращается ДОС 3, с которого снимается сигнал истинного положения КЧ ПУ. В схеме управления приводом 8 он сравнивается с сигналом, задаваемым ЦВМ 6. Разностный сигнал определяет скорость и направление вращения КЧ ПУ 5.
Ракетно-пушечный комплекс «Тунгуска» имеет ракетное и пушечное вооружение, располагаемое на КЧ ПУ.
Использование комплекса такого назначения предполагает возможность раздельного (не одновременного) применения ракетного вооружения (на дальних дистанциях) и пушечного (на ближних дистанциях).
Недостатком системы наведения известного комплекса является то, что оба типа вооружения наводятся одновременно, что требует от привода ВН сравнительно большой мощности. Кроме того, учитывая работу ракетного вооружения на дальних расстояниях до цели, требуемые скорости, ускорения наведения
и углы наведения по вертикали требуются значительно меньшие, чем для наведения пушечного вооружения.
Таким образом, одновременное наведение обоих типов вооружения требует сравнительно большой мощности привода ВН, обусловленной большой массой общей КЧ ПУ, и необходимость обеспечения режима работы привода ВН с такими динамическими характеристиками (скоростями и ускорениями), которые необходимы для наведения как пушечного, так и ракетного вооружения и могут значительно отличаться друг от друга.
Предлагаемая полезная модель направлена на уменьшение мощности привода и оптимизацию динамических характеристик привода в различных режимах работы за счет того, что управление ракетным и пушечным вооружением по ВН производится отдельными приводами (с общим гидронасосом).
Это достигается тем, что в известный цифровой следящий привод вертикального наведения, содержащий гидронасос, гидромотор, ДОС, механически связанный с редуктором, схему управления приводом, ЦВМ и пульт управления, при этом пульт управления связан с ЦВМ, а схема управления приводом имеет связь с ЦВМ, гидронасосом привода ВН и ДОС, введены гидрораспределитель (Гр) с электрическим управлением, связанный электрически со схемой управления приводом, а гидравлически входом - с выходом гидронасоса, первым выходом - с гидромотором; первый и второй гидроцилиндры, причем первый
гидроцилиндр гидравлически связан со вторым выходом гидрораспределителя, второй гидроцилиндр - с третьим выходом гидрораспределителя; качающиеся части (КЧ) первой и второй ракетных пусковых установок (ПУ), причем КЧ первой ракетной ПУ механически связана с первым гидроцилиндром, КЧ второй ракетной ПУ - со вторым гидроцилиндром; второй и третий ДОС, причем второй ДОС механически связан с КЧ первой ракетной ПУ, третий ДОС - с КЧ второй ракетной ПУ и оба имеют электрическую связь со схемой управления приводом, а управление гидрораспределителем обеспечивает последовательное подключение выхода гидронасоса к гидромотору и гидроцилиндра.
Такое построение привода ВН позволяет за счет конструктивного разделения нагрузки на три части (пушечное вооружение и две части ракетного вооружения) уменьшить нагрузку на гидронасос и применить его и гидромотор привода ВН меньшей мощности.
Разделение ракетного вооружения на две части позволяет создать симметричную конструкцию ПУ, а использование гидроцилиндров в качестве исполнительных элементов приводов позволяет увеличить механическую жесткость ПУ по сравнению с системой гидромотор - силовой редуктор. Кроме того, раздельное управление движением различных частей нагрузки позволяет создать схему управления для каждого канала, оптимальную по требуемым динамическим характеристикам. При этом управление гидрораспределителем обеспечивает
возможность поочередного подключения гидромотора и гидроцилиндров к выходу гидронасоса в любой последовательности.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена блок-схема прототипа, а на фиг.2 - схема предлагаемой полезной модели.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с вышеуказанным техническим результатом, заключаются в следующем.
Цифровой следящий привод наведения вооружения (фиг.2) содержит гидронасос 1, гидрораспределитель 2, гидромотор 3, первый гидроцилиндр 4, второй гидроцилиндр 5, при этом вход гидрораспределителя 2 гидравлически связан с выходом гидронасоса 1, выходы гидрораспределителя 2 гидравлически связаны: первый - с гидромотором 3, второй - с первым гидроцилиндром 4, третий - со вторым гидроцилиндром 5; первый ДОС 6, механически связанный с гидромотором 3, второй ДОС 7 и третий ДОС 8, а также редуктор 9, механически связанный с гидромотором 3, первым ДОС 6 и КЧ ПУ 10, КЧ первой ракетной ПУ 11, КЧ второй ракетной ПУ 12, схему управления приводом 13, ЦВМ 14 и пульт управления 15, причем КЧ первой ракетной ПУ 11 механически связана с первым гидроцилиндром 4 и вторым ДОС 7, КЧ второй ракетной ПУ 12 механически связана со вторым гидроцилиндром 5 и третьим ДОС 8, первый ДОС 6, второй ДОС 7 и третий ДОС 8 электрически связаны со схемой управления
приводом 13, пульт управления 15 связан с ЦВМ 14, а схема управления приводом 13, кроме того, связана с ЦВМ 14, гидронасосом 1 и гидрораспределителем 2.
Работа привода происходит следующим образом.
Оператор с пульта управления 15 через ЦВМ 14 и схему управления приводом 13 производит включение привода. Одновременно оператором производится выбор типа вооружения, с которым предполагается работа, и по соответствующей команде со схемы управления приводом 13 гидрораспределитель 2 подключает выход гидронасоса 1 либо к гидромотору 3, либо к одному из гидроцилиндров 4 или 5.
ЦВМ 14 вырабатывает управляющие воздействия, которые через схему управления приводом 13 поступают на гидронасос 1.
Поток рабочей жидкости с гидронасоса 1, поступая через гидрораспределитель 2 либо на гидромотор 3, либо на один из гидроцилиндров 4, 5 поворачивает по заданному с ЦВМ закону управления либо КЧ ПУ 10 через редуктор 9, либо КЧ первой ракетной ПУ 11, либо КЧ второй ракетной КЧ ПУ 12. При этом одновременно вращается один из ДОС - 6, 7 или 8, с которого снимается сигнал истинного положения соответствующей КЧ ПУ. В схеме управления приводом 13 он сравнивается с сигналом, задаваемым с ЦВМ 14. Разностный сигнал определяет скорость и направление движения соответствующей КЧ ПУ.
При необходимости перехода на другой вид вооружения (другую КЧ ПУ) оператор с пульта управления 15 через ЦВМ 14 и схему управления приводом 13 подает команду на гидрораспределитель 2, подключая выход насоса 1 к другому исполнительному органу. Далее процесс управления повторяется.
При этом ЦВМ 14 и схема управления приводом 13 в зависимости от выбранного типа вооружения формируют динамические характеристики канала управления, необходимые для управления именно этим типом вооружения. Каждый раз при изменении состояния гидрораспределителя 2 происходит одновременно необходимое изменение динамических характеристик канала управления.
При этом подключение исполнительных элементов привода ВН к выходу гидронасоса может производиться в любой последовательности.
Предлагаемый цифровой следящий привод вертикального наведения предполагается использовать в изделии 2Э60-ЕМ.
Литература
1 Изделия 2Э29ВН, 2Э29ВН М. Технические условия ПБ 1.342.036 ТУ, ФГУП «ВНИИ «Сигнал», 1989 г.
Цифровой следящий привод вертикального наведения, содержащий гидронасос, гидромотор и первый датчик сигналов обратной связи (ДОС), редуктор (Р), причем первый ДОС механически связан с Р и гидромотором, качающуюся часть (КЧ) пусковой установки (ПУ), механически связанную с Р, схему управления приводом, цифровую вычислительную машину (ЦВМ) и пульт управления, при этом пульт управления электрически связан с ЦВМ, а система управления приводами имеет электрическую связь с ЦВМ, гидронасосом и первым ДОС, отличающийся тем, что в привод введены гидрораспределитель с электрическим управлением, связанный электрически со схемой управления приводом, а гидравлически входом - с выходом гидронасоса, первым выходом - с гидромотором; первый и второй гидроцилиндры, причем первый гидроцилиндр гидравлически связан со вторым выходом гидрораспределителя, второй гидроцилиндр - с третьим выходом гидрораспределителя, КЧ первой и второй ракетных ПУ, причем КЧ первой ракетной ПУ механически связана с первым гидроцилиндром, КЧ второй ракетной ПУ - со вторым гидроцилиндром, второй и третий ДОС, причем второй ДОС механически связан с КЧ первой ракетной ПУ, третий ДОС - с КЧ второй ракетной ПУ и оба имеют электрическую связь со схемой управления приводом, при этом гидрораспределитель выполнен с возможностью подключения выхода гидронасоса к гидромотору и гидроцилиндрам.
