[go: up one dir, main page]

RU2203470C2 - Method for remote control of rates and angles of laying of artillery mounts and installation for their realization - Google Patents

Method for remote control of rates and angles of laying of artillery mounts and installation for their realization Download PDF

Info

Publication number
RU2203470C2
RU2203470C2 RU2001102800A RU2001102800A RU2203470C2 RU 2203470 C2 RU2203470 C2 RU 2203470C2 RU 2001102800 A RU2001102800 A RU 2001102800A RU 2001102800 A RU2001102800 A RU 2001102800A RU 2203470 C2 RU2203470 C2 RU 2203470C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydraulic
feedback
rotation
installation
pressure
Prior art date
Application number
RU2001102800A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Б.В. Новоселов
В.А. Шаталов
В.С. Кузнецов
Б.И. Левашов
Ю.Ю. Захаров
В.В. Литов
А.Н. Бессонов
А.Н. Черкасов
А.И. Скворцов
Г.К. Чибисов
Original Assignee
Открытое акционерное общество Акционерная компания "Туламашзавод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество Акционерная компания "Туламашзавод" filed Critical Открытое акционерное общество Акционерная компания "Туламашзавод"
Priority to RU2001102800A priority Critical patent/RU2203470C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2203470C2 publication Critical patent/RU2203470C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Servomotors (AREA)

Abstract

FIELD: military equipment. SUBSTANCE: dynamic local pressure feedback is additionally introduced in the servo system by correction of the variable functions of it, in the circuit of the artillery mount speed of rotation of the axle of rotation feedback servo system, its signal is summed up with the speed feedback signal, and proceeding from the stability of the hydraulic drive, the pressure signal input coefficient is determined at time constant Td twice lower with respect to hydraulic drive time constant The. The problem is also solved due to the fact that in the installation containing a hydraulic pump connected to the power lines to the hydraulic pump connected to the power lines to the hydraulic motor, the regulator switching on the error sensors installed on the axle of rotation of the artillery mount are actuated connected to the input of the hydraulic motor by the variable-induction pressure pickups, as well as to the point of installation of the error sensors by the elastic- compensating device. The problem is also solved due to the fact that the elastic-compensating device is made of two fixed disks fastened by an intermediate cross bushing, with lugs located in the bushing grooves on the disk surface. The lugs are spring-loaded on lateral ends. EFFECT: enhanced dynamic and accuracy characteristics of the artillery mount. 3 cl, 14 dwg

Description

Изобретение относится к военной технике, в частности к способам управления скоростями и углами наведения артустановок, и может быть использовано в следящих системах, работающих в более агрессивных внешних средах при повышенном уровне механических нагрузок, например в системах корабельных артустановок. The invention relates to military equipment, in particular to methods for controlling the speeds and angles of guidance of gun mounts, and can be used in servo systems operating in more aggressive external environments with an increased level of mechanical loads, for example, in ship gun mount systems.

Известны способы управления скоростями и углами наведения артустановок путем коррекции следящей системы, обусловленной введением различных обратных связей (Машиностроительный гидропривод. Под ред. Прокофьева В.Н. - М.: Машиностроение, 1978, стр. 318, 367). Known methods for controlling the speeds and angles of guidance of gun mounts by correcting the tracking system due to the introduction of various feedbacks (Machine-building hydraulic drive. Edited by VN Prokofiev - M.: Machine building, 1978, p. 318, 367).

Однако при коррекции, в частности, следящей системы с объемным гидроприводом введение обратной связи по скорости вращения оси вращения артустановки часто приводит к потере жесткости характеристик к моментным возмущениям в средне- и высокочастотной области воздействий, да и сам контур обратной связи по скорости неустойчив и вызывает достаточно низкочастотную вибрацию. However, when correcting, in particular, a servo system with a volume hydraulic actuator, the introduction of feedback on the rotational speed of the axis of rotation of the gun mount often leads to a loss of stiffness of the characteristics to moment disturbances in the medium and high frequency range of impacts, and the feedback loop itself is unstable in speed and causes enough low frequency vibration.

Известна корабельная артустановка, содержащая следящую систему с объемным гидроприводом горизонтального и вертикального наведения, включающим каждый гидронасос, связанным через соответствующий редуктор с осью вращения артустановки, введенные в систему датчики рассогласования, датчики по скорости вращения артустановки (АК-630, АК-630М ТО Артиллерийские установки, Техническое описание, Инструкция по эксплуатации, стр. 87-95). Known ship gun mount, containing a tracking system with a volumetric hydraulic drive of horizontal and vertical guidance, including each hydraulic pump connected through an appropriate gearbox with the axis of rotation of the gun mount, mismatch sensors introduced into the system, sensors for the rotation speed of the gun mount (AK-630, AK-630M TO Artillery mounts , Technical Description, Operating Instructions, pp. 87-95).

Недостатком таких установок являются недостаточные точностные характеристики из-за больших кинематических погрешностей гидроприводов. The disadvantage of such installations is insufficient accuracy characteristics due to the large kinematic errors of hydraulic drives.

Основной задачей изобретения является повышение динамических и точностных характеристик артустановки за счет повышения жесткости и демпфирования резонансных всплесков находящегося в контуре следящей системы колебательного звена, коим является гидропривод, с целью конкурентоспособности артустановки на мировом рынке. The main objective of the invention is to increase the dynamic and accuracy characteristics of the gun mount by increasing the stiffness and damping of the resonant bursts of the oscillating link located in the loop of the servo system, which is a hydraulic actuator, in order to make the gun mount competitive in the world market.

Другой технической задачей является в соответствии с этим способом создание работающих в условиях значительных моментных возмущений гидроприводов следящей системы с высокими точностными характеристиками кинематических связей механической передачи. Another technical task is, in accordance with this method, the creation of a servo system hydraulic actuator operating under conditions of significant momentary disturbances with high accuracy characteristics of the kinematic links of a mechanical transmission.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе управления скоростью и углами наведения артустановки, содержащей следящую систему с объемным гидроприводом, путем коррекции функций переменных его, обусловленной введением в контур следящей системы обратной связи по скорости вращения оси артустановки, в следящую систему дополнительно вводят динамическую местную обратную связь по давлению, суммируют ее сигнал с сигналом обратной связи по скорости и, исходя из устойчивости гидропривода, определяют коэффициент ввода сигнала по давлению при постоянной времени Тд, вдвое меньшей по отношению к постоянной времени гидропривода Тгп.The solution to this problem is provided by the fact that in the method of controlling the speed and angles of guidance of a gun mount containing a servo system with a volume hydraulic actuator, by correcting its variable functions due to the introduction of feedback into the servo system of feedback on the rotational speed of the gun mount axis, dynamic local pressure feedback, summarize its signal with a speed feedback signal and, based on the hydraulic drive stability, determine the signal input coefficient pressure at a time constant T d half as much with respect to the time constant of the hydraulic drive T gp .

Решение поставленной задачи обеспечивается также тем, что артустановка, содержащая гидронасос, соединенный силовыми магистралями с гидромотором, регулятор, включающий датчики рассогласования, дополнительно снабжена подключенными на вход гидромотора индуктивными датчиками по давлению, а также по месту установки датчиков рассогласования упругокомпенсирующим устройством. Упругокомпенсирующее устройство выполнено из двух скрепленных промежуточной крестовой втулкой неподвижных дисков с расположенными в пазах втулки выступами на поверхности диска, причем выступы подпружинены по боковым торцам. The solution to this problem is also ensured by the fact that the gun mount containing the hydraulic pump connected by power lines to the hydraulic motor, the regulator including the mismatch sensors, is additionally equipped with inductive pressure sensors connected to the input of the hydraulic motor, as well as an elastic compensating device at the installation site of the mismatch sensors. The elastic compensating device is made of two fixed disks fastened by the intermediate cross sleeve with protrusions located in the grooves of the sleeve on the surface of the disk, the protrusions being spring-loaded at the lateral ends.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена блок-схема артустановки; на фиг.2 - гидропривод; на фиг.3 - схема гидравлическая гидропривода; на фиг.4 - схема структурная гидропривода; на фиг.5 - схема редуктора горизонтального наведения; на фиг.6 - схема редуктора вертикального наведения; на фиг. 7 - схема установки датчика рассогласования; на фиг.8 - крестовая втулка; на фиг. 9 - диск упругокомпенсирующего элемента, в двух проекциях; на фиг. 10 - электрическая схема усилителя; на фиг.11 - структурное изображение математической модели гидропривода; на фиг.12 - характеристика моментной жесткости замкнутого гидропривода и слабой обратной связи по скорости вращения; на фиг.13 - график зависимости коэффициента затухания от постоянной времени; на фиг.14 - зависимость жесткой обратной связи по скорости от динамической обратной связи по давлению. The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a block diagram of a gun mount; figure 2 - hydraulic drive; figure 3 is a diagram of a hydraulic hydraulic actuator; figure 4 is a structural diagram of a hydraulic actuator; figure 5 is a diagram of a horizontal guidance gear; 6 is a diagram of a vertical guidance gear; in FIG. 7 - installation diagram of the mismatch sensor; in Fig.8 - cross sleeve; in FIG. 9 - disk elastically compensating element, in two projections; in FIG. 10 - electric circuit of the amplifier; figure 11 is a structural image of a mathematical model of a hydraulic actuator; Fig.12 is a characteristic of the momentary stiffness of a closed hydraulic actuator and weak feedback on rotation speed; Fig.13 is a graph of the attenuation coefficient versus time constant; on Fig - dependence of the hard feedback on speed from dynamic feedback on pressure.

Артустановка (АУ) 1 включает в себя вращающуюся 2 и качающуюся 3 части, которые обеспечивают наведение автомата 4 в горизонтальной и вертикальной плоскостях. На вращающейся части артустановки расположены механизмы наведения - редуктор 5 горизонтального наведения, находящийся в зацеплении с погоном 6, и редуктор 7 вертикального наведения, находящийся в зацеплении с сектором люльки 8. На выходном валу 9 (фиг.5) коренной шестерни редуктора горизонтального наведения установлено безлюфтовое зубчатое зацепление 10 с передаточным отношением, при котором угол поворота его выходного вала 11 равен углу поворота погона, что позволяет избежать дополнительных напряжений кинематической связи в цепи редуктор - погон. Gun mount (AU) 1 includes a rotating 2 and swinging 3 parts, which provide guidance of the machine 4 in horizontal and vertical planes. Guiding mechanisms are located on the rotating part of the gun mount - a horizontal guidance gear 5 engaged with the shoulder strap 6 and a vertical guidance gear 7 engaged with the cradle sector 8. On the output shaft 9 (Fig. 5) of the main gear of the horizontal guidance gear there is a backlash gearing 10 with a gear ratio at which the angle of rotation of its output shaft 11 is equal to the angle of rotation of the shoulder strap, which avoids additional kinematic coupling stresses in the gear chain - epaulette.

Следящая система артустановки включает силовую часть и электронную. К силовым элементам следящей системы относятся два объемных гидропривода 12 горизонтального и вертикального наведения соответственно, расположенные на вращающейся части артустановки и управляемые независимо друг от друга от задающего устройства (ПУС) 13. ПУС (приборы управления системой) расположено вне установки и определяет перемещения командной оси 14 (неизмеряемая координата, фиг.4) вращения артустановки. The tracking system of the gun mount includes a power unit and an electronic one. The power elements of the tracking system include two volumetric hydraulic actuators 12 of horizontal and vertical guidance, respectively, located on the rotating part of the gun mount and controlled independently of each other from the master device (CCP) 13. The CCP (system control devices) is located outside the installation and determines the movements of the command axis 14 (unmeasured coordinate, figure 4) rotation of the gun mount.

Гидропривод горизонтального наведения идентичен гидроприводу вертикального наведения. The horizontal guidance hydraulic drive is identical to the vertical guidance hydraulic drive.

Каждый гидропривод (фиг.2) составляется из приводного двигателя 15, гидронасоса (Н) 16 объемного регулирования аксиально-поршневого типа. Гидронасос относится к усилительной части следящей системы. Силовыми магистралями 17 трубопровода гидронасос связан с гидромотором (ГМ) 18, который относится к исполнительной части следящей системы. Выходной вал 19 его связан с редуктором поворота оси (регулируемой координаты) вращения артустановки 20 (горизонтальная ось 21 артустановки - ось погона для привода горизонтального наведения и вертикальная ось 22 - ось сектора люльки для привода вертикального наведения). Each hydraulic actuator (figure 2) is composed of a drive motor 15, a hydraulic pump (H) 16 volumetric regulation axial-piston type. The hydraulic pump belongs to the amplification part of the servo system. The power lines 17 of the pipeline pump is connected to a hydraulic motor (GM) 18, which refers to the Executive part of the tracking system. The output shaft 19 is connected to the rotary axis (adjustable coordinate) rotation reducer of the gun mount rotation 20 (the gun mount axis 21 is the horizontal axis for the horizontal guidance drive and the vertical axis 22 is the cradle sector axis for the vertical guidance drive).

В каждой силовой магистрали установлен предохранительный клапан 23 для ограничения максимального давления рабочей жидкости в одной из магистралей. A safety valve 23 is installed in each power line to limit the maximum pressure of the working fluid in one of the lines.

Дистанционно насос управляется двухкаскадным механизмом управления 24 (типа сопло - заслонка - золотник) с магнитным электромеханическим преобразователем (ЭМ) 25 (фиг.3), преобразующим поток рабочей жидкости в движение гидромотора. The pump is controlled remotely by a two-stage control mechanism 24 (type nozzle - damper - valve) with a magnetic electromechanical transducer (EM) 25 (Fig. 3), which converts the flow of the working fluid into the movement of the hydraulic motor.

Для выработки сигналов торможения на погоне 6 на предельных углах рабочей зоны по горизонтальному наведению (соответственно на секторе люльки упоры рабочей зоны по вертикальному наведению не показаны) установлены жесткие упоры 26. To generate braking signals on the chase 6 at the extreme angles of the working area for horizontal guidance (respectively, on the cradle sector, the stops of the working area for vertical guidance are not shown) installed hard stops 26.

Электронная часть следящей системы включает станцию управления (СУ) 27, предназначенную для формирования угла поворота командной оси ПУС (αg - управляющее воздействие) и его производной для силовой части. The electronic part of the tracking system includes a control station (CS) 27, designed to form the angle of rotation of the command axis of the control system (αg - control action) and its derivative for the power part.

Станция управления (СУ) находится в центральном посту корабля. К электронному блоку торможения (БТ) 28 станции управления подключены жесткие упоры. The control station (SU) is located in the central post of the ship. Hard stops are connected to the electronic braking unit (BT) 28 of the control station.

Сравнение истинных значений управляемых переменных с соответствующими предписанными значениями производится на входе электронного регулятора следящей системы. Регулятор (фиг.4) включает измерительную часть, к которой относятся датчики рассогласования ДП 29 и ПП 30, дающие информацию об угловых перемещениях регулируемой величины - оси вращения (горизонтальной и вертикальной) артустановки. Датчики замкнуты главной обратной связью 31 выхода со входом, которая, по сути дела, служит для измерения результата действия системы. В качестве датчиков рассогласования используются синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы, соединенные между собой в трансформаторном режиме. Дающий датчик ДП установлен в ПУС и связан с командной осью 14 вращения (не показано). Принимающий ПП горизонтального наведения закреплен на выходном валу 11 безлюфтового зубчатого зацепления (фиг.5), что позволило повысить точностные характеристики. Принимающий ПП вертикального наведения (фиг. 6) установлен непосредственно на вертикальной оси вращения артустановки (на оси люльки). По месту установки датчики рассогласования имеют зажимное упругокомпенсирующее устройство 32 (фиг.7), которое состоит из двух идентичных дисков 33 с выступами 34 на поверхности, входящими в пазы промежуточной крестовой втулки 35. Для повышения точности измерения угла поворота осей артустановки в выступах дисков по боковому торцу выполнены углубления под пружину 36, что позволяет нейтрализовать погрешности в соосности, вызванные некачественной поверхностью соприкасаемых выступов дисков и крестовой втулки. The true values of the controlled variables are compared with the corresponding prescribed values at the input of the electronic controller of the tracking system. The controller (figure 4) includes a measuring part, which includes the mismatch sensors DP 29 and PP 30, which provide information about the angular displacements of an adjustable value - the axis of rotation (horizontal and vertical) of the gun mount. The sensors are closed by the main feedback 31 of the output with the input, which, in fact, serves to measure the result of the system. As mismatch sensors, sine-cosine rotating transformers are used, interconnected in transformer mode. The giving sensor DP is installed in the control panel and is connected with the command axis 14 of rotation (not shown). The receiving horizontal guidance PP is mounted on the output shaft 11 of the backlash-free gearing (Fig. 5), which made it possible to increase the accuracy characteristics. Receiving PP vertical guidance (Fig. 6) is installed directly on the vertical axis of rotation of the gun mount (on the cradle axis). At the installation site, the mismatch sensors have a clamping elastic compensation device 32 (Fig. 7), which consists of two identical disks 33 with protrusions 34 on the surface that are included in the grooves of the intermediate cross sleeve 35. To increase the accuracy of measuring the angle of rotation of the axles of the gun mount in the protrusions of the sides recesses are made under the spring end 36, which allows to neutralize errors in alignment caused by the poor-quality surface of the contacting protrusions of the disks and the cross sleeve.

В следящую систему введена местная корректирующая жесткая обратная связь 37 по скорости вращения осей артустановки, сигналы которой реализуются датчиками по скорости вращения. В качестве датчиков по скорости используются дающий тахогенератор (ТД) 38, установленный на командной оси в ПУС (не показано), и тахогенератор принимающий (ТП) 39, установленный на выходном валу 19 гидромотора. В следящую систему дополнительно введена корректирующая динамическая обратная связь 40 по давлению, сигналы которой реализуются двумя индуктивными датчиками по давлению (ДД) 41, установленными на каждой из силовых магистралей гидропривода. A local correcting hard feedback 37 is introduced into the tracking system according to the rotational speed of the gun mount axes, the signals of which are implemented by the sensors according to the rotational speed. As sensors for speed, a giving tachogenerator (TD) 38, mounted on the command axis in the control panel (not shown), and a receiving tachogenerator (TP) 39, mounted on the output shaft 19 of the hydraulic motor, are used. In the tracking system, correctional dynamic feedback 40 for pressure is additionally introduced, the signals of which are realized by two inductive pressure sensors (DD) 41 installed on each of the hydraulic power lines.

Формирование управляющего сигнала осуществляются при помощи R-элементов, обозначенных соответственно Rтд 42, Rтп 43, Rпп 44, Rдд 45, размещенных в функциональном электронном усилителе (УН) 46 станции управления.The formation of the control signal is carried out using R-elements, respectively designated R TD 42, R TP 43, R PP 44, R DD 45, placed in a functional electronic amplifier (UN) 46 of the control station.

Питание следящей системы осуществляется от корабельной сети (СЕТЬ) 47 через блок управления (БУ) 48, размещенного вне установки. The servo system is powered from the ship network (NETWORK) 47 through the control unit (BU) 48 located outside the installation.

Управление скоростями и углами наведения осуществляется от задающего устройства ПУС 13 через СУ 27. Принцип управления поясняется на примере работы гидропривода горизонтального наведения. Управление по каналу вертикального наведения указано в скобках. The control of speeds and angles of guidance is carried out from the master device CCP 13 through the control system 27. The control principle is illustrated by the example of the operation of the hydraulic horizontal guidance. Vertical guidance is indicated in parentheses.

В режиме "исходное положение" питание подключено на ПУС 13, на СУ 27, на тахогенераторы ТД38, ТП39 и датчики давления ДД41 гидропривода. От электродвигателя 15 трубопроводы гидропривода пополняются рабочей жидкостью, однако ни всасывания, ни нагнетания в силовых 17 магистралях нет, т.к. на электромагнит ЭМ 25 механизма управления 24 не поступает управляющий сигнал αg (угол поворота командной 14 оси ПУС), поэтому вал 19 гидромотора 18 не вращается. Система находится в согласованном положении, при котором положение командной оси совпадает с положением оси вращения артустановки 20, т. е. αg = αпп - угол поворота оси артустановки).In the "initial position" mode, the power is connected to the control unit 13, to the control unit 27, to the tachogenerators TD38, TP39 and pressure sensors DD41 hydraulic actuator. From the electric motor 15, the hydraulic drive pipelines are replenished with a working fluid, but there are no suction or discharge in the power lines 17, because the electromagnet EM 25 of the control mechanism 24 does not receive the control signal αg (angle of rotation of the command 14 axis of the control panel), therefore, the shaft 19 of the hydraulic motor 18 does not rotate. The system is in a coordinated position in which the position of the command axis coincides with the position of the axis of rotation of the gun mount 20, i.e., αg = α pp is the angle of rotation of the gun mount axis).

При сопровождении артустановкой цели с ПУС подается команда "дистанционное управление". На вход управляющего воздействия, которым является поворот вала датчика ДП 29, на некоторый угол αg относительно согласованного положения, определяемого поворотом его на угол αп в зависимости от положения артустановки относительно заданного направления цели, поступают переменные напряжения изменяющейся фазы f (sin αg). Эти напряжения выпрямляются в виде задания на перемещение f (sin θ), значение которого определяется значением угла рассогласования θ = αg-αп, а фаза - направлением поворота относительно согласованного положения, т.е. знаком угла, и поступают предварительно просуммированные сигналы местных обратных связей по скорости от тахогенераторов ТД 38, ТП 39 и по давлению от датчиков ДД41 на вход электронного усилителя УН 46. На этот же вход поступают выходные сигналы от датчиков дающего ДП 29 и принимающего ПП 30. Благодаря корректирующим элементам R-цепи формируется сигнал управления с частотной коррекцией по напряжению и мощности до необходимой величины переменной выхода, который и направляется на ЭМ 25 механизма управления, в виде разности токов определенной полярности, определяемая фазой рассогласования θ. При поступлении управляющего сигнала Uупр на ЭМ в силовых 18 магистралях возникает разность давления, что обеспечивает соответственно скорость и направление вращения вала 19 ГМ, который через редуктор поворачивает артустановку в горизонтальной или вертикальной плоскости, чтобы угол рассогласования приблизить к нулю, пока не установится равенство αg = αп.
При увеличении давления в какой-нибудь из силовых магистралей выше допустимого срабатывает один из предохранительных клапанов 23, что позволяет пропустить рабочую жидкость из магистрали высокого давления в магистраль низкого давления.
When accompanied by an artillery target from the control panel, the command "remote control" is given. At the input of the control action, which is the rotation of the shaft of the DP 29 sensor, by some angle αg relative to the coordinated position, determined by turning it through the angle α p depending on the position of the gun mount relative to the given direction of the target, the voltage of the changing phase f (sin αg) is received. These voltages are rectified in the form of a displacement task f (sin θ), the value of which is determined by the value of the mismatch angle θ = αg-α p , and the phase is determined by the direction of rotation relative to the agreed position, i.e. a sign of the angle, and pre-summed local feedback feedback signals from the tachogenerators TD 38, TP 39 and the pressure from the DD41 sensors to the input of the UN 46 electronic amplifier are received. The output signals from the sensors giving DP 29 and receiving PP 30 are received at the same input. Thanks to the correcting elements of the R-circuit, a control signal is generated with frequency correction for voltage and power to the required value of the variable output, which is sent to EM 25 of the control mechanism, in the form of the difference in currents of a certain polar the value determined by the mismatch phase θ. Upon receipt of the control signal U control on the EM in the 18 power lines, a pressure difference occurs, which ensures the speed and direction of rotation of the 19 GM shaft, which through the gearbox rotates the gun mount in the horizontal or vertical plane so that the mismatch angle approaches zero until αg = α p .
When the pressure in any of the power lines is higher than the permissible one, one of the safety valves 23 is activated, which allows the working fluid to pass from the high-pressure line to the low-pressure line.

При слежении цели возможны случаи подхода АУ к жестким упорам 26. При подходе к одному из упоров по горизонтальному (вертикальному) наведению сигнал поступает в БТ 28. Последний, получив сигнал, отключает сигнал управления, и, одновременно суммирует только сигналы от тахогенератора ТП 39 и двух датчиков ДД 41. Этот сигнал поступает на вход усилителя УН 46, где усиливается по постоянному току с частотно-зависимой коррекцией и формируется в напряжение обратной связи по току, как разности токов усилителя ЭМ насоса. При дальнейшем движении АУ в сторону жесткого упора и касании его растет напряжение ДД и, благодаря действию отрицательной обратной связи по давлению, осуществляется разгрузка гидропривода, что обеспечивает получение минимального угла торможения и позволяет не доводить нарастание давления в силовых полостях до величины, при которой начинается срабатывание предохранительных клапанов. При этом сигнал ТП 39 уменьшается и по мере уменьшения токи в усилителе выравниваются, гидропривод останавливается. When tracking the target, there may be cases of the AC approach to the hard stops 26. When approaching one of the stops by horizontal (vertical) guidance, the signal enters BT 28. The latter, having received the signal, turns off the control signal, and at the same time it only sums the signals from the tachogenerator TP 39 and two sensors DD 41. This signal is fed to the input of the amplifier UN 46, where it is amplified by direct current with frequency-dependent correction and is formed into a voltage feedback current, as the difference between the currents of the amplifier of the EM pump. With the further movement of the AC towards the hard stop and touching it, the DD voltage increases and, due to the action of negative pressure feedback, the hydraulic drive is unloaded, which ensures the minimum braking angle and allows not to bring the pressure increase in the power cavities to the value at which the operation starts safety valves. In this case, the signal TP 39 decreases and as the currents in the amplifier decrease, the hydraulic drive stops.

Гидропривод корабельной системы представляет собой совместно с регулируемым гидромотором ярко выраженное колебательное звено, к особенностям которого можно отнести малый коэффициент затухания (ξгп<0,2), а также узкую полосу пропускания механизма управления насоса 16 в сочетании с резонансной частотной характеристикой. Учитывая, что система работает в условиях ударных нагрузок при дополнительном воздействии спектра моментных возмущений Мв низкой и средней частоты, кроме того, нежесткость редуктора механической передачи, что снижает динамические ее свойства, определяли передаточные функции звеньев по жесткости гидропривода.The hydraulic drive of the ship system is, together with the adjustable hydraulic motor, a pronounced oscillatory link, the features of which include a low attenuation coefficient (ξ GP <0.2), as well as a narrow passband of the pump control mechanism 16 in combination with a resonant frequency response. Considering that the system operates under shock loads under the additional influence of the spectrum of torque perturbations M at low and medium frequencies, in addition, the rigidity of the mechanical transmission reducer, which reduces its dynamic properties, determined the transfer functions of the links by the hydraulic drive stiffness.

На фиг. 11 изображена математическая модель гидропривода, она находится по структурной схеме (фиг.4) и передаточными функциями составляющих ее звеньев. In FIG. 11 shows a mathematical model of the hydraulic actuator, it is located according to the structural diagram (figure 4) and the transfer functions of its constituent parts.

Передаточная функция Wp(P) по жесткости разомкнутого объемного гидропривода имеет вид

Figure 00000002

где Wсж(Р) - передаточная функция гидропривода по моменту гидромотора (Мгм) с передаточной функцией
Figure 00000003

и потоку сжатия жидкости (Qсж), равная
Figure 00000004

Исходя из условия его устойчивости, в тракте управления по скорости ошибки ∂o передаточная функция гидропривода следящей системы, охваченного главной обратной связью 31, имеет вид
Figure 00000005

где ωгм - скорость вращения гидромотора;
Qгп - поток гидроприводов;
Кгп - коэффициент передачи;
Т - постоянная времени;
ξ - коэффициент затухания.The transfer function Wp (P) for the stiffness of an open volumetric hydraulic actuator has the form
Figure 00000002

where W cf (P) is the transfer function of the hydraulic drive at the moment of the hydraulic motor (M gm ) with the transfer function
Figure 00000003

and fluid compression flow (Q sr ) equal to
Figure 00000004

Based on the condition of its stability, in the control path according to the error rate ∂ o the transfer function of the hydraulic drive of the servo system covered by the main feedback 31 has the form
Figure 00000005

where ω gm is the speed of rotation of the hydraulic motor;
Q gp is the flow of hydraulic drives;
To gp - gear ratio;
T is the time constant;
ξ is the attenuation coefficient.

При коррекции объемного гидропривода в плане компенсации моментных возмущений, а также для эффективного демпфирования резонанса гидропривода (резонансы 5,2 Гц) и повышения устойчивости скоростной обратной связи 37 с передаточной функцией W(P), вводят определяющую динамику замкнутого привода в области средних частот цепь обратной связи 40 по давлению Wд(P) с дифференцирующим элементом Rдд.When correcting the volumetric hydraulic drive in terms of compensating for momentary disturbances, as well as for effectively damping the resonance of the hydraulic drive (resonances of 5.2 Hz) and increasing the stability of the high-speed feedback 37 with the transfer function W cc (P), the determining dynamics of the closed drive in the medium-frequency region is introduced feedback 40 pressure W d (P) with a differentiating element R dd .

Передаточная функция скорости ошибки ∂o от моментных возмущений при замыкании системы динамической обратной связью с передаточной функцией по давлению и скорости вращения ωгм гидромотора с передаточной функцией Wгм(P) = ωгм/Mгп получается в виде

Figure 00000006

Частотные характеристики в области средних частот 1/Тд... 1/Тгпгп - постоянная времени гидропривода), определяющие зависимость моментной жесткости замкнутого гидропривода при постоянной времени датчиков давления 41 Тд = 0,16 с и слабой обратной связи по скорости вращения вала гидромотора 18 (кривая 1 фиг.12), показали, что объемный гидропривод теряет одно из своих основных качеств - жесткость к моментным возмущениям (кривая 2 - характеристика разомкнутого гидропривода).The transfer function of the error rate ∂ o from momentary disturbances when the system is closed by dynamic feedback with the transfer function with respect to pressure and rotation speed ω gm of the hydraulic motor with the transfer function W gm (P) = ω gm / M gp is obtained in the form
Figure 00000006

Frequency characteristics in the mid-frequency region 1 / T d ... 1 / T gp (T gp is the hydraulic drive time constant), which determine the dependence of the momentary stiffness of the closed hydraulic drive at a pressure sensor time constant of 41 T d = 0.16 s and weak feedback for the rotational speeds of the hydraulic motor shaft 18 (curve 1 of Fig. 12), showed that the volumetric hydraulic drive loses one of its main qualities - rigidity to moment disturbances (curve 2 - characteristic of an open hydraulic drive).

Чтобы объемный гидропривод не потерял свои жесткостные характеристики к моментным возмущениям, проводили коррекцию жесткой скоростной отрицательной обратной связи Wск(Р), эффективность которой зависела бы от коэффициентов усиления обоих контуров Кскк (фиг.14, кривая 1 - без введения обратной связи по давлению, кривая 2 - введена обратная связь по давлению с дифференцирующим коэффициентом Кдд мах). Кскк - суммарный коэффициент усиления по скоростному контуру, Кд мах - исходя из устойчивости гидропривода, максимальный коэффициент усиления обратной связи по давлению.To prevent the volumetric hydraulic actuator from losing its stiffness characteristics to moment disturbances, we performed a correction of the rigid negative velocity feedback W ck (P), the effectiveness of which would depend on the amplification factors of both circuits K ck (Fig. 14, curve 1 - without introducing pressure feedback , curve 2 - introduced pressure feedback with a differentiating coefficient K d / K d max ). K SKK - the total gain along the high-speed circuit, K d max - based on the stability of the hydraulic actuator, the maximum gain feedback pressure.

Для снижения возможного отрицательного влияния обратной связи по давлению 40 в данной частотной области определяли зависимость жесткой скоростной обратной связи от сигналов динамической обратной связи по давлению, при этом постоянная времени Тд должна быть как можно меньше.To reduce the possible negative effect of pressure feedback 40 in this frequency domain, we determined the dependence of hard high-speed feedback on dynamic pressure feedback signals, while the time constant T d should be as small as possible.

При оценке влияния величины постоянной времени Тд на демпфирующие свойства обратной связи по давлению определяли эквивалентную передаточную функцию гидропривода, замкнутого обратной связью по давлению при Тк = Тн при пренебрежении малыми постоянными времени насоса по сравнению с Тгп и Тд

Figure 00000007

где λ - общий коэффициент усиления гидропривода
Figure 00000008

К2 - коэффициент пропорциональности;
Tэ, ξэ - параметры эквивалентной передаточной функции.When assessing the effect of the time constant T d on the damping properties of pressure feedback, the equivalent transfer function of a hydraulic actuator closed by pressure feedback at T k = T n was determined while neglecting small pump time constants compared to T gp and T d
Figure 00000007

where λ is the total hydraulic drive gain
Figure 00000008

K 2 - coefficient of proportionality;
T e , ξ e - parameters of the equivalent transfer function.

С целью достижения требуемых запасов устойчивости привода по амплитуде определяли достаточный коэффициент затухания гидропривода 12 как колебательного звена ξ при условии, что повышение коэффициента затухания не должно уменьшить его постоянную времени Тгп и коэффициент усиления Кскк системы, приводящее к уменьшению частоты среза системы.In order to achieve the required stability margins of the drive, the amplitude of the hydraulic drive 12 was determined to be sufficient as the vibrational link ξ, provided that an increase in the damping factor should not reduce its time constant T rn and the gain K ccc of the system, which leads to a decrease in the cutoff frequency of the system.

Коэффициент затухания гидропривода эквивалентной передаточной функции от значения постоянной Тд определяется

Figure 00000009

Степень влияния коэффициента затухания гидропривода эквивалентной передаточной функции и значения Тд на устойчивость обратной связи по скорости вращения вала гидромотора представляется кривой 1 на фиг.13 при Тд = 0,066 с, кривой 2 - при Тд = 0,16 с. Коррекция системы по динамическому давлению определила, что демпфирующие свойства динамической обратной связи по давлению практически не зависят от постоянной времени Тд, что выполняется при 2Тгп = Тд, и при данной структуре коррекции некоторое уменьшение дифференцирующего коэффициента ввода динамической обратной связи по давлению (кривая 2 фиг.14) не ведет к значительному снижению добротности скоростного контура. Таким образом, для объемного гидропривода, работающего в условиях значительных моментных возмущений, величина постоянной времени корректирующего элемента в цепи обратной связи по давлению принимается Тд = 2 Тгп при коэффициенте ввода обратной связи по давлению Кд = 0,6 Кд мах (кривая 2, фиг.12).The damping coefficient of the hydraulic drive of the equivalent transfer function of the value of the constant T d is determined
Figure 00000009

The degree of influence of the hydraulic drive attenuation coefficient of the equivalent transfer function and the value of T d on the feedback stability of the rotational speed of the hydraulic motor shaft is represented by curve 1 in Fig. 13 at T d = 0.066 s, curve 2 - at T d = 0.16 s. The dynamic pressure correction system determined that the damping properties of the dynamic pressure feedback are practically independent of the time constant T d , which is performed at 2T rn = T d , and with this correction structure, there is a slight decrease in the differential coefficient of input of dynamic pressure feedback (curve 2 Fig. 14) does not lead to a significant decrease in the quality factor of the high-speed circuit. Thus, for a volume hydraulic actuator operating under conditions of significant momentary disturbances, the value of the time constant of the correction element in the pressure feedback loop is taken T d = 2 T gp with a pressure feedback input coefficient K d = 0.6 K d max (curve 2, Fig. 12).

В скорректированной системе при полученных параметрах коэффициента усиления за счет получения гармонического закона изменения скорости и компенсирующей установки измерительных датчиков рассогласования увеличена точность контроля положения осей вращения артустановки по вертикальному и горизонтальному наведению до 3 т.д., 2 т.д. In the adjusted system, with the obtained gain parameters, by obtaining a harmonic law of speed change and compensating installation of measuring error sensors, the accuracy of monitoring the position of the axis of rotation of the gun mount in vertical and horizontal guidance is increased to 3 etc., 2 etc.

Claims (3)

1. Способ дистанционного управления скоростями и углами наведения артустановки, содержащей следящую систему с объемным гидроприводом, путем коррекции функций переменных его, обусловленной введением в контур следящей системы обратной связи по скорости вращения оси артустановки, отличающийся тем, что в следящую систему дополнительно вводят динамическую местную обратную связь по давлению, суммируют ее сигнал с сигналом обратной связи по скорости и, исходя из устойчивости гидропривода, определяют коэффициент ввода сигнала по давлению при постоянной времени Тд, вдвое меньшей по отношению к постоянной времени гидропривода Тгп.1. A method for remote control of the speeds and angles of guidance of a gun mount containing a servo system with a volume hydraulic actuator by correcting its variable functions due to the introduction of feedback into the loop of the servo system on the rotational speed of the gun axis, characterized in that a dynamic local feedback is additionally introduced into the servo system pressure connection, summarize its signal with a speed feedback signal and, based on the hydraulic drive stability, determine the signal input coefficient by pressure time constant T d, at half relative to the time constant T r of hydraulic drive. 2. Установка дистанционного управления скоростями и углами наведения артустановки, содержащая гидронасос, соединенный силовыми магистралями с гидромотором, регулятор, включающий датчики рассогласования, установленные на оси вращения артустановки, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена подключенными на вход гидромотора индуктивными датчиками по давлению, а также по месту установки датчиков рассогласования упругокомпенсирующим устройством. 2. Installation of remote control of the speeds and angles of guidance of the gun mount, containing a hydraulic pump connected by power lines to the hydraulic motor, a regulator including mismatch sensors mounted on the axis of rotation of the gun mount, characterized in that it is additionally equipped with inductive pressure sensors connected to the input of the hydraulic motor, and at the place of installation of the mismatch sensors with an elastic compensating device. 3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что упругокомпенсирующее устройство выполнено из двух скрепленных промежуточной крестовой втулкой неподвижных дисков с расположенными в пазах втулки выступами на поверхности диска, причем выступы подпружинены по боковым торцам. 3. Installation according to claim 2, characterized in that the elastic compensating device is made of two fixed disks fastened by the intermediate cross sleeve with protrusions located in the grooves of the sleeve on the surface of the disk, the protrusions being spring-loaded at the side ends.
RU2001102800A 2001-01-30 2001-01-30 Method for remote control of rates and angles of laying of artillery mounts and installation for their realization RU2203470C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001102800A RU2203470C2 (en) 2001-01-30 2001-01-30 Method for remote control of rates and angles of laying of artillery mounts and installation for their realization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001102800A RU2203470C2 (en) 2001-01-30 2001-01-30 Method for remote control of rates and angles of laying of artillery mounts and installation for their realization

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2203470C2 true RU2203470C2 (en) 2003-04-27

Family

ID=20245439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001102800A RU2203470C2 (en) 2001-01-30 2001-01-30 Method for remote control of rates and angles of laying of artillery mounts and installation for their realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2203470C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2340857C2 (en) * 2007-01-09 2008-12-10 Открытое акционерное общество специального машиностроения и металлургии "Мотовилихинские заводы" Hydraulic drive of mechanism of horizontal prompting of artillery mount
CN108333919A (en) * 2018-01-31 2018-07-27 西安工业大学 A kind of non-equilibrium barrel pitch position control method considering road surface fluctuation interference

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4440061A (en) * 1981-04-20 1984-04-03 Paccar Inc. Gun traverse apparatus
US5210371A (en) * 1990-02-03 1993-05-11 Wolf Schneider Modern hydraulic turret weapon system
RU2137080C1 (en) * 1998-05-08 1999-09-10 Войсковая часть 61469 Method for automatic scanning at rocket launcher firing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4440061A (en) * 1981-04-20 1984-04-03 Paccar Inc. Gun traverse apparatus
US5210371A (en) * 1990-02-03 1993-05-11 Wolf Schneider Modern hydraulic turret weapon system
RU2137080C1 (en) * 1998-05-08 1999-09-10 Войсковая часть 61469 Method for automatic scanning at rocket launcher firing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АК-630, АК-630М ТО АРТИЛЛЕРИЙСКИЕ УСТАНОВКИ, Техническое описание, Инструкция по эксплуатации, библиотека ОАО "АК" Туламашзавод" с 1991 г., инвентарный номер 7567. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2340857C2 (en) * 2007-01-09 2008-12-10 Открытое акционерное общество специального машиностроения и металлургии "Мотовилихинские заводы" Hydraulic drive of mechanism of horizontal prompting of artillery mount
CN108333919A (en) * 2018-01-31 2018-07-27 西安工业大学 A kind of non-equilibrium barrel pitch position control method considering road surface fluctuation interference
CN108333919B (en) * 2018-01-31 2021-02-19 西安工业大学 An unbalanced barrel pitch position control method considering road surface fluctuation interference

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6614613B1 (en) Phase technique for active damping in a servo-controlled actuator
EP1026818A1 (en) Motor speed controller and gain setting method of the controller
RU2203470C2 (en) Method for remote control of rates and angles of laying of artillery mounts and installation for their realization
KR20030043769A (en) Disk storage apparatus and disk storage apparatus control method
KR102198760B1 (en) Positioning control device for actuator with wave gear device by state observer combination type full closed control
CN111665720B (en) Satellite laser communication composite axis tracking decoupling control system and method
CN115453874A (en) A Resonance Control Method for Fast Mirrors Based on Extended State Observer
US4284942A (en) Load driving apparatus
KR20000048977A (en) Method and control structure for controlling moments in numerically controlled elastic (and therefore oscillation-capable) multiple mass systems
CN115981167A (en) disturbance suppression system
US2381160A (en) Stabilizing and positioning apparatus
US4295081A (en) Load actuating servomechanism with resonance equalization
KR102228592B1 (en) Positioning control device of actuator with wave gear device by H∞ control
Verma et al. Design of a lead-lag compensator for position loop control of a gimballed payload
US4451769A (en) Electronic compensator for an electrohydraulic servovalve
Kwon et al. Stabilization loop design on direct drive gimbaled platform with low stiffness and heavy inertia
CN112811330A (en) Control method and system for slewing mechanism of tower crane
CN117526803A (en) Disturbance suppression system based on frequency self-adaptive observation
CN115645792A (en) Pump accuse work platform leveling system and aerial ladder fire engine
JPS6185277A (en) Vehicle rear wheel steering angle control device
Korneev et al. A model of a combined electric drive for a dynamic advertising structure
JPH0198724A (en) Vibration control device
CN115793729B (en) Bandwidth compensation method and system based on position and chip mounter
Burian et al. The active system of vibration isolation with electrodynamic actuator
US6137254A (en) Active vibra-acoustic damper