МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ
І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ
УНІВЕРСИТЕТ
"Харківський політехнічний
інститут"
О. К. Аблесімов, Є. Є. Александров, І.
Є. Александрова
АВТОМАТИЧНЕ КЕРУВАННЯ
РУХОМИМИ ОБ'ЄКТАМИ І ТЕХНОЛОГІЧНИМИ ПРОЦЕСАМИ
У чотирьох томах За
загальною редакцією Є. Є. Александрова
ТОМ З
АВТОМАТИЧНЕ КЕРУВАННЯ ОЗБРОЄННЯМ ТАНКІВ
Харків НТУ «ХПІ» 2008
ББК 32.965
А46
УДК 621.3.078.001
Рецензенти:
В. М. Кунцевич, академік HAH України, директор Інституту космічних досліджень HAH України та НКА України,
Я. Є. Айзенберг , д-р техн. наук, проф., Генеральний конструктор України з ракетно-космічних
систем,
М. Д. Борисюк, д-р техн. наук, проф., генерал-лейтенант,
Генеральний конструктор України з танкобудування і артилерійських систем
Аблесімов, О. К. та ін.
А46
Автоматичне керування рухомими об'єктами і технологічними процесами : Навч. посібник : у 4 т. - Т. З
: Автоматичне керування
озброєнням танків / О. К. Аблесімов,
Є. Є. Александров, І. Є. Александрова; За заг.
ред. Є. Є. Александрова. - Харків : НТУ «ХПІ», 2008.-444 с.
ISBN 966-593-433-3 (повне зібрання)
ISBN 978-966-593-594-0 (том 3)
У третьому
томі посібника розглянуто проблеми аналізу і синтезу танкових автоматичних
систем - стабілізаторів приладів
спостереження, стабілізаторів основного озброєння, танкових балістичних
обчислювачів, автоматів заряджання, танкових гармат, систем керування ракетним
озброєнням танків, танкових навігаційних систем.
Розраховано
на студентів та аспірантів, курсантів та ад'юнктів спеціальності «Озброєння та
військова техніка» політехнічних та військових університетів.
Іл.. 231. Табл. 5. Бібліогр.: 41 назва.
ISBN 966-593-433-3 (повне зібрання)
ISBN 978-966-593-594-0 (том 3)
ЗМІСТ
ПЕРЕДМОВА
ПРИЙНЯТІ СКОРОЧЕННЯ І ПОЗНАЧЕННЯ
УМОВНІ ПОЗНАЧЕННЯ
1.КОРОТКИЙ НАРИС ІСТОРІЇ ВІТЧИЗНЯНОГО
ТАНКОБУДУВАННЯ
1.1.Періодизація розвитку світової і вітчизняної
бронетанкової техніки
1.2. Танкобудування України між двома світовими
війнами
1.3. Виробництво українських танків у роки Великої
Вітчизняної війни
1.4. Українські танки першого післявоєнного покоління
1.5. Вітчизняні танки другого післявоєнного покоління
1.6. Вітчизняні танки третього післявоєнного покоління
2.КОМПЛЕКСИ КЕРУВАННЯ ОЗБРОЄННЯМ ТАНКІВ
2.1. Умови функціонування танкових комплексів
озброєння
2.2. Випадковий характер збурювальних
дій
2.3. Вимоги, що ставляться до комплексів керування
озброєнням
2.4. Структура і функціональні можливості комплексів
керування озброєнням
2.5. Вплив рівня автоматизації на якість комплексів
керування озброєнням
2.6. Системи стабілізації - основа комплексів
керування озброєнням
3.ОСНОВИ ТЕОРІЇ АВТОМАТИЧНИХ СИСТЕМ
3.1. Методи математичного опису танкових автоматичних
систем
3.2. Розв'язання диференціального (операторного)
рівняння автоматичної системи
3.2.1.
Сигнал керування і зовнішні збурення відсутні
3.2.2.
Автоматична система зазнає впливу одного сигналу керування
3.2.3. Сумісна дія збурення і
сигналу керування
3.2.4. Приклад розв'язання
диференціального рівняння автоматичної системи
3.3. Структурне зображення диференціальних рівнянь
3.4. Статистичні характеристики автоматичних систем
3.5. Стандартні (типові).впливи
3.6. Часові (динамічні) характеристики пристроїв
автоматики
3.7. Частотні характеристики автоматичних пристроїв
3.8. Типові динамічні ланки
3.8.1. Безінерційна ланка
3.8.2. Інерційна ланка
першого порядку
3.8.3. Інерційна ланка
другого порядку
3.8.4. Диференціююча ланка
3.8.5. Інтегруюча ланка
3.9.Структурні схеми автоматичних систем
3.9.1.
Послідовне з'єднання ланок
3.9.2.
Паралельне з'єднання ланок
3.9.3.
Зустрічно-паралельне з'єднання ланок
3.9.4.
Еквівалентні перетворення структурних схем
3.9.5.
Складне з'єднання ланок з перехресними зв'язками
3.10.Зворотні зв'язки та їх вплив на властивості
систем автоматики
4.ГІРОСКОПІЧНІ ДАТЧИКИ АВТОМАТИЧНИХ СИСТЕМ
КЕРУВАННЯ ОЗБРОЄННЯМ
4.1. Основні властивості гіроскопів
4.2. Тристепеневий гіроскоп. Рівняння руху
4.2.1.
Рівняння руху зовнішньої рамки
4.2.2.
Рівняння руху внутрішньої рамки
4.2.3.
Рівняння руху гіроскопа
4.3. Структурний аналіз тристепеневого
гіроскопа
4.4. Гіроскопічний датчик кута та його системи
4.4.1. Обертовий
трансформатор
4.4.2. Система наведення
4.4.3. Система корекції
4.5.Двохосьова гіроскопічна рама
4.5.1.
Площина ВН
4.5.2.
Площина ГН
4.6. Гіроскопічна платформа та її системи
4.7. Гіроскопічний датчик швидкості
5.СТАБІЛІЗАТОРИ ПОЛЯ ЗОРУ ПРИЦІЛІВ І ПРИЛАДІВ
СПОСТЕРЕЖЕННЯ
5.1. Особливості спостереження з об'єктів, що
рухаються
5.2. Теоретичні основи побудови стабілізаторів поля
зору
5.2.1.
Стабілізація поля зору у вертикальній площині
5.2.2.
Стабілізація поля зору в горизонтальній площині
5.3.Методи стабілізації поля зору приладів
спостереження
5.3.1.
Силові стабілізатори поля зору
5.3.2.
Індикаторні стабілізатори поля зору
5.4.Структурний аналіз точності стабілізаторів
поля зору
5.4.1.Силова
стабілізація поля зору
5.4.2.Індикаторна
стабілізація поля зору
6.ПІДСИЛЮВАЛЬНО-ПЕРЕТВОРЮВАЛЬНІ
ПРИСТРОЇ ТАНКОВИХ АВТОМАТИЧНИХ СИСТЕМ
6.1.Електровакуумні підсилювачі та перетворювачі
6.1.1.
Підсилювач напруги
6.1.2.
Фазочутливий катодний повторювач
6.1.3.
Підсилювач потужності
6.2.Перетворювачі та підсилювачі на
напівпровідникових приладах
6.2.1.
Операційні підсилювачі
6.2.2.
Застосування операційних підсилювачів
6.3.Релейні підсилювачі
6.3.1. Електромагнітне
нейтральне реле
6.3.2. Електронне нейтральне реле
6.3.3.
Електромагнітне
поляризоване реле
6.3.4.
Електронне поляризоване реле
6.4.Лінеаризація релейних підсилювачів.
Формування імпульсних сигналів керування
6.4.1.
Лінеаризація за допомогою автоколивань
6.4.2.
Електронні схеми формування керуючих імпульсів
7.ЕЛЕКТРОМАШИННІ ВИКОНАВЧІ ПРИВОДИ
7.1. Вимоги, що ставляться до виконавчих приводів
комплексів керування озброєнням
7.2. Функціональна схема та галузі застосування
регульованих електромашин виконавчих приводів
7.3. Електромашинний підсилювач з поперечним полем
7.3.1. Рівняння руху та
структурна схема ЕМП
7.3.2.
Робота ЕМП на навантаження
7.4.Виконавчі
електродвигуни
7.4.1. Рівняння руху
електродвигуна постійного струму незалежного збудження
7.4.2.
Характеристики електродвигуна та їх аналіз
7.5.Електромашинні
приводи „електромашинний підсилювач - виконавчий
двигун" безперервного регулювання
7.5.1. Привод „електромашинний підсилювач
- виконавчий двигун" з електронним підсилювачем
7.5.2. Привод ЕМП-ВД з релейним підсилювачем
7.6.
Структурний аналіз
приводів „електромашинний підсилювач -виконавчий двигун"
7.7.
Електромашинні
приводи імпульсного регулювання
7.8. Структурний аналіз електроприводів імпульсного
регулювання
8.ЕЛЕКТРОГІДРАВЛІЧНІ
ВИКОНАВЧІ ПРИВОДИ
8.1. Функціональна схема та галузі використання
електрогідравлічних виконавчих приводів
8.2. Гідравлічні підсилювачі дросельного типу
8.3. Гідравлічні підсилювачі об'ємного типу
8.4. Гідравлічні виконавчі двигуни
8.4.1. Гідравлічний циліндр
8.4.2. Аксіальний
роторно-поршневий гідро двигун
8.4.3.
Радіальний роторно-поршневий гідродвигун
8.5. Дросельний електрогідропривод
8.6. Об'ємний електрогідропривод
8.7. Структурний аналіз електрогідравлічних виконавчих
приводів
9.СИСТЕМИ
СТАБІЛІЗАЦІЇ ОСНОВНОГО ОЗБРОЄННЯ
9.1.
Функціональний
склад і принцип дії систем стабілізації озброєння танка
9.2. Гармата і башта як об'єкти регулювання систем
стабілізації танкового озброєння
9.3. Структурна схема типового стабілізатора озброєння
10.СТІЙКІСТЬ І ЯКІСТЬ АВТОМАТИЧНИХ СИСТЕМ КЕРУВАННЯ
ОЗБРОЄННЯМ
10.1. Стійкість технічних систем
10.2. Методи оцінки стійкості CAP
10.2.1.Оцінка стійкості
системи за знаками коефіцієнтів характеристичного рівняння
10.2.2.Оцінка стійкості системи
за критерієм І О. Вишнєградського
10.2.3.Оцінка стійкості
системи за критерієм О. В.
Михайлова
10.2.4. Оцінка стійкості
системи за критерієм Найквіста – Михайлова
10.2.5. Запас стійкості
10.2.6. Області стійкості
систем автоматичного регулювання
10.3. Стійкість систем стабілізації танкового озброєння
10.4. Якість систем автоматичного регулювання
10.5. Якість стабілізатора танкового озброєння в
усталених режимах роботи
10.5.1. Режим стабілізації при
постійних вхідних впливах
10.5.2. Режим стабілізації при
випадкових зовнішніх збуреннях
10.5.3. Режим слідкування
(наведення) зі сталою швидкістю
10.6. Якість стабілізатора танкового озброєння у
перехідних (динамічних) режимах
10.7. Діаграми якості автоматичних систем
10.7.1. Діаграма Вишнєградського
10.7.2. Діаграма якості
стабілізатора озброєння
11.ПРИНЦИПИ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ
РЕГУЛЮВАНЬ СТАБІЛІЗАТОРІВ ТАНКОВОГО ОЗБРОЄННЯ
11.1. Вимоги до систем настройки основних параметрів
стабілізаторів озброєння
11.2. Принцип формування моменту стабілізації
11.3. Основи конструкції контурів підсумовування
11.3.1.
Контур підсумовування ск-сш
11.3.2.
Контур підсумовування ск-с0
11.3.3.
Контур підсумовування сш-с0
11.3.4.
Контур підсумовування с0
11.4. Методика експлуатаційних регулювань
стабілізаторів танкового озброєння
11.4.1.Стабілізатор
озброєння з контуром настройки ск-сш
11.4.2.Стабілізатор
озброєння з контуром настройки ск-с0
11.4.3.Стабілізатор
озброєння з контуром настройки сш-с0
11.4.4.Стабілізатор з
контуром настройки с0
12.АВТОМАТИЧНІ СИСТЕМИ ВИЗНАЧЕННЯ І ВВЕДЕННЯ
ПОЧАТКОВИХ УСТАНОВОК ДЛЯ СТРІЛЬБИ
12.1. Основи автоматизації процесів визначення і
введення початкових установок
12.2. Автоматичні системи вимірювання дальності
12.2.1.
Принцип роботи лазера
12.2.2.
Історична довідка
12.2.3.
Класифікація лазерів
12.2.4.
Лазери танкових далекомірів
12.2.5.
Основи улаштування і принцип дії квантових (лазерних) далекомірів
бронетанкового озброєння і техніки
12.3.Датчики умов стрільби
12.3.1.Датчик вітру
12.3.2. Датчик лінійних
прискорень
12.3.3. Датчик крену
12.4.Принципи будови балістичних обчислювачів
13.СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОГО ЗАРЯДЖАННЯ ТАНКОВОГО
ОЗБРОЄННЯ
13.1.Основи автоматизації процесів заряджання
13.1.1.
Механізми автоматизації процесів заряджання
13.1.2.
Автомати заряджання
13.1.3.
Алгоритми функціонування автоматів заряджання...
13.2.Функціональна взаємодія механізмів. Режими
роботи автоматів заряджання
13.3.Ефективність систем автоматизації процесів
заряджання
14.АВТОМАТИЧНІ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ РАКЕТНИМ
ОЗБРОЄННЯМ
14.1. Системи наведення керованих ракет
14.2. Сили, що діють на ракету в польоті
14.3. Формування керуючих сил
14.3.1.
Зміна часу перебування рулів у крайніх положеннях
14.3.2.
Плавне регулювання кутів повороту рулів
14.4. Принципи одержання сигналів керування
14.5. Перевірка і настройка систем наведення керованих
ракет
15.СИСТЕМИ НАВІГАЦІЙНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
15.1. Навігаційна інформація
15.2. Навігаційне устаткування бронетанкового озброєння
і техніки
15.3. Принципи автоматичного одержання навігаційної
інформації
15.4. Основи улаштування танкових навігаційних систем
15.4.1. Датчики шляху
15.4.2. Курсові системи
15.4.3. Синусно-косинусні перетворювачі
15.4.4. Множні та інтегруючі
пристрої
15.4.5. Пристрої індикації
15.5.Підготовка початкових даних для роботи з
танковими навігаційними системами
15.5.1.
Визначення початкових координат Хпт,
Ynm
15.5.2.
Визначення відстані до місця призначення
15.5.3. Визначення початкового
дирекційного кута танка
15.5.4.
Визначення коефіцієнта коректури переміщення (шляху)
16.СИНТЕЗ СИСТЕМ НАВЕДЕННЯ І СТАБІЛІЗАЦІЇ
ОСНОВНОНОГО ОЗБРОЄННЯ ТАНКІВ
16.1. Постановка проблеми параметричного синтезу
системи наведення і стабілізації
16.2. Математичне моделювання збуреного руху танкової
гармати
16.3. Параметричний синтез оптимального за запасом
стійкості стабілізатора танкової гармати
16.4. Синтез оптимального за точністю стабілізатора
основного озброєння танка
16.5. Імітаційне моделювання зовнішніх збурень, що
діють на танкову гармату
16.6. Параметричний синтез оптимального за точністю
стабілізатора танкової гармати з урахуванням випадкових зовнішніх збурень
16.7. Параметричний синтез оптимальної за швидкодією
системи наведення танкової гармати
16.8. Параметричний синтез стабілізатора зі змінною
структурою
16.9. Синтез інваріантного стабілізатора основного
озброєння
17.УРАХУВАННЯ ЗГІННИХ КОЛИВАНЬ СТВОЛА ТАНКОВОЇ
ГАРМАТИ ПРИ РОЗРОБЦІ ТАНКОВИХ СИСТЕМ КЕРУВАННЯ ВОГНЕМ
17.1. Математичне моделювання збуреного руху пружної
танкової гармати
17.2. Рішення задачі параметричного синтезу системи
наведення і стабілізації пружної танкової гармати
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ