基于Multisim的火炮控制系统板级仿真

针对火炮控制系统电气元件类型多、维修难度大的特点,提出了火炮控制系统板级仿真的思路.火炮控制系统主要由火炮控制箱、炮长操纵台、陀螺仪组、液压系统、线加速度计、车体陀螺仪及全套系统电缆组成,可以实现坦克火炮水平向和垂直向的控制.通过计算机建立仿真电路,利用虚拟仪器对电路进行仿真分析和故障模拟,从而提高维修人员对火炮控制系统电路原理的理解和维修能力.     

基于EM78P458的火炮控制盒改造设计

针对某型步战车晶体管和继电器对炮塔控制的效率和精度不高的问题,采用先进的EM78P458单片机控制的脉宽调制（PWM）调速控制系统对其进行改造。介绍了步战车火炮控制盒的工作原理,内部电路的改造方案;改造后的火炮控制盒不仅提高了系统控制的效率和精度,而且提升了整个系统的可靠性和稳定性,降低了维修成本。应用结果表明,改造后的系统运行稳定可靠,具有一定的实用性。     

坦克火炮控制技术发展概述

目前坦克火炮控制系统主要有电液式和全电式两种控制方式.国外第三代坦克均采用全电式火炮控制系统结构.我国的步兵战车也采用了全电式火炮控制系统结构.对比分析了国内外坦克火炮控制系统技术发展现状,提出了坦克火炮控制系统技术发展趋势,分析了坦克火炮控制系统的关键技术并对开展坦克火炮控制系统技术研究提出了建议.     

双流传动自行火炮静液转向控制技术研究

为实现履带式自行火炮转向过程的自动控制,满足无人驾驶的功能需求,其零差速式双流传动装置中的静液转向系统需要进行无人化自动控制改造。综合考虑火炮双流传动特性对于自身转向过程的影响,针对系统的火炮转向半径R由转向控制电流I、车速v、发动机转速ne、马达输出转速nm(反馈控制)和直驶流转速n等参数共同决定,确定了自行火炮无人转向控制的指令输入,然后根据仿真模型分析得到的转向控制电流与期望转向半径、直驶特性参数的控制关系,制定了实现车辆的转向控制策略和方法,并对上述方法进行仿真验证。     

基于机器视觉的火炮内膛全景窥测设备研究

针对部队火炮内膛窥测需求,综合运用全景成像、图像处理与人工智能等新技术,开发了基于机器视觉的火炮内膛窥测设备,包括火炮内膛爬行装置、爬行控制装置、检测计算机及配套软件,实现了火炮内膛自动窥测与智能分析,提高了火炮窥测效率。实践表明,该窥测设备具有较完备的功能与很强的实用性。     

基于FPGA 的火炮实验场多相机触发控制系统

为实现火炮射击实验场多相机实时采集实验图像,设计基于FPGA的火炮试验场多相机触发控制系统。系统以FPGA为控制核心,以键盘的输入以及上位机和下位机的RS-485通信作为控制手段。详细介绍系统的软硬件设计,并通过FPGA逻辑分析仪实时在线仿真。仿真结果表明:该系统原理简单、结构紧凑、控制手段多、可靠性高,能克服传统触发电路的缺陷,满足火炮发射场多相机触发控制的要求。     

火控数传接收机自动检测设备的设计

介绍了数传接收机自动检测设备的设计。根据对被测对象的测试需求分析,所有测试资源均采用GPIB程控仪器设备;火力系统模拟器用于模拟产生火炮送给数传接收机的各类反映火炮设计参数的模拟信号;测试资源的调度管理、测试过程的控制、测试数据的管理和被测对象的故障诊断都是靠软件实现的。该设备采用了硬件平台、软件平台和故障诊断平台的模式,具有自动化程度高、通用性和扩展性强等优点,重点介绍了设备故障诊断的方法。应用该设备可以完成对数传接收机的出厂调试和修理厂定检维修等功能。     

干扰速率补偿式火炮线自稳定跟踪控制建模与仿真

为适应动基座、高射角条件下火炮高精度的稳定跟踪控制的需求,提出一种基于大地坐标系下干扰速率补偿式火炮线自稳定控制方法,以有效抑制自行火炮车体姿态扰动对火炮线指向的影响。根据指向稳定的火炮线在动基座上的运动规律,设计新的干扰速率测量陀螺安装方式,推导在大地坐标系下的方位向和高低向干扰速率解耦补偿值,并在传统的高炮随动基础上应用干扰速率前馈补偿,实现火炮线自稳定和控制解耦。由于火炮稳定只涉及炮塔回转、火炮俯仰两个自由度且都存在偏心矩等因素,采用牛顿-欧拉法建立运动车体与火炮、炮塔之间的动力学模型,并考虑传动机构的刚度和齿隙的非线性,结合执行电机模型和经典闭环控制,以车体航向、俯仰、横滚各幅值为7°,周期为2 s的三轴复合摇摆条件,分别对该控制策略在忽略弹性、考虑动弹性的两种情况下对该控制策略进行仿真研究。仿真结果表明,所提稳定控制方法实现了稳定射角不低于60°,在传动弹性条件下的稳定误差不大于0.5 mrad,正弦稳定跟踪误差不大于2.8 mrad,同时实现了高低向和方位向的的控制解耦,为火炮线高响应、高精度稳定控制提供了新的研究思路和方法。     

火炮信息化发展现状及关键技术分析

介绍了国外某火炮改进的方法和取得的效果,以及国内火炮信息化发展取得的成果和存在的不足。针对火炮信息化发展的几个关键技术进行了分析,包括基于以太网并作适当修改的总线网络技术,涉及战场态势图、控制任务界面和软硬件支持的人机交互图形化界面技术,以及认知无线电通信技术;并结合现代战争的特点,阐述了火炮必须经过信息化改造,才可以有效提高其作战能力,完成各项作战任务。     

计算机在火炮生产中的应用

鉴于计算机在新技术革命中的地位和作用,国外兵工生产部门很重视计算机技术的开发与应用。例如,美国陆军各专业局都先后制订了现代化改造规划,大力引进计算机技术,改造传统工艺,积极采用NC等先进设备,提高生产率,降低成本,实现兵器生产现代化。火炮行业也不例外,如以生产火炮及其零部件为主的华特夫里特和岩岛两个兵工厂为例,早在五十年代末、六十年代初就已开始采用NC机床。最近,两个厂又相继制订了设备更新改造五年计划,总投资分别为2.18亿和2.35亿美元。由于美国火炮行业重视计算机技术的开发与应用,目前,火炮生产的几项关键技术,如     

牵引火炮数字化改造

根据我国国情,目前还装备有大量的牵引火炮。为适应未隶数字化战场的需要,有必要对牵引火炮进行数字化改造。结合外军牵引火炮数字化改造进展情况,指出机电技术融合是牵引火炮数字化改造的关键,除了传统火控系统、定位系统外,如火炮姿态检测、弹道修正等也应融入到数字化改造中,最大限度提高牵引火炮作战效能。     

STD工业控制机在精密冲裁液压机上的应用

STD工业控制或是一种比较先进的控制机，由于它具有运算速度快、可靠性高、模块化结构、组态灵活等优点，已广泛应用于旧机床的改造和新型机床的控制设备中。该文以Z264180为CPU核心组成控制模板，以STD总线实现与各部分的联系，设计制作了精密冲裁液压机控制系统，在技术上采用抑制电网干扰、光电隔离系统悬浮等防干扰措施，很好地实现了对精冲机的控制、和控制系统的自诊断能力。     

某身管镀铬系统自动化改造

针对原镀铬控制系统存在的弊端以及对改造后控制系统的需求,在保留原手动控制方式下,提出了利用组态软件和西门子S7-300系列PLC以及原系统中的一些自动化设备组成DCS系统,实现了整个镀铬生产过程的自动化,同时增加了系统远程监视功能,确保整个生产过程顺利的进行.通过系统中的上位机组态软件可以完成数据采集、历史数据库管理、生产工艺参数设置、生产现场模拟显示、报警、报表和打印功能.改造后的系统实现了多套镀铬工艺过程同时运行,完成了所有镀铬电源和关键镀槽温度的自动控制.通过现场实验数据,验证了控制系统的可行性.     

基于人机交互通信的底火计数与报警装置研究

为提高大口径火炮射速,实现底火自动装填,研制出了大口径火炮底火计数与报警装置,并成功地和火控计算机联机。在火炮发射过程中,火控计算机发出控制指令,底火计数与报警装置对所击发的底火进行信号采集、比较和控制,通过串行通信技术实现了与火控计算机的通信,最终把底火击发信息显示出来,实现了人机交互通信。此研究改善了现代火炮的操控性能。     

PMSM调速系统键合图建模与分析

火炮控制系统中,电机功率的选取和确定关系到整个火炮的运行状态和特性。以某中口径转管自动机的身管电机驱动控制系统为研究对象,使用d-q轴模型建立三相永磁同步电动机等效电路图,分析驱动系统控制模型;用键合图法对永磁同步电动机及其调速系统建立相应模型,并推导出系统状态方程组。应用MATLAB计算软件对状态方程组进行编程求解,得到调速系统的仿真结果,并与建立的基于Simulink的仿真结果相一致。分析方法可应用于火炮机电控制的一体仿真分析,对火炮多能域一体仿真分析有一定应用价值。     

自动调平系统在防空火炮中的应用

火炮自动调平控制系统由PLC、2倾角传感器和1套液压执行机构组成.包括火炮状态转换控制和射击时关闭调平、射击结束恢复调平控制.自动调平过程中,传感器分别检测炮床X、Y轴方向水平状态,与误差设定值比较并将结果传给PLC.PLC根据预置程序输出调平信号,分别控制各电液换向阀,经液压执行机构改变炮床水平倾角消除水平误差,实现自动调平.     

事半功倍——用高新技术改造现装备火炮系统

炮兵装备现代化的途径实现炮兵武器装备现代化,可采取两种方法。一是全新设计,满足部队长远需要;二是用高新技术改造现有炮兵装备,对近期威胁快速作出反应。从各国发展火炮的情况来看,采取最多、最广、最有效的方法是根据本国具体国情,用高新技术改造现有火炮装备系统。     

行进间火炮指向稳定跟踪系统建模与控制

为使行进间火炮指向具备高射角条件下的稳定跟踪能力,提出了一种采用捷联惯性导航系统（SINS）测量火炮身管轴线指向,同时测量火炮身管运动角速率,完成火炮在大地坐标系下的稳定跟踪控制方法。稳定系统采用传统的三环控制,将系统的位置环和速度稳定环的主令和反馈都统一至大地坐标系下,SINS作为系统的位置环反馈,其航向和姿态测量值基于大地坐标系下完成解算。将安装在火炮上的SINS陀螺组测量值转换至大地坐标系下的火炮方位回转角速率和高低俯仰角速率,并乘以各自传动机构的传动比后,作为速率稳定环的反馈,实现速率稳定控制。考虑炮塔、火炮回转中心与重心不重合、载体处于六自由度运动状态等因素,采用Lagrange方法建立火炮、炮塔与载体之间动力学耦合模型,结合SINS测量模型、双电机拖动和电机伺服系统控制模型,对该控制方案进行了仿真验证。验证结果表明,火炮指向稳定跟踪系统实现方位和高低两个通道独立控制,使火炮指向在高角下保持高精度的稳定控制,在一定射角范围内具有良好跟踪性能,能够克服较宽频带载体姿态干扰,明显优于传统高炮位置解算式稳定。     

基于激光技术的火炮零线检测设备

为解决当前部队在火炮零线检查中速度慢、精度不高的问题,开发了基于激光技术和计算机技术的检测设备．介绍了系统的设计原理和组成,重点对系统的结构进行了设计,实现了对火炮瞄准装置快速准确的零线检查．     

基于滑模控制的双PID在某型稳定器中的应用

在坦克火炮稳定器的位置伺服控制系统中,PID是最常用的控制方法之一,在位置伺服控制系统中超凋量与调节时间通常是矛盾的.根据滑模控制的思路,给出了一种基于超调量的双PID调节方法,既能实现较小的超调量,又能实现较短的调节时间.该方法可以方便、准确地确定PID控制器的参数,为工程应用提供了方便.在SIMULINK环境下的仿真结果验证了该方法的可行性.采用这种调节方法很好地实现了某型坦克火炮稳定器的火炮位置伺服控制.