Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Методы и средства повышения эффективности гирооптических систем управления объектом Коршунов Александр Иванович

Методы и средства повышения эффективности гирооптических систем управления объектом
<
Методы и средства повышения эффективности гирооптических систем управления объектом Методы и средства повышения эффективности гирооптических систем управления объектом Методы и средства повышения эффективности гирооптических систем управления объектом Методы и средства повышения эффективности гирооптических систем управления объектом Методы и средства повышения эффективности гирооптических систем управления объектом Методы и средства повышения эффективности гирооптических систем управления объектом Методы и средства повышения эффективности гирооптических систем управления объектом Методы и средства повышения эффективности гирооптических систем управления объектом Методы и средства повышения эффективности гирооптических систем управления объектом Методы и средства повышения эффективности гирооптических систем управления объектом Методы и средства повышения эффективности гирооптических систем управления объектом Методы и средства повышения эффективности гирооптических систем управления объектом
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Коршунов Александр Иванович. Методы и средства повышения эффективности гирооптических систем управления объектом : Дис. ... канд. техн. наук : 05.11.07 : СПб., 2004 117 c. РГБ ОД, 61:05-5/1968

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Гирооптические системы управления оружием . 10

1.1. Основные принципы управления оружием на подвижных носителях.

1.2. Обобщенная функциональная схема гирооптических сиетем управления оружием .

1.3. Методы и средства стабилизации линий прицеливания в системах управления оружием.

Выводы по 1-й главе. 33

Глава 2. Имитационное моделирование гирооптических сиетем управления оружием .

2.1. Методы и средства имитационного моделирования. 34

2.2. Алгоритмы имитационного моделирования . 45

2.3. Оценка достоверности результатов имитационного моделирования.

2.4. Имитационная модель гирооптической системы управления оружием.

2.5. Имитационное моделирование зеркально-призменных сиетем в динамике .

Выводы по 2-ой главе. 68

Глава 3. Система управления оружием для легкобронированных машин .

3.1. Формирование концепции и требований к системе управления оружием для легкобронированных машин.

3.2. Модернизация базового прибора 1ПЗ 73

3.3. Имитационное моделирование гирооптической системы управления линией прицеливания.

3.4 Лазерный дальномер-целеуказатель. 105

Выводы по 3-й главе. 111

Заключение. 112

Список литературы. 113

Введение к работе

Как показал боевой опыт последних десятилетий легкобронированные машины (БМП, БМД, БТР и MP) имеют наиболее массовое применение в ограниченных боевых действиях и других локальных конфликтах, характерных для современной международной обстановки во всем мире. Поэтому ЛБМ в условиях новой отечественной оборонной доктрины и развития международных отношений имеют тенденцию к преимущественному развитию. Повышение боевых возможностей ЛБМ путем обновления существующего парка новыми машинами в ближайшее время проблематично по экономическим причинам, поэтому остро стоит вопрос о модернизации этой техники в части приборного переоснащения, что отвечает новой оборонной доктрине России. Современные требования по точности, предъявляемые к системам управления оружием для легкобронированных машин, реализация которой при наличии внешних механических возмущений (работа в реальном масштабе времени и в динамике при точности прицеливания не хуже бОугл.сек.) весьма проблематична, если учитывать эффективность СУО в соответствии со следующим соотношением -

РхСя
Э = —, где Р- вероятность поражения цели; Св - стоимость вы-

стрела; Сцстоимость поражаемой цели.

Таким образом, вопросы модернизации ЛБМ в части приборного оснащения являются актуальной проблемой.

В свете принятия новой оборонной доктрины России модернизация легкобронированных машин возможна по следующим направлениям:

  1. Создание многофункциональных всепогодных комплексированных высокоточных ГСУО в модульном исполнении, не требующих значительных переделок существующего комплекса вооружения и других сборочных единиц внутри боевого отделения ЛБМ.

  2. Повышение уровня автоматизации систем управления оружием.

  1. Повышение точности систем стабилизации линии прицеливания в ГСУО.

  2. Расширение функциональных возможностей оптических систем ГСУО.

  3. Применение в ЛБМ автоматизированных высокоточных ГСУО как в виде наружных управляемых платформ с круговым наведением и для монтажа на них различных модулей оптоэлектронных приборов, так и встроенных в прибор систем стабилизации изображения.

  4. Разработка методов и средств имитационного моделирования на этапе проектирования ГСУО.

В диссертационной работе разрабатываются методы и средства повышения эффективности ГСУО методами математического имитационного моделирования.

Применение имитационного моделирования ГСУО оправдано в следующих случаях:

познания ГСУО по частям;

упрощения аналитической модели поведения и прогнозирования ГСУО;

наблюдения за поведением компонент ГСУО за определенный период;

контролирования процессов в ГСУО в реальном масштабе времени и в определенной последовательности;

отсутствия достаточной априорной информации о процессах, происходящих в ГСУО;

анализа поведения ГСУО при добавлении, замене или удалении каких-либо ее частей;

при подготовке операторов ГСУО.

Несмотря на то, что вопросам моделирования информационно-измерительных и управляющих систем, к которым относятся и ГСУО, посвя-

щено ряд работ [9,13,19,33,36,50-7-54], тем не менее, для рассматриваемых в работе систем, у которых исходная для работы информация лежит в оптическом диапазоне длин волн, вопросы применения математического имитационного моделирования практически не освещены.

В этой связи целью диссертационной работы является разработка путей повышения эффективности гирооптических систем управления оружием для легкобронированных военных машин.

Таким образом, диссертационная работа «Методы и средства повышения эффективности гирооптических систем управления объектом», базирующаяся на использовании современных методов проектирования и ставящая своей целью повышение эффективности ГСУО является актуальной.

Методы исследования. Решение рассматриваемых в диссертационной работе задач базируется на применении:

методов исследования операций;

методах математического моделирования;

теории вероятностей;

методах автоматизированного проектирования технических объектов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

  1. Обобщенная функциональная схема ГСУО.

  2. Рекомендации по средствам стабилизации линий прицеливания в ГСУО для ЛБМ.

  3. Имитационная модель ГСУО в виде активируемых блоков и на основе этой модели разработан алгоритм имитационного моделирования.

  4. Способ лучевого наведения управляемого объекта и устройство для его

осуществления.

Практическая ценность работы полученных результатов заключается в следующем:

  1. Рекомендации по средствам стабилизации линий прицеливания в ГСУО для ЛБМ.

  2. Алгоритм имитационного моделирования зеркально-призменных систем в динамике.

  3. Концепция и требования к системам управления оружием для ЛБМ.

  4. Результаты модернизации базового прибора 1ПЗ, отвечающего современным требованиям, предъявляемым к ЛБМ.

  5. Результаты имитационного моделированиия гирооптической системы управления линией прицеливания в 1ПЗ_С.

  6. Дальномер-целеуказатель на основе импульсного твердотельного двухчастотного лазера.

Во введении обоснована актуальность исследований сформулированы основные научные и практические результаты, выносимые на защиту, приведена структура работы.

В первой главе в результате анализа научно-технической информации рассмотрены основные принципы управления оружием на подвижных носителях, разработана обобщенная функциональная схема гирооптиче-ских систем управления оружием, проанализированы и предложены для реализации методы и средства стабилизации линий прицеливания в системах управления оружием.

Во второй главе рассмотрены методы и средства имитационного моделирования. Предложен алгоритм и модель имитационного моделирования ГСУО. Обоснован способ просмотра активностей как наиболее приемлемый для имитационного моделирования ГСУО. Поскольку центральным моментом при проведении имитационного моделирования является оценка достоверности разработанной модели, то есть степень соответствия имитационной модели и исходной ГСУО, для которой создавалась эта модель, то для идентификации характеристик ГСУО обосновано примене-

ниє критерия оценки минимума среднеквадратичной ошибки рассогласования между линией визирования и направлением на цель.

Предложен алгоритм имитационного моделирования зеркально-призменных систем в динамике, ориентированный на проектирование управляемых подвижных оптических элементов, применяемых в ГСУО.

В третьей главе сформирована концепция и требования к ГСУО для ЛБМ. Проанализированы тенденции развития гирооптических систем управления оружием с учетом особенностей легкобронированных машин, являющихся основным потребителем модернизируемого базового прицела ШЗ для ЛБМ. Приведены результаты модернизации базового прицела ШЗ, отвечающего современным требованиям, предъявляемым к ЛБМ. Приведены результаты имитационного моделированиия гирооптической системы управления линией прицеливания в модернизированном ШЗ в соответствии со способом просмотра активностей. При модернизации ГСУО для ЛБМ были предложены новые технические решения по лазерному дальномер-целеуказателю на основе импульсного двухчастотного лазера, который помимо измерения дистанции обеспечивает управление полетом снаряда. В частности было учтено, что наибольший практический интерес представляет генерация безопасного для глаз излучения в интервале А=1,53...1,55 мкм с возможностью генерации и на основной длине Хя =1,064 мкм. Длина волны безопасного диапазона получается как первая стоксовая компонента излучения 1,32-1,35 мкм лазеров на кристаллах ИАГ, ГГГ и КГВ.

В заключении приведены основные результаты исследований. Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на XXXII (февраль 2003г.) и XXXIII (февраль 2004г.) конференциях профессорско-преподавательского состава СПб ГУИТМО.

Результаты проведенных исследований были применены при выполнении работ, связанных с созданием прицела 1ПЗ-С на ОАО «ВОМЗ», а именно:

Рекомендации по средствам стабилизации линии прицеливания в системах управления оружием.

Алгоритм имитационного моделирования гирооптических систем управления оружием.

Дальномер-целуказатель на основе импульсного твердотельного двухчастотного лазера и способ лучевого наведения снаря-да.Лубликации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ.

Структура работы. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка из 58 наименований, содержит 116 страниц основного текста, 34 рисунков и 10 таблиц.

Обобщенная функциональная схема гирооптических сиетем управления оружием

В общем случае схема функционирования и взаимодействия оптического прибора с внешней средой может быть представлена как замкнутая динамическая система, к особенностям функционирования которой следует отнести [7,35,38,44,45]: не стационарность внешних возмущений и, как следствие этого, не стационарность процесса визирования, определяемая тем, что изменение как во времени, так и в пространстве, описывается дифференциальными уравнениями, в результате решения которых вырабатывается функция управления, как оценка R т; наличие в системе как оптических, так и неоптических связей; необходимость работы в реальном масштабе времени. На рис. 1.2.1 представлена обобщенная функциональная схема гиро-оптических систем управления оружием (ГСУО) с подвижного носителя, где приняты следующие обозначения: ТПО - текущее положение объекта наблюдения; ОС - оптическая система; ПУ - пульт управления; КСУ - контур стабилизированного управления; УС - устройство кинематической связи с элементом, управляющим положением линии визирования; R т- вектор текущего положения объекта наблюдения; R т - оценка вектора текущего положения объекта, как функция управления линией прицеливания.

На рисунке 1.2.2 представлены возможные по реализации структурные схемы ГСУО, как информационо-измерительные и управляющие сис-темы[41], где приняты следующие обозначения: НО - наблюдаемый объект; ПС - приёмная система: УПИ - устройство преобразования и представления информации; УУ - управляющее устройство; ВВ - внешние возмущения (пассивные или активируемые УУ). При этом: на риса, представлена ГСУО с учетом внешних возмущений; на рис.б представлена ГСУО с учетом реакции объекта на внешние возмущения; на рис.в представлена ГСУО без учёта внешних возмущений. возмущения ошибки

По принципам формирования сигнала управления линией визирования все ГСУО можно разделить (аналогично как в работе [44]) на позиционные и программные, а по принципам управления соответственно по положению, по скорости, по ускорению и комбинированные, но для легко бронированных машин (ЛБМ) и вертолетов, как правило, это позиционные системы.

Таким образом, видно, что внешние механические воздействия на ГСУО, характеризуются случайной многомерной функцией. В этой связи не может быть принципиально создана система, которая устраняла бы полностью последствия механического воздействия, (мы не рассматриваем несанкционированные воздействия, т.е. воздействия, не предусмотренные эксплуатационной документацией), тем самым всегда остаются остаточные последствия от воздействия внешних возмущений на ГСУО. Следовательно, при проектировании и изготовлении ГСУО стоит задача минимизировать остаточные последствия. В этой связи немаловажную роль играет экстраполятор (если считать, что все остальные элементы системы выбраны оптимально), который обеспечивает сглаживание измеренных величин с последующим введением их с систему управления.

Также следует отметить важность выбора для ГСУО систем отсчета (или систем координат), в которых функционирует система в целом. Наиболее оптимальной считается выбор такой системы отсчета, которая не требует дополнительных преобразований и совпадает с инструментальной системой отсчета (т.е. реализация перемещений совпадает с измерительной системой отсчета), тем самым методическая ошибка отсутствует. Однако, если для визуально-оптических ГСУО это практически всегда выполнимо, то для навигационных систем не всегда.

При применении оптических и оптико-электронных систем с высокой разрешающей способностью и установленным на подвижном носителе особое внимание следует уделять стабилизации линии визирования. Подвижный носитель обладает шестью степенями свободы: тремя линейными, вдоль каждой из осей, связанных с корпусом; тремя угловыми, вдоль тех же осей.

Алгоритмы имитационного моделирования

Перед началом имитации соответствующая подпрограмма, устанавливает начальные состояния компонент модели ГСУО и задает исходные значения их параметров, которые определяют условия инициализации групповых алгоритмов. Групповые алгоритмы объединяют в свой состав различные компоненты моделируемой системы, обладающие аналогичными функциональными действиями, что и определяет существо моделирования способом составления расписаний событий.

Алгоритм инициализации управляющей программы моделирования способом составления расписаний событий состоит в следующем. В первом цикле управление передается на проверку выполнимости условий появления событий, если список событий не пустое множество. Имена тех событий, для которых условия выполнены, заносятся в список инициализируемых событий. По завершении этого цикла проверяется, наличие в списке хотя бы одного элемента. Во втором цикле происходит последовательная передача управления на выполнение процедур обслуживания событий. Каждая процедура реализует частный алгоритм соответствующего группового алгоритма и завершается оператором модификации временной координаты, который модифицирует значение момента совершения данного события и возвращает управление на продолжение второго цикла. Постановка задачи 1.Исходная документация 2.Техническое задание на моделирование. 3.Схемы, тексты, таблицы экспериментальных данных для ГСУО. 4.Информация о внешних воздействиях и окружающей среде. Определение цели имитационного моделирования Выбор показателей качества, отражающих цели имитационного моделирования. Составление содержательного описания ГСУО Определение управляющих переменных, выбор состава контролируемых характеристик ГСУО. Детализация описания режимов функционирования ГСУО Имитационное моделирование ГСУО методом способом непосредственно алгоритмами функционирования блоков или моделирование способом просмотра активностей

Объединение в групповой алгоритм приводит к тому, что существенно сокращает во времени первый и второй циклы моделирования, что в свою очередь приводит к уменьшению трудозатрат при организации моделирования. Поэтому этот способ является более экономичным, чем предыдущий. Однако необходимо заметить, что введение групповых алгоритмов несет в себе и опасность потери сходства со структурой реальной ГСУО. В рамках одной процедуры могут обслуживаться даже логически не связанные друг с другом алгоритмы, но приводящие к одним и тем же событиям. Это может затруднить дальнейший анализ полученных при моделировании результатов. 2.2.2. Имитационное моделирование транзактным способом.

Алгоритм работы управляющей программы моделирования транзактным способом (способ работы по последовательно выполняемым заявкам) состоит в следующем. Подпрограмма сканирования источников транзактов, входящая в состав управляющей программы, просматривает условия создания новых транзактов каждым из источников и передает управление подпрограмме создания транзактов при совпадении необходимых условий. Подпрограмма создания транзактов формирует новые транзакты и помещает их в очередь на обслуживание. После создания всех транзактов, для которых выполнены условия их создания, управляющая программа моделирования приступает к просмотру поглотителей. Подпрограмма сканирования поглотителей просматривает транзакты, завершившие свое пребывание в модели системы (выполнение заявки), и передает управление подпрограмме уничтожения транзактов, которая после уничтожения соответствующих (успешно выполненных) транзактов, формирует статистику пребывания транзактов в модели системы. При завершении просмотра всех транзактов поглотителями, управление передается подпрограмме формирования списка инициализируемых транзактов.

Каждому функциональному действию в имитационной модели ГСУО соответствует свой агрегат. Агрегат является математической схемой (моделью), с помощью которой возможно описание достаточно большого круга реальных процессов, происходящих в системе [11-13,44].

Процесс эволюции состояний в агрегативной имитационной модели и появление событий обеспечивает управляющая программа моделирования. Можно выделить пять шагов эволюции агрегативной системы, состоящей из к агрегатов и управляющей программы моделирования [44]: начальная установка состояний агрегатов; определение момента времени, в который произойдет следующее событие в агрегатах, и номера агрегата, в котором произойдет это событие; определение нового состояния агрегата, формирование множества выходных сигналов в результате свершения внутренних событий и фиксация новых состояний всех агрегатов; проверка множества выходных сигналов и определение номеров каналов, по которым должен быть передан выходной сигнал, при этом определяется также номер входного полюса, на который поступает входной сигнал; определение нового состояния агрегата в результате воздействия входного сигнала и формирование выходного сигнала.

Агрегатный способ организации имитации в имитационной модели является достаточно удобным с точки зрения описания сложной системы. Однако необходимость реализации матрицы коммутации и обслуживания сигналов требует дополнительных расходов ресурсов машинного времени. За удобство описания и математическую строгость модели приходится расплачиваться дополнительным расходом времени моделирования. Указанное обстоятельство является одним из факторов, сдерживающих использование агрегативного способа организации имитации при моделировании сложных систем в реальном масштабе времени, что особенно важно при моделировании.

Вся имитационная модель представляет собой набор процессов, реализованных на соответствующем языке моделирования. Причем в процессы объединяются связанные между собой алгоритмы, которые определяют функционирование одной и той же компоненты модели. Таким образом, имеет место полное соответствие компонент реальной ГСУО и её имитационной модели. Каждой компоненте объекта моделирования соответствует свой процесс. Переход от выполнения одного алгоритма к другому алгоритму того же процесса считают изменением его состояния и называют активизацией процесса. Обычно под состоянием процесса понимают номер того алгоритма, который входит в состав каждого процесса и на который управляющая программа моделирования передает управление при свершении события в компоненте. Следовательно, изменения состояний реальной системы соответствуют изменениям соответствующих состояний процессов и появлению событий.

Имитационное моделирование зеркально-призменных сиетем в динамике

Поскольку ГСУО является динамической системой, а в качестве подвижного оптического элемента, изменяющего положение линии прицеливания, применяются ЗПС, то рассмотрим в соответствии выше изложенным имитационное моделирование этих систем. Поскольку любая ЗПС может быть приведена к четному или нечетному количеству отражающих поверхностей [15,39], то для описания их воспользуемся теорией кватернионов [8].

При моделировании можно рассматривать как четное, так и нечетное количество зеркал, ориентацию которых в пространстве может быть задана вектором нормали N к плоскости зеркала.

Однако, приведённая выше формула (2.5.1) не пригодна для непосредственного использования, при расчёте реально существующих зеркал, поскольку обладает следующими недостатками - формула не учитывает сторону зеркала, на которую падает луч, т.е. формула описывает двустороннее зеркало, и отражение возможно как с "лицевой", так и с "обратной" стороны зеркала. Формула 2.5.1 не учитывает ограниченности размеров зеркала, т.е. формула описывает отражение от неограниченной зеркальной плоскости, и даёт отражение даже в том случае, если луч проходит мимо зеркала.

Рассмотрим систему, состоящую из двух зеркал (активируемый оптический блок ГСУО), подвешенных на подвижном подвесе (рис. 2.5.1), учитывая выше отмеченные замечания и алгоритм имитационного моделирования. Подобная система крайне предпочтительна при создании ГСУО на базе гиростабилизированной платформы (2-ая схема стабилизации см. 1.3).

Система может поворачиваться вокруг осей OY и OZ, кроме того зеркало 2 может независимо поворачиваться вокруг оси ОХ. На зеркало 1 падает луч света Д, от неподвижного источника S. Необходимо рассчитать направление выходного луча А2.

Не умаляя общности, пренебрежем тем фактом, что зеркала имеют ограниченные размеры и будем считать, что они задаются их единичными векторами нормалей.

Пусть имеется инерциальная система отсчёта I, относительно которой задаются все вектора, и относительно которой ведётся расчёт. Пусть имеется также связанная система отсчёта Е, оси которой определяют положения осей поворота зеркал, т.е. направление орта Єї совпадает с направлением оси ОХ, направление орта е2 совпадает с направлением оси OY и направление орта ез совпадает с направлением оси OZ (см. рис. 2.5.4). Положение ортов задаётся относительно системы отсчёта I.

На рис. 2.5.3 представлена структура программы, реализующая имитационное моделирование ЗПС, способом моделирования непосредственно алгоритмами функционирования блоков или моделирование способом просмотра активностей. В качестве языка программирования был выбран язык C++, а в качестве среды разработки выбран продукт фирмы Microsoft Visual C++ 6.0. На рис.2.5.4 представлено диалоговое окно для настройки программы моделирования ЗПС в динамике, а на рис. 2.5.5 - изображение моделируемой ЗПС способом моделирования непосредственно алгоритмами функционирования блоков или моделирование способом просмотра активностей.

1. Предложена имитационная модель гирооптической системы управления оружием активируемых блоков и на основе этой модели разработан алгоритм математического имитационного моделирования.

2. Разработан алгоритм имитационного моделирования гирооптической системы управления оружием в соответствии с имитационным моделированием непосредственно алгоритмами функционирования блоков.

3. Предложена методика оценки достоверности результатов математического имитационного моделирования гирооптической системы управления оружием.

4. Разработан алгоритм имитационного моделирования зеркально-призменных систем в динамике

Модернизация базового прибора 1ПЗ

Система стабилизации головной призмы, состоящая из трех основных элементов (БС - блок стабилизации головной призмы с различными функциональными возможностями: БС - 1 - блок стабилизации и наведения по вертикали с одним гиродатчиком , и простейшей системой его управления; БС-2 - блок стабилизации и наведения по вертикали и горизонту с двумя гиродатчиками; БС-3 - блок стабилизации и наведения по трем плоскостям, включая ВН и ГН с коррекцией по крену, на основе трех гиродатчиков). МП - микропроцессор системы стабилизации и наведения ГП прибора и других элементов СУО различной сложности, в зависимости от решаемых баллистических задач. МП1 - простейший вариант, решающий задачу выработки угла прицеливания по ВН в функции от дальности и типа боеприпаса. МП2 - вариант, решающий задачу встречи с движущейся целью по ВН и ГН, но без коррекции от угла крена. МПЗ - вариант, решающий полную задачу встречи, с компенсацией креновой составляющей и учетом некоторых отклонений условий от нормальных при помощи внешних датчиков (например, температуры заряда). ДС - датчиковая система, обеспечивающая связь с другими компонентами СУО и выработку данных МП. Может включать в себя от одного до трех датчиков взаимного положения, описанных выше и показанных на схеме НКП (рис.3.2.1). НОС - новая оптическая система прибора ДІДІ, включающая в себя оптическую систему с двумя (ОС2) и тремя (ОСЗ) увеличениями и встроенный лазерный дальномер - ЛД. УБП - устройство боковой поправки, обеспечивающее введение световой марки в поле зрения окуляра, смещающая на величину, выработанного на МП2 или МПЗ бокового упреждения, которая показывает наводчику истинную точку прицеливания с учетом угла крена. СРВ - система точного разрешения выстрела (СРВ 1 только по вертикали; СРВ2 по вертикали и горизонтали). ПУ - пульт управления прибором и другими элементами СУО. ЭБ - электроблок коммутации связи прибора с другими элементами изделия.

В качестве возможных вариантов прицелов могут быть предложены следующие : 1. ШЗ-С - прибор со стабилизацией поля зрения в вертикальной плоскости наведения со штатной оптической системой от ШЗ-7. 2. ДПП-1 - прибор со стабилизацией поля зрения в вертикальной плоскости наведения. З.ДПП-2 - прибор и дополнительно являющийся номинальным задатчи-ком для СТВ как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях наведения. 4. ДПП-3 - прибор, обеспечивающий весьма высокую эффективность для оружия с настильной траекторией стрельбы очередью, но без учета крена. 5. ДПП-4 - прибор, обеспечивающий максимальную эффективность во всех условиях эксплуатации и для оружия любого типа. Основные научно-технических пути и средства, используемые для решения задач модернизации ШЗ: 1. Изменение оптической системы прибора, а именно: введение дополнительного увеличения - 9х, при сохранении головной призмы, объектива и по возможности других оптических компонентов; введение лазерного дальномера; введение дополнительной информации в поле зрения оператора. 2. Обеспечение стабилизации изображения в прицеле. 3. Сохранение основополагающих качеств базового прибора ШЗ: габариты прицела; конфигурация прицела (эргономика). В соответствии с выше сказанным, при модернизации базового прибора ШЗ были разработаны: 1. Узел кинематической связи головной призмы с блоком стабилизации и параллелограммным приводом к оружию. 2. Блок стабилизации головной призмы с входящими в него моментными двигателями стабилизации и наведения, микропроцессорами управления и системой датчиков положения различного состава и сложности, определяемыми требованиями и модификациям прибора. 3. Новая многоканальная оптическая система прибора, включающая в себя: визуально-оптическую систему с переменным видимым увеличением- 3 увеличения; лазерный дальномер-целеуказатель; новая быстросъемная взаимозаменяемая головная часть; оптическая система ввода в поле зрения боковой поправки. 4. Пульт управления прибором. 5. Блок коммутации и связи прибора с другими компонентами СУ О и электрооборудования конкретного изделия, для комплектования которого предназначена данная модификация прибора.

Узел кинематической связи головной призмы с блоком стабилизации и паралелограммным механизмом привода оружия, который служит для: передачи угла качания к головной призме от блока стабилизации (БС) с передаточным отношением 1:2 (1:1 по отношению линии прицеливания стабилизированной в вертикальной плоскости наведения оси орудия при застопоренном арретире дифференциала в режиме независимой стабилизации ЛП; передаче угла качания к головной призме от паралелограммного механизма привода оружия с передаточным отношением 1:2 (1:1 по отношению к ЛП с осью канала ствола оружия) при разомкнутом положении арретира дифференциала в режиме зависимого привода ЛП (аналогично прибору 1ПЗ); размещения датчиков взаимного положения ЛП и оружия, а также по ложения оси головной призмы относительно корпуса прибора (плоско сти погона).

На рисунке 3.2.1(а,б,в) представлено устройство стабилизатора, в состав которого входят: параллелограммныи механизм головной призмы, рычаг которого жестко закреплен на оси призмы, расположенной в быстросъёмной взаимозаменяемой головной части прибора; параллелограммныи механизм вертикального привода БС, верхний рычаг которого закреплен на компенсаторе вертикальных люфтов, сопряженные с ним тяги в верхней части имеют ловители для соединения с тягами привода призмы, а нижними концами шарнира закреплены с крестовиной компенсатора; параллелограммныи механизм горизонтального привода БС, одна сторона тяг которого соединена с крестовиной компенсатора, а другая с рычагом, соединенным с большим колесом ленточного привода БС, сидящего на оси качалки компенсатора горизонтальных люфтов КЛ2; ленточный привод БС, передающего через его малого колеса с передаточным отношением 1:2 к большому колесу на горизонтальный параллелограмм и далее на крестовину компенсатора и к приводу головной призмы по вертикали; горизонтальный параллелограмм дифференциала (ГП2), один конец тяг которого шарнирно закреплен на крестовину компенсатора, а другой - на водило дифференциала (Д); дифференциальный механизм связи паралелограммного привода орудия с головной призмой и БС. Дифференциальный механизм связи паралелограммного привода орудия с головной призмой и блоком стабилизации является ключевым звеном в предлагаемой кинематике построения стабилизатора для модернизированного 1ПЗ. Дифференциал выполнен с использованием ленточных передач с ограниченным рабочим углом передачи движения в 45 для водила и в 90 для большого колеса, определяемые относительно углового изменения положения линии визирования в диапазоне от -10 до +80. Для обеспечения гарантированного охвата и работы дифференциала во всем диапазоне углов применены ленточные передачи с перекрестным расположением лент (за исключением передачи от дифференциала к датчику положения орудия). Конструктивно дифференциальный механизм связи паралелограммного привода орудия с головной призмой и блоком стабилизации размещается на лицевой панели верхней части корпуса 1ПЗ, над налобником, в своем корпусе, где на подшипниках закреплены три вала: вал водила дифференциала; вал параллелограмма привода орудия; вал датчика орудия (Д1), расположенный соосно с валом параллелограмма привода орудия, - "нуль датчик".

Похожие диссертации на Методы и средства повышения эффективности гирооптических систем управления объектом