Выработка координат упрежденной точки

Преобразование входных координат происходит в преобразователе координат на двух СКВТ и одном ЛВТ. В блоке механизма дальности Т-22М1 (Рис.18), расположен ЛВТ, ротор которого поворачивается на угол, пропорциональный наклонной дальности до цели. С его роторной обмотки напряжение, пропорциональное дальности до цели, подается на статорную обмотку СКВТ, ротор которого поворачивается на угол ε. С роторных обмоток этого СКВТ снимаются напряжения, пропорциональное координате Н, которое поступает в координатный блок Н, и напряжение пропорциональное горизонтальной дальности d, которое прикладывается к статорной обмотке другого СКВТ, ротор которого поворачивается на угол β. С роторных обмоток этого СКВТ снимаются напряжения пропорциональные координатам X и Y, которые поступают в координатные блоки X и Y. Оба СКВТ расположены в антенной колонке-блоке Т-2М3.

Координатные блоки предназначены для отработки текущих координат X, Y, Н в целях их сглаживания, а также для выработки напряжений пропорциональных параметрам движения цели V_x, V_y, V_H , т.е. в координатных блоках реализуются отработка и сглаживание координат X, Y, Н и определения параметров движения цели V_x, V_y, V_H.

Координатные блоки X, Y, Н по своему устройству аналогичны и представляют собой электромеханические сглаживающие следящие системы (СС). Входная величина следящей системы задается в виде электрического напряжения переменного тока, выходная величина отрабатывается в виде угла поворота вала.

В состав следящей системы входят задающее устройство, усилитель, исполнительный двигатель, отрабатывающее устройство и элементы отрицательной обратной связи. Сущность работы следящей системы заключается в том, что двигатель должен отрабатывать величину £, пропорциональную напряжениюU₃, поступающему с задающего устройства, исключив ее резкие переколебания.

В качестве задающих и отрабатывающих устройств используются вращающиеся трансформаторы, расположенные в преобразователе координат и координатных блоках соответственно роторные обмотки которых соединены последовательно и в противофазе. Поэтому напряжение отрабатывающего устройства U₀ вычитывается из задающего напряжения U₃, в результате чего образуется управляющий сигнал Δ U= U₃– U₀ который поступает в усилитель, где усиливается до величины обеспечивающей нормальную работу двигателя. В качестве усилителя используется усилитель типа УУС-1М, собранный на полупроводниках.

Усиленный управляющий сигнал поступает на управляющую обмотку исполнительного двигателя, в качестве которого в следящих системах используется двухфазный асинхронный двигатель. Под действием управляющего сигнала ротор двигателя начинает вращаться и воздействует на отрабатывающее устройство, изменяя величину U₀. Когда U₀ станет равным U₃, управляющий сигнал также станет равным нулю и двигатель становится, отработав угол £, пропорциональный заданному напряжению U₃.

Однако вследствие инерции кинематических цепей двигатель остановится не сразу из-за возникновения собственных незатухающих колебаний, для ликвидации которых в следящей системе используется цепь отрицательной обратной связи (ООС).

Цепь ООС обеспечивает также сглаживание резких изменений U₃, в качестве которого в координатных блоках выступают напряжения пропорциональные координатам X, Y, Н. Необходимость в сглаживании вызывается тем, что в процессе сопровождения цели, координаты изменяются по закону движения антенны РЛС, носят непостоянный скачкообразный характер, в результате чего башня ЗСУ. А значит и АЗП будут повторять их, т.е. будет наблюдаться «дрожания» стволов и башни, что недопустимо.

Параметры цепи ООС подобраны таким образом, что случайные ошибки координат сглаживаются с постоянной времени τ=0,5с.

В качестве измерительного элемента ООС используется тахогенератор, ротор которого соединен с валом исполнительного двигателя и вращается с его скоростью, т.е. со скоростью изменения координаты. С обмотки тахогенератора снимается напряжение пропорциональное скорости изменения координаты, которое используется в качестве сигнала ООС, а также поступает в скоростные блоки в качестве составляющей скоростей изменения координат V_x, V_y, V_H.

Прямоугольные координаты X, Y, H в виде углов поворота роторов двигателей отрабатываются следящими системами соответствующих координатных блоков с одновременным сглаживанием случайных ошибок в определении координат.

Напряжения, пропорциональные сглаженным координатам X_c, Y_c, H_c снимаются с отрабатывающих ЛВТ соответствующих координатных блоков и поступают в скоростные блоки, куда подаются напряжения, пропорциональные скоростям изменения координат V_x, V_y, V_H.

Скоростные блоки предназначены для отработки и сглаживания составляющих изменений координат и выработки упреждений ΔX, ΔY, ΔH т.е. в скоростных блоках реализуются отработка составляющих скоростей изменения координат V_x, V_y, V_H ; выработка упреждений и определение упрежденных координат X_y, Y_y, H_y.

Скоростные блоки по своему устройству аналогичны и включают электромеханическую сглаживающую следящую систему и схему выработки упреждения на СКВТ.

Электромеханическая следящая система по своему устройству и принципу действия подобна следящей системе координатного блока. На вход следящей системы в качестве U₃ поступает из координатного блока напряжение пропорциональное скорости изменения той или иной координаты. Исполнительный двигатель, отрабатывая это напряжение, поворачивает свой вал на угол, пропорциональный скорости изменения координаты и, одновременно с ним, ротор СКВТ схемы выработки упреждений на угол, пропорциональный скорости изменения координаты. На статорную обмотку этого СКВТ из блока Т_у поступает напряжение, пропорциональное полетному времени Т_у и постоянной времени τ = 0,5с, компенсирующий динамическое отставание, возникающее в процессе сглаживания координат в координатных блоках т.е. Т_у+ τ.

На СКВТ происходит умножение скорости изменения координаты на Т_у+ τ, что определяет упреждение, например,

ΔH = V_H (T_y+τ)

Напряжение, пропорциональное упреждению ΔH, складывается с напряжением, пропорциональным сглаженной координате Н_с, в результате чего получается напряжение пропорциональное упрежденной координате т.е. Н_у=Н_с+ ΔH, которое поступает в решающий блок φ.

Сложение двух напряжений происходит за счет последовательного согласованного включения роторных обмоток отрабатывающего ЛВТ координатного блока и СКВТ схемы выработки упреждений.

Выработка упрежденных координат Х_у и Y_у происходит аналогично, а напряжение пропорциональные Х_у и Y_у, поступают в решающие блоки β_y и К₁.

Необходимость вычисления и учета поправки на баллистическое превышение ΔH´ вызвана понижением траектории полета снаряда под действием силы тяжести. Если точно навести пушку в упрежденную точку и произвести выстрел, снаряд пройдет ниже упрежденной точки. Это снижение зависит от веса снаряда и расстояние до упрежденной точки. Т.е. от времени полета снаряда до упрежденной точки Т_у. Для того чтобы снаряд попал точно в упрежденную точку, где в данный момент находится цель, необходимо наводить пушку выше упрежденной точки, т.е. выше упрежденной высоты Н_у. Так как вес снаряда практически постоянен, то превышение будет зависит только от полетного времени Т_у, поэтому баллистическое превышение как функция полетного времени будет равно

ΔH´ =ƒ(Т_у)

Узел выработки поправки расположен в решающем блоке Т_у и выполнен на СКВТ. Ротор СКВТ-ΔH´ поворачивается на величину, пропорциональную упредительному времени Т_у. С выхода СКВТ напряжение, пропорциональное ΔH´ , подается в решающий блок φ, где суммируется с напряжением Н_у, в результате чего получается напряжение, пропорциональное баллистической высоте:

H_б=Н_у + ΔH´.

Определение выходных данных β_y и φ сводится к преобразованию прямоугольных упрежденных координат Х_у, Y_у, Н_б (с учетом баллистического превышения) в сферическую систему координат , т.е. в упрежденный азимут β_y и угол возвышения φ. В процессе преобразования определяется также упредительное время Т_у, которое используется для непрерывного уточнения в ходе решения задачи встречи упреждений ΔX, ΔY, ΔΗ и ΔΗ΄.

Значение β_y и φ поступают в систему стабилизации.