Синтез і розробка інваріантних систем керування наведенням та стабілізацією основного озброєння танків

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.03 – системи і процеси керування. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, – 2016. Дисертація присвячена розробці аналогових і цифрових інваріантних систем наведення і стабілізації основного озброєння танків на основі створення математичних моделей збуреного руху танкової гармати відносно вісі цапф і танкової башти з гарматою відносно вісі повороту, а також імітаційних моделей зовнішніх збурень, що діють на основне озброєння в каналах вертикального і горизонтального наведення. Показано, що підвищення ступеня інваріантності замкненої системи стабілізації до дії зовнішніх збурень приводить до зниження запасу стійкості замкненої системи. Для збереження потрібного запасу стійкості запропоновано введення до системи додаткового контуру зворотнього зв'язку за кутовим прискоренням об'єкту стабілізації. Розглянуті особливості цифрової інваріантної системи стабілізації танкової гармати, зокрема необхідність використання цифрових низькочастотних фільтрів Баттеруорта і Ланцоша для фільтрації високочастотних завад вихідних сигналів датчиків. Доведено, що при побудові цифрового стабілізатора танкової гармати доцільне послідовно-паралельне використання цифрових фільтрів Баттеруорта і Ланцоша. Розроблена структура і здійснений вибір варійованих констант алгоритмів стабілізації, які забезпечують інваріантність замкненої системи наведення і стабілізації без суттєвого зниження її запасу стійкості. Моделювання процесів наведення і стабілізації в замкненій системі з подальшим аналізом цих процесів дозволяє зробити висновок про значне підвищення точності відробки зовнішнього збурення (в 1.8 – 1.9 рази) у порівнянні зі штатною.The thesis for the degree of candidate of technical sciences, specialty 05.13.03 – Systems and management processes. – National Technical University "Kharkov Polytechnic Institute", Kharkov – 2016. The thesis is dedicated to development analog and digital invariant guidance systems and stabilize the main armament of tanks through the creation of mathematical models perturbed motion tank gun relative to the axis of the pins and the tank tur ret gun relative to the axis of rotation, as well as simulation models of external disturbances acting on the main armament channels vertical and horizontal guidance. It is shown that increasing the degree of invariance closed stabilization system to external perturbations lead to lower stability margin closed system. To maintain the desired stability margin suggested the introduction of the system of additional feedback path for the angular acceleration of the object of stabilization. The features invariant digital stabilization system tank gun, including the need to use a digital low-pass filter Batteruorta and Lanczos filtering high frequency noise output signals of sensors. It is proved that the construction of a digital stabilizer tank cannon appropriate series-parallel use of digital filters Batteruorta and Lanczos. The structure created and the choice of variable constants stabilization algorithms was made that provide an invariance closed system of guidance and stabilization without significantly reducing its stability margin. Modeling of guidance and stabilization in a closed system with subsequent analysis of these processes suggests a significant increase in accuracy working off of external perturbation (at 1.8 – 1.9 times) compared with the standard.