КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ БЫСТРОХОДНОЙ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и может быть использована в конструкциях систем управления поворотом быстроходных гусеничных машин (БГМ), оснащенных гидромеханической трансмиссией (ГМТ), электронным приводом управления башни (стабилизатором наведения в горизонтальной плоскости) и дифференциальным механизмом поворота с гидрообъемным приводом с двумя каналами управления.
Известна система управления движением гусеничной машины с гидромеханической трансмиссией (Держанский В.Б., Тараторкин И.А. Алгоритмы управления движением транспортной машины: Монография. - Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2010. - 142 с., рис.2.20 стр.116), реализующая адаптивное оптимальное управление, которая содержит измерители управляющих воздействий (угол поворота штурвала, перемещений педалей подачи топлива), а также угловой скорости вала двигателя, скорости движения, которые электрически соединены через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с бортовой микро ЭВМ, формирующей заданную угловую скорость поворота. Этот сигнал с выхода бортовой микро ЭВМ подается на электромагнит гироскопического датчика «угловая скорость - ускорение». Выходы гироскопического датчика измеряющие отклонение угловой скорости, продольное, и боковое ускорения, соединены через АЦП с бортовой микро ЭВМ, а выходы, измеряющие заданную угловую скорость (управляющее воздействие) и отклонения угловой скорости от заданной, соединены с двухканальным анализатором спектра, который на основе быстрого преобразования Фурье определяет спектральные плотности управляющего воздействия и отклонения угловой скорости, которые вводятся в бортовую микро ЭВМ через АЦП. Основным недостатком этой системы является необходимость установки на БГМ дополнительного электронно-измерительного и вычислительного оборудования, что приводит к усложнению уже существующей конструкции.
о
о
В то же время на боевых машинах пехоты широко применяются стабилизаторы вооружения - контур горизонтального наведения стабилизатора 2Э52 орудия, (Боевая машина пехоты БМП-3. Руководство по эксплуатации. Ч.1. Техническое описание. - Ростов-на-Дону: Изд-во ООО БелРусь, 2010 г. - рис.*.* стр.***, рис.*.* стр.***-***). В ее состав входит пульт управления наводчика-оператора (ПЛ-88), электрически соединенный с бортовым компьютером. С него сигналы поступают по каналу управления к электродвигателю с редуктором башни и вооружения гусеничной машины. В состав контура обратной связи входят следующие основные приборы: G-сенсор, регистрирующий скорость поворота орудия ω и угол поворота орудия φ, вычислительный блок. Также в конструкции системы управления поворотом гусеничной машины включен гидропривод с двумя каналами управления.
Недостатком данной системы можно считать то, что она применяется только в диапазонах скоростей от 0 до 30 км/ч, а на больших скоростях - отключена. В то время как на этих скоростях необходима автоматическая корректировка управляющих воздействий водителя и системы управления движением гусеничной машины. Для чего обычно применяется отдельная автоматизированная система, включающая в себя датчики, вычислительный блок и исполнительные элементы.
Таким образом, на определенных скоростных режимах можно использовать компоненты существующей системы стабилизации вооружения в горизонтальной плоскости в процессе автоматизированного управления направлением движения БГМ. Для этого контур стабилизации в горизонтальной плоскости дополняется необходимым оборудованием и реализуется возможность переключения процесса регулирования поворота орудия и башни на управление поворотом гусеничной машины. Одновременно с этим появляется возможность создания дублирующего управления для других членов экипажа машины помимо водителя.
Схема предложенной системы приведена на фиг.1. Перед штурвалом управления поворотом 14 устанавливается пульт управления водителя 1 со всеми органами управления, аналогичный - 2 устанавливается у командира. Потенциометры горизонтального наведения пультов включается в электрическую сеть параллельно штатному. Пульты снабжаются электромагнитами блокировки 3 и электрически соединяются с бортовым компьютером 4. К его входам так же подключены датчик частоты вращения вала двигателя 5 и измерительные преобразователи данных от сенсора положения педали подачи топлива 6 и информации о продольных и поперечных скоростях и ускорениях, регистрируемых G-сенсором 7. Поворот башни и орудия осуществляется при помощи электродвигателя 8, электрически соединенного с выходом бортового компьютера 4, через редуктор 9. Башня также оборудована системой электромагнитной блокировки 10. Объемный гидропривод 11 включает в себя гидромотор 12 и гидронасос 13, первый канал управления которого является двухкаскадным усилителем. Первый каскад выполнен в виде гидроусилителя "сопло-заслонка" с электромеханическим преобразователем позиционного типа. Второй каскад усилителя - плоский золотник с пружинами механической обратной связи от люльки гидронасоса. Второй канал управления является гидроусилителем золотникового типа с управлением от механического входа - валика управления, кинематически соединенного со штурвалом. Угол поворота люльки пропорционален алгебраической сумме сигналов от электрического и механического входов (на фиг.1 не показано). Механический канал управления соединен с командным органом управления поворотом - штурвалом 14, оснащенным электромагнитной блокировкой 15. Электрический канал управления гидронасосом 13 соединен с выходом бортового компьютера 4, ко входу которого подключен избиратель режима управления 16.
Работает предлагаемая система следующим образом. В том случае если скорость БГМ меньше 30 км/ч избиратель 16 переключает систему в режим контроля прицеливания, пульты управления водителя 1 и командира 2 находятся в заблокированном состоянии, а система «электродвигатель-редуктор-привод башни» - разблокирована и регулируется в горизонтальной плоскости сигналами от бортового компьютера 4, с которым она соединена по электронному каналу. G-сенсор 7 предназначен для выработки электрических сигналов, пропорциональных угловой скорости поворота машины. Бортовой компьютер 4 предназначен для суммирования и усиления сигналов управления привода горизонтального наведения, а также для переключения алгоритмов, реализующих стабилизацию орудия, в том случае если скорость машины меньше 30 км/ч, и траекторию движения, в противном случае. Управление переключением алгоритмов осуществляется при помощи избирателя 16. При движении в режиме стабилизации траектории происходит электромагнитная блокировка башни и разблокируются пульты управления командира и водителя. По каналу управления бортового компьютера, соединенным с электромеханическим входом управления гидрообъемной передачи, осуществляется автоматизированное управление движением. При повороте корпуса пульта вокруг вертикальной оси в процессе движения машины сигнал управления поступает через бортовой компьютер, к каналу управления гидрообъемной передачи, а также на магнит наведения гироскопических датчиков. При этом задается угловая скорость поворота машины и скорость прецессии G-сенсора. Направление поворота машины совпадает с направлением поворота корпуса пульта от нулевого положения. Величина скорости поворота плавно возрастает с увеличением угла поворота корпуса пульта в пределах от минимальной до максимальной. При проходе корпуса пульта к упору скачкообразного изменения скорости поворота до максимальной ("переброс") не происходит, т.к. стабилизатор работает в режиме стабилизации траектории.
Эффективность предложенного решения заключается в возможности создания автоматизированного управления направлением (кривизной) движения при ограниченной сложности системы за счет использования существующих частей. Кроме того представляется возможным создать дублирующее управление другим членам экипажа машины.