火炮控制系統(tǒng)及原理

前言

本書(shū)是根據(jù)國(guó)防科技工業(yè)教材規(guī)劃，按照兵器科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求編寫(xiě)的。本書(shū)主要介紹火炮控制系統(tǒng)的主要相關(guān)技術(shù)，特別是結(jié)合我國(guó)火炮裝備的實(shí)際，論述了火炮控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理和基本應(yīng)用。本教材的編寫(xiě)既考慮到當(dāng)代火炮控制系統(tǒng)的高新技術(shù)比重，以適應(yīng)國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)的需要，又兼顧我國(guó)目前武器裝備的技術(shù)現(xiàn)狀及對(duì)培養(yǎng)國(guó)防科技工業(yè)專門人才的特殊要求。本書(shū)的編寫(xiě)注重自動(dòng)控制理論與工程實(shí)際的結(jié)合，重點(diǎn)對(duì)火炮控制系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)加以介紹。火炮控制系統(tǒng)的原理與器件范圍很廣，本書(shū)著重介紹了典型火炮控制系統(tǒng)的工作原理和常用器件原理。根據(jù)火炮控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成，全書(shū)共分為7章對(duì)火炮控制系統(tǒng)的基本要素進(jìn)行了介紹。第1章自動(dòng)控制系統(tǒng)基本原理，介紹了自動(dòng)控制系統(tǒng)基本原理、研究方法和控制系統(tǒng)基本構(gòu)成；第2章火炮控制系統(tǒng)的測(cè)量裝置，介紹了自整角機(jī)、受信儀的構(gòu)造和基本原理；第3章信號(hào)轉(zhuǎn)換與處理電路，介紹了目前具有代表性的火炮信號(hào)轉(zhuǎn)換與處理電路；第4章功率放大裝置，介紹了交磁電機(jī)放大機(jī)、液壓放大器等；第5章執(zhí)行電機(jī)與測(cè)速電機(jī)，介紹了伺服電機(jī)與液壓馬達(dá)等；第6章火炮控制系統(tǒng)的附屬裝置，介紹了與火炮控制系統(tǒng)工作緊密相關(guān)的機(jī)構(gòu)，以體現(xiàn)火炮控制系統(tǒng)的完整性；第7章火炮控制系統(tǒng)工作概況，概括地介紹了具有代表性的模擬式和數(shù)字式火炮控制系統(tǒng)的完整工作情況，目的是使讀者在了解火炮控制系統(tǒng)基本組成的基礎(chǔ)上，對(duì)火炮控制系統(tǒng)有一個(gè)總體的概念?？紤]到工程實(shí)際的需要，最后在附錄中對(duì)火炮控制系統(tǒng)主要的試驗(yàn)與驗(yàn)收方法進(jìn)行了介紹。在本書(shū)編寫(xiě)時(shí)充分考慮學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)，兼顧綜合知識(shí)需求與知識(shí)認(rèn)知規(guī)律，力求使教材內(nèi)容知識(shí)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)合理、概念準(zhǔn)確、通俗易懂，既可滿足院校一相關(guān)專業(yè)教學(xué)的需要，又可供有關(guān)技術(shù)人員和管理人員學(xué)習(xí)參考。本書(shū)第1章由張彥斌編寫(xiě)，第2章由郭德卿、房立清編寫(xiě)，第3章由趙玉龍編寫(xiě)，第4章由馬春庭、郭德卿、張寧編寫(xiě)，第5章由馬春庭、張寧編寫(xiě)，第6章由張寧編寫(xiě)，第7章由張彥斌、蔣有才編寫(xiě)，附錄部分由薛德慶、張彥斌編寫(xiě)。張彥斌擔(dān)任主編并負(fù)責(zé)全書(shū)的統(tǒng)稿工作，張寧任副主編。

內(nèi)容概要

　　《火炮控制系統(tǒng)及原理》介紹了火炮控制系統(tǒng)的組成和工作原理。火炮控制系統(tǒng)是自動(dòng)控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用，《火炮控制系統(tǒng)及原理》的編寫(xiě)注重自動(dòng)控制理論與火炮控制系統(tǒng)工程實(shí)踐的結(jié)合，重點(diǎn)介紹了具有代表性火炮控制系統(tǒng)的組成、構(gòu)造和工作原理，同時(shí)對(duì)數(shù)字控制系統(tǒng)在火炮控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹?！痘鹋诳刂葡到y(tǒng)及原理》可作為高等院校兵器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科相關(guān)專業(yè)的教材，也可供相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

第1章 自動(dòng)控制系統(tǒng)基本原理1.1 自動(dòng)控制基本方式1.1.1 開(kāi)環(huán)控制與開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)1.1.2 閉環(huán)控制與閉環(huán)控制系統(tǒng)1.1.3 開(kāi)環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)的比較1.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)組成及工作原理1.2.1 閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成1.2.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)工作原理1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)研究方法1.3.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究方法概述1.3.2 典型控制信號(hào)1.3.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程1.3.4 自動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)特性和靜特性1.4 對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求1.5 火炮控制系統(tǒng)的基本組成及原理1.5.1 高炮隨動(dòng)系統(tǒng)基本組成1.5.2 隨動(dòng)系統(tǒng)基本工作原理第2章 火炮控制系統(tǒng)的測(cè)量裝置2.1 自整角機(jī)概述2.2 力矩式自整角機(jī)2.2.1 力矩式自整角機(jī)的工作原理2.2.2 力矩式自整角機(jī)的運(yùn)行特性和性能指標(biāo)2.3 控制式自整角機(jī)2.3.1 控制式自整角機(jī)的工作原理2.3.2 控制式自整角機(jī)的運(yùn)行特性和性能指標(biāo)2.4 數(shù)字式測(cè)角裝置2.4.1 數(shù)字／自整角機(jī)轉(zhuǎn)換器2.4.2 自整角機(jī)／數(shù)字轉(zhuǎn)換器2.5 控制式自整角雙通道系統(tǒng)工作原理2.5.1 單讀數(shù)電路工作原理2.5.2 雙讀數(shù)電路工作原理2.6 數(shù)字式雙通道測(cè)角系統(tǒng)工作原理2.6.1 粗精雙通道測(cè)角系統(tǒng)的構(gòu)成及測(cè)角原理2.6.2 粗精組合糾錯(cuò)2.6.3 SDC與計(jì)算機(jī)的接口電路第3章 信號(hào)轉(zhuǎn)換與處理電路3.1 信號(hào)選擇與綜合電路3.1.1 電子管開(kāi)關(guān)型3.1.2 機(jī)械電子型3.1.3 電子電路控制型3.2 調(diào)制與解調(diào)電路3.2.1 調(diào)制電路3.2.2 解調(diào)電路3.3 功率放大電路3.3.1 電子管功率放大電路3.3.2 電子管推挽功率放大電路3.3.3 晶體管功率放大電路3.4 其他電路3.4.1 前饋信號(hào)生成器3.4.2 變階電路3.4.3 校正電路第4章 功率放大裝置4.1 交磁電機(jī)放大機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理4.1.1 交磁電機(jī)放大機(jī)結(jié)構(gòu)4.1.2 工作原理4.2 交磁電機(jī)放大機(jī)運(yùn)行特性4.2.1 功率放大系數(shù)4.2.2 空載特性4.2.3 外特性4.2.4 動(dòng)態(tài)特性和傳遞函數(shù)4.3 交磁電機(jī)放大機(jī)的應(yīng)用4.3.選用的基本原則4.3.2 調(diào)整和使用4.3.3 交磁電機(jī)放大機(jī)在高炮隨動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用4.4 可控硅放大電路4.4.1 概述4.4.2 基本結(jié)構(gòu)4.4.3 工作原理4.4.4 伏安特性4.4.5 主要參數(shù)4.4.6 可控硅的基本應(yīng)用電路4.4.7 可控硅在火炮控制系統(tǒng)中的應(yīng)用4.5 液壓傳動(dòng)（拖動(dòng)）基本原理4.5.1 液壓泵和液壓馬達(dá)的定義4.5.2 液壓傳動(dòng)的兩個(gè)基本概念4.5.3 基本關(guān)系式4.6 液壓放大器4.6.1 液壓傳動(dòng)器概述4.6.2 液壓放大器第5章 執(zhí)行電機(jī)與測(cè)速電機(jī)5.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理5.1.1 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)5.1.2 直流伺服電動(dòng)機(jī)工作原理5.2 電磁轉(zhuǎn)矩與電樞反電勢(shì)5.2.1 電磁轉(zhuǎn)矩5.2.2 電樞反電勢(shì)5.2.3 電壓平衡方程式與轉(zhuǎn)矩平衡方程式5.3 直流伺服電動(dòng)機(jī)的靜態(tài)特性5.4 直流伺服電動(dòng)機(jī)在過(guò)渡過(guò)程中的工作狀態(tài)5.4.1 發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)5.4.2 反接制動(dòng)工作狀態(tài)5.4.3 能耗制動(dòng)狀態(tài)5.5 直流伺服電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)特性5.6 直流伺服電動(dòng)機(jī)使用5.6.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)5.6.2 主要技術(shù)數(shù)據(jù)5.6.3 使用中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題5.6.4 執(zhí)行電機(jī)在火炮控制系統(tǒng)的應(yīng)用5.7 測(cè)速發(fā)電機(jī)5.7.1 直流測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出特性5.7.2 測(cè)速發(fā)電機(jī)在火炮控制系統(tǒng)的應(yīng)用5.8 液壓泵和液壓馬達(dá)5.8.1 液壓泵的用途5.8.2 液壓泵的構(gòu)造與工作原理5.8.3 液壓馬達(dá)第6章 火炮控制系統(tǒng)的附屬裝置6.1 半自動(dòng)瞄準(zhǔn)儀6.1.1 電位計(jì)式半自動(dòng)瞄準(zhǔn)儀6.1.2 操縱桿式半自動(dòng)瞄準(zhǔn)儀6.2 零位指示器6.3 直流電源6.3.1 硒整流器6.3.2 硅整流器6.4 火炮射界范圍控制裝置6.4.1 射角限制器6.4.2 危界停射器6.4.3 大誤差停射器6.5 中央配電箱及連傳信儀6.6 射擊延時(shí)電路6.7 初速測(cè)量裝置第7章 火炮控制系統(tǒng)工作原理7.1 模擬隨動(dòng)系統(tǒng)工作原理7.1.1 自動(dòng)瞄準(zhǔn)時(shí)的工作過(guò)程（圖7-1）7.1.2 半自動(dòng)瞄準(zhǔn)時(shí)的工作過(guò)程（圖7-2）7.1.3 人工對(duì)針瞄準(zhǔn)工作過(guò)程7.2 數(shù)字隨動(dòng)系統(tǒng)工作原理7.2.1 火炮數(shù)字隨動(dòng)系統(tǒng)的測(cè)量裝置7.2.2 火炮數(shù)字隨動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理裝置7.2.3 火炮數(shù)字隨動(dòng)系統(tǒng)的功率放大裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)7.2.4 數(shù)字高炮隨動(dòng)系統(tǒng)工作原理附錄A 火炮控制系統(tǒng)的試驗(yàn)與驗(yàn)收方法A.1 火炮控制系統(tǒng)系統(tǒng)部分部件的主要實(shí)驗(yàn)（試驗(yàn)）A.2 控制系統(tǒng)性能指標(biāo)的測(cè)定A.3 火炮控制系統(tǒng)的試驗(yàn)附錄B 繼電器與接觸器B.1 繼電器B.2 接觸器附錄C 控制電機(jī)型號(hào)命名方法及產(chǎn)品名稱代號(hào)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 自動(dòng)控制系統(tǒng)基本原理火炮控制系統(tǒng)是自動(dòng)控制技術(shù)在武器技術(shù)領(lǐng)域的具體應(yīng)用。自動(dòng)控制在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化中起著重要的作用，并在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。比如發(fā)電站的電壓、頻率的自動(dòng)控制，機(jī)床的自動(dòng)控制，鍋爐設(shè)備中蒸汽壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)，煉鋼爐溫度的自動(dòng)控制，飛機(jī)的自動(dòng)駕駛，火炮的自動(dòng)瞄準(zhǔn)以及導(dǎo)彈自動(dòng)跟蹤目標(biāo)等都是自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用。自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用，不僅使生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，極大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率，而且減輕了人們的勞動(dòng)強(qiáng)度，這在采礦工業(yè)、冶金工業(yè)、機(jī)械工業(yè)和化學(xué)工業(yè)等部門尤為明顯。同時(shí)，自動(dòng)控制又可使工作具有高度的準(zhǔn)確性，如自動(dòng)化生產(chǎn)線、自動(dòng)加工中心等，大大地提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量；在軍事應(yīng)用領(lǐng)域，可以顯著提高武器的命中率和戰(zhàn)斗力。由于人的生理?xiàng)l件的限制，對(duì)于某些要求工作準(zhǔn)確度高、動(dòng)作極迅速的操作，是不能單靠人手來(lái)完成的。此外，在某些人們不能直接參與工作的場(chǎng)合就更離不開(kāi)自動(dòng)控制技術(shù)，如原子能的生產(chǎn)、火箭或?qū)椀闹茖?dǎo)等。因此，自動(dòng)控制成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化和國(guó)防現(xiàn)代化所必不可少的一門技術(shù)。1.1 自動(dòng)控制基本方式所謂自動(dòng)控制是指在沒(méi)有人直接參與的情況下，利用控制器（又稱自動(dòng)控制裝置）使一裝置的工作過(guò)程或工作機(jī)械（稱為被控對(duì)象）的某一物理量或工作狀態(tài)自動(dòng)地、準(zhǔn)確地按照預(yù)期的規(guī)律運(yùn)行或變化。例如火炮根據(jù)雷達(dá)指揮儀傳來(lái)的信息，能夠自動(dòng)地改變方位角和俯仰角，隨時(shí)跟蹤目標(biāo)進(jìn)行瞄準(zhǔn)。程序控制機(jī)床能夠按預(yù)先設(shè)定的工藝程序自動(dòng)地進(jìn)刀切削，加工出預(yù)期的幾何形狀。電弧煉鋼爐的電極能自動(dòng)地跟隨鋼水的液面做上下移動(dòng)，以便與液面保持一定距離。所有這些自動(dòng)控制系統(tǒng)的例子.盡管它們的結(jié)構(gòu)和功能各不同，但可以發(fā)現(xiàn)它們有共同的規(guī)律，即它們都是一個(gè)或一些被控制的物理量按照給定量的變化規(guī)律變化，這就是一個(gè)控制系統(tǒng)所要解決的最基本的問(wèn)題。如果將被控對(duì)象的某些物理量或工作狀態(tài)稱為被控量，而將要求這些物理量所應(yīng)保持的預(yù)定規(guī)律稱作給定值或參考輸入，則自動(dòng)控制的任務(wù)又可概括為：使被控對(duì)象的被控量等于給定值。自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)要通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)完成，自動(dòng)控制系統(tǒng)是指能夠?qū)Ρ豢貙?duì)象的工作狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)控制的系統(tǒng)。它一般由控制器和被控對(duì)象組成。被控對(duì)象是指要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程；控制裝置則是指對(duì)被控對(duì)象起控制作用的設(shè)備總體。根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)有無(wú)反饋?zhàn)饔?，可以分為兩類自?dòng)控制方式，即開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制。

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