火炮控制系統(tǒng)及原理

前言

本書是根據(jù)國防科技工業(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)的要求編寫的。本書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)合我國火炮裝備的實際，論述了火炮控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點、工作原理和基本應(yīng)用。本教材的編寫既考慮到當(dāng)代火炮控制系統(tǒng)的高新技術(shù)比重，以適應(yīng)國防現(xiàn)代化建設(shè)的需要，又兼顧我國目前武器裝備的技術(shù)現(xiàn)狀及對培養(yǎng)國防科技工業(yè)專門人才的特殊要求。本書的編寫注重自動控制理論與工程實際的結(jié)合，重點對火炮控制系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)加以介紹?；鹋诳刂葡到y(tǒng)的原理與器件范圍很廣，本書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，全書共分為7章對火炮控制系統(tǒng)的基本要素進行了介紹。第1章自動控制系統(tǒng)基本原理，介紹了自動控制系統(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)的測量裝置，介紹了自整角機、受信儀的構(gòu)造和基本原理；第3章信號轉(zhuǎn)換與處理電路，介紹了目前具有代表性的火炮信號轉(zhuǎn)換與處理電路；第4章功率放大裝置，介紹了交磁電機放大機、液壓放大器等；第5章執(zhí)行電機與測速電機，介紹了伺服電機與液壓馬達等；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，對火炮控制系統(tǒng)有一個總體的概念?？紤]到工程實際的需要，最后在附錄中對火炮控制系統(tǒng)主要的試驗與驗收方法進行了介紹。在本書編寫時充分考慮學(xué)科知識結(jié)構(gòu)，兼顧綜合知識需求與知識認(rèn)知規(guī)律，力求使教材內(nèi)容知識系統(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。本書第1章由張彥斌編寫，第2章由郭德卿、房立清編寫，第3章由趙玉龍編寫，第4章由馬春庭、郭德卿、張寧編寫，第5章由馬春庭、張寧編寫，第6章由張寧編寫，第7章由張彥斌、蔣有才編寫，附錄部分由薛德慶、張彥斌編寫。張彥斌擔(dān)任主編并負(fù)責(zé)全書的統(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?；鹋诳刂葡到y(tǒng)是自動控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用，《火炮控制系統(tǒng)及原理》的編寫注重自動控制理論與火炮控制系統(tǒng)工程實踐的結(jié)合，重點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，同時對數(shù)字控制系統(tǒng)在火炮控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進行了介紹?！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。

書籍目錄

第1章 自動控制系統(tǒng)基本原理1.1 自動控制基本方式1.1.1 開環(huán)控制與開環(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 自動控制系統(tǒng)研究方法1.3.1 自動控制系統(tǒng)的研究方法概述1.3.2 典型控制信號1.3.3 自動控制系統(tǒng)的過渡過程1.3.4 自動控制系統(tǒng)的動特性和靜特性1.4 對自動控制系統(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 高炮隨動系統(tǒng)基本組成1.5.2 隨動系統(tǒng)基本工作原理第2章 火炮控制系統(tǒng)的測量裝置2.1 自整角機概述2.2 力矩式自整角機2.2.1 力矩式自整角機的工作原理2.2.2 力矩式自整角機的運行特性和性能指標(biāo)2.3 控制式自整角機2.3.1 控制式自整角機的工作原理2.3.2 控制式自整角機的運行特性和性能指標(biāo)2.4 數(shù)字式測角裝置2.4.1 數(shù)字／自整角機轉(zhuǎn)換器2.4.2 自整角機／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)字式雙通道測角系統(tǒng)工作原理2.6.1 粗精雙通道測角系統(tǒng)的構(gòu)成及測角原理2.6.2 粗精組合糾錯2.6.3 SDC與計算機的接口電路第3章 信號轉(zhuǎn)換與處理電路3.1 信號選擇與綜合電路3.1.1 電子管開關(guān)型3.1.2 機械電子型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 交磁電機放大機結(jié)構(gòu)和工作原理4.1.1 交磁電機放大機結(jié)構(gòu)4.1.2 工作原理4.2 交磁電機放大機運行特性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 動態(tài)特性和傳遞函數(shù)4.3 交磁電機放大機的應(yīng)用4.3.選用的基本原則4.3.2 調(diào)整和使用4.3.3 交磁電機放大機在高炮隨動系統(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（拖動）基本原理4.5.1 液壓泵和液壓馬達的定義4.5.2 液壓傳動的兩個基本概念4.5.3 基本關(guān)系式4.6 液壓放大器4.6.1 液壓傳動器概述4.6.2 液壓放大器第5章 執(zhí)行電機與測速電機5.1 直流伺服電動機結(jié)構(gòu)與工作原理5.1.1 直流電機的基本結(jié)構(gòu)5.1.2 直流伺服電動機工作原理5.2 電磁轉(zhuǎn)矩與電樞反電勢5.2.1 電磁轉(zhuǎn)矩5.2.2 電樞反電勢5.2.3 電壓平衡方程式與轉(zhuǎn)矩平衡方程式5.3 直流伺服電動機的靜態(tài)特性5.4 直流伺服電動機在過渡過程中的工作狀態(tài)5.4.1 發(fā)電機工作狀態(tài)5.4.2 反接制動工作狀態(tài)5.4.3 能耗制動狀態(tài)5.5 直流伺服電動機動態(tài)特性5.6 直流伺服電動機使用5.6.1 直流伺服電動機的主要特點5.6.2 主要技術(shù)數(shù)據(jù)5.6.3 使用中應(yīng)注意的幾個問題5.6.4 執(zhí)行電機在火炮控制系統(tǒng)的應(yīng)用5.7 測速發(fā)電機5.7.1 直流測速發(fā)電機輸出特性5.7.2 測速發(fā)電機在火炮控制系統(tǒng)的應(yīng)用5.8 液壓泵和液壓馬達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 液壓馬達第6章 火炮控制系統(tǒng)的附屬裝置6.1 半自動瞄準(zhǔn)儀6.1.1 電位計式半自動瞄準(zhǔn)儀6.1.2 操縱桿式半自動瞄準(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 射擊延時電路6.7 初速測量裝置第7章 火炮控制系統(tǒng)工作原理7.1 模擬隨動系統(tǒng)工作原理7.1.1 自動瞄準(zhǔn)時的工作過程（圖7-1）7.1.2 半自動瞄準(zhǔn)時的工作過程（圖7-2）7.1.3 人工對針瞄準(zhǔn)工作過程7.2 數(shù)字隨動系統(tǒng)工作原理7.2.1 火炮數(shù)字隨動系統(tǒng)的測量裝置7.2.2 火炮數(shù)字隨動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理裝置7.2.3 火炮數(shù)字隨動系統(tǒng)的功率放大裝置和執(zhí)行機構(gòu)7.2.4 數(shù)字高炮隨動系統(tǒng)工作原理附錄A 火炮控制系統(tǒng)的試驗與驗收方法A.1 火炮控制系統(tǒng)系統(tǒng)部分部件的主要實驗（試驗）A.2 控制系統(tǒng)性能指標(biāo)的測定A.3 火炮控制系統(tǒng)的試驗附錄B 繼電器與接觸器B.1 繼電器B.2 接觸器附錄C 控制電機型號命名方法及產(chǎn)品名稱代號參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 自動控制系統(tǒng)基本原理火炮控制系統(tǒng)是自動控制技術(shù)在武器技術(shù)領(lǐng)域的具體應(yīng)用。自動控制在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化中起著重要的作用，并在國民經(jīng)濟和國防建設(shè)的各個領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。比如發(fā)電站的電壓、頻率的自動控制，機床的自動控制，鍋爐設(shè)備中蒸汽壓力的自動調(diào)節(jié)，煉鋼爐溫度的自動控制，飛機的自動駕駛，火炮的自動瞄準(zhǔn)以及導(dǎo)彈自動跟蹤目標(biāo)等都是自動控制技術(shù)的應(yīng)用。自動控制技術(shù)的應(yīng)用，不僅使生產(chǎn)過程實現(xiàn)了自動化，極大地提高了勞動生產(chǎn)效率，而且減輕了人們的勞動強度，這在采礦工業(yè)、冶金工業(yè)、機械工業(yè)和化學(xué)工業(yè)等部門尤為明顯。同時，自動控制又可使工作具有高度的準(zhǔn)確性，如自動化生產(chǎn)線、自動加工中心等，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。由于人的生理條件的限制，對于某些要求工作準(zhǔn)確度高、動作極迅速的操作，是不能單靠人手來完成的。此外，在某些人們不能直接參與工作的場合就更離不開自動控制技術(shù)，如原子能的生產(chǎn)、火箭或?qū)椀闹茖?dǎo)等。因此，自動控制成為實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化和國防現(xiàn)代化所必不可少的一門技術(shù)。1.1 自動控制基本方式所謂自動控制是指在沒有人直接參與的情況下，利用控制器（又稱自動控制裝置）使一裝置的工作過程或工作機械（稱為被控對象）的某一物理量或工作狀態(tài)自動地、準(zhǔn)確地按照預(yù)期的規(guī)律運行或變化。例如火炮根據(jù)雷達指揮儀傳來的信息，能夠自動地改變方位角和俯仰角，隨時跟蹤目標(biāo)進行瞄準(zhǔn)。程序控制機床能夠按預(yù)先設(shè)定的工藝程序自動地進刀切削，加工出預(yù)期的幾何形狀。電弧煉鋼爐的電極能自動地跟隨鋼水的液面做上下移動，以便與液面保持一定距離。所有這些自動控制系統(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，這就是一個控制系統(tǒng)所要解決的最基本的問題。如果將被控對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，則自動控制的任務(wù)又可概括為：使被控對象的被控量等于給定值。自動控制的實現(xiàn)要通過自動控制系統(tǒng)來完成，自動控制系統(tǒng)是指能夠?qū)Ρ豢貙ο蟮墓ぷ鳡顟B(tài)進行自動控制的系統(tǒng)。它一般由控制器和被控對象組成。被控對象是指要求實現(xiàn)自動控制的機器、設(shè)備或生產(chǎn)過程；控制裝置則是指對被控對象起控制作用的設(shè)備總體。根據(jù)自動控制系統(tǒng)有無反饋作用，可以分為兩類自動控制方式，即開環(huán)控制和閉環(huán)控制。

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