книги из ГПНТБ / Преснухин, Леонид Николаевич. Основы теории и проектирования приборов управления учебное пособие для машиностроительных и энергетических вузов

полуавтоматического привода с переменными ценами оборота .ма­ ховика уменьшилась в 3—4 раза по сравнению с предыдущим при­ водом. Однако периоды ошибок из-за очень малых цен оборота маховика наведения несколько увеличились.

§ 18. Преобразование координат

Координаты цели после их измерения в системе приборов уп­ равления артиллерийским огнем претерпевают ряд преобразова­

ний. О преобразованиях, связанных с переходом от одной систе­

мы координат к другой, сказано в § 9.

Если координаты цели поступают в прибор в сферической си­

стеме, то при переходе к другим системам координат решают сле­ дующие уравнения:

При переходе от цилиндрической системы к прямоугольной ре­

шается система двух уравнений:

X=dcos^, 1

(127)

F=dsinp. I

Обратные преобразования встречаются лишь в том случае,

когда задача встречи решается в прямоугольной системе- В этом

90 Глава II. Текущие координаты, цели и ввод их в прибор

случае от упрежденных координат, полученных в прямоугольной системе, приходится переходить к упрежденным координатам в цилиндрической системе. При этом, как указывалось в § 9, решает^ ся система уравнений (18).

Ко второму виду преобразований прибегают в тех случаях, ког­ да прибор, измеряющий координаты цели, на значительное рас­ стояние удален от артиллерийской установки, для которой реша­ ются задачи. Этот вид преобразований сводится к учету смещения

начала координат одной системы (орудийной) относительно дру­ гой (приборной).

триваемая нами пространственная задача разбивается на две: ли­ нейную задачу по учету вертикального отстояния и плоскую задачу по учету горизонтального отстояния.

Из фиг. 49 следует, что высота полета цели относительно точки

стояния орудия равна алгебраической сумме высоты, измеренной

SO'U!' равен ро.

Решение этого треугольника осуществляется как самостоятель­

но, так и совместно с решением упредительного треугольника (ПУАЗО К-40)

В некоторых случаях (ПУАЗО-З) косоугольный треугольник

СО'Ц" преобразуют в прямоугольный О'О"Ц" (фиг. 50).

в кинематических цепях Хс, ¥с и Нс. В результате суммирова­ ния получают искомые координаты Хо, ¥0 и Но.

Преобразование координат, связанное с учетом качки корабля, производится как в схемах ПУС артиллерии главного калибра, так и в зенитных схемах, в сферической системе координат. При этом преобразованию подлежат только угловые координаты.

В схемах главного калибра нестабилизированный курсовой угол 9„с, измеренный визиром центральной наводки, установлен­ ным в командно-дальномерном посту, для обеспечения точного ре­ шения задач в ЦАС необходимо преобразовать в стабилизирован­ ный курсовой угол <ус. Затем вычисленные в ЦАС по стабилизиро­

В схемах ПУС зенитного калибра решаются также две задачи по преобразованию координат, связанные с учетом качки корабля. В первой из них нестабилизированные курсовой угол диси угол ме­ ста цели £кс, измеренные визирами целеуказания, установленными на одном из мостиков корабля, преобразуются в стабилизирован­ ные и передаются как целеуказание на СПН (стабилизированный пост наводки).

Вторая задача преобразования аналогична задаче главного ка­

ных орудий.

Параметрами, характеризующими качку корабля во всех пере­ численных задачах, могут быть:

яр — угол килевой качки, измеренный в диаметральной плос­ кости корабля, и

бг—угол бортовой качки, измеренный в вертикальной плоско­

сти, или фг—угол килевой качки, измеренный в вертикальной плос­

кости, и О—угол бортовой качки, измеренный в плоскости шпангоута.

В зависимости от ориентации на корабле осей карданного под­ веса гировертикали измеряются ф и 6Г или фг и 0. ■

Кроме того, углы качки корабля могут измеряться при помощи оптических приборов путем визирования по горизонту.

При этом измеряются:

е—угол крена, измеренный в вертикальной плоскости визиро­

вания, и

решении, значительно больше перечисленных выше из-за того, что

на кораблях применяются как двухосные, так и трехосные визиры и артиллерийские орудия.

Трехосные системы имеют дополнительную ось, параллельную плоскости палубы корабля и лежащую в плоскости визирования у

визиров и в плоскости стрельбы у орудий. Эти трехосные системы

иногда называют полустабилизированными.

Фиг. 53. Учет качки в сферической системе координат.

На фиг. 53 приведены основные углы, участвующие в преобра­ зовании координат зенитной цели. Сферу единичного радиуса с центром в точке О пересекают две плоскости, проходящие через точку О: горизонтальная плоскость и плоскость палубы корабля.

Указанные плоскости пересекаются между собой по линии узлов.

лучившихся от пересечения сферы с плоскостями, проходящими че­ рез точку О. На дугах этих кругов указаны соответствующие им

углы, участвующие в преобразовании координат.

Перечисленные ранее задачи преобразования угловых коорди­ нат на корабле решаются с помощью механических сферических построителей, воспроизводящих все требуемые углы по методу

В последнем случае, пользуясь теоремами сферической триго­

нометрии, выводят математические зависимости между интере­ сующими нас углами. Таким путем были, например, получены сле­ дующие формулы, необходимые для проектирования зенитных пре­ образователей координат:

Как показал опыт проектирования и эксплуатации, преобразо­ ватели координат с механическими сферическими построителями наряду со сравнительно простой конструкцией обладают рядом не­ достатков:

1)практически трудно сделать сферический построитель нужной жесткости;

2)построители допускают малые пределы углов качки;

3)трудны осмотр и замена электрических элементов, вмонтиро­

ванных внутрь сферического построителя; 4) при больших углах *естам и углах возвышений имеются зна­

чительные мертвые зоны, в которых невозможно преобразовать ко­ ординаты;

5)следящие системы, имеющиеся обычно в преобразователях, работают в тяжелых и непостоянных условиях, что затрудняет их регулирование;

6)в сферических построителях неизбежно приходится исполь­

зовать несколько последовательно работающих следящих систем, что вызывает существенные ошибки в преобразовании координат.

Преобразователи координат аналитического типа, решающие,

например, уравнения (138) —(141), большинством указанных не­ достатков обладать не будут, но они получаются значительно слож­ нее сферических построителей в конструктивном оформлении.

98 Глава III. Определение параметров движения цели

Механизмы преобразования координат в свою очередь вносят дополнительные погрешности в изучаемые координаты. Поэтому скорость изменения величины, поступающей на вход узла, предназ­ наченного для определения параметров движения цели, может зна­ чительно отличаться от скорости изменения соответствующей коор­ динаты. Пусть, например, координата 0 измеряется и вводится в

2—6 д. у./сек., что сравнимо, а иногда и превышает скорости изме­ нения угловых координат на большей части курса.

Если в приборе, не предусмотрено надлежащих сглаживающих устройств, то и в упрежденных координатах, а следовательно, и в выходных данных прибора будут иметь место значительные по­

грешностиНапример, если полетное время снаряда равно 8—

12 сек., то указанная ошибка в скорости может привести к появ­ лению погрешности в угле горизонтального наведения орудия, рав­ ной примерно 16—72 д. у.

Таким образом, ошибка входных координат, пройдя через ПУАО, не имеющее сглаживающих устройств, увеличится в 16— 35 раз. При таких выходных ошибках эффективность артиллерий­ ского огня будет недопустимо низкой.

Радикальным средством, существенно уменьшающим случайные динамические погрешности прибора, является сглаживание пара­ метров движения цели. При изучении схем узлов, определяющих параметры движения цели, удобно предполагать следующую по­ следовательность получения сглаженных параметров:

а) определение мгновенных (несглаженных) значений скоро­ стей изменения координат;

б) вычисление по координатам и мгновенным значениям их скоростей несглаженных параметров движения цели;

в) сглаживание параметров движения цели.

Вчастном случае, когда параметрами движения цели являются

скорости изменения прямоугольных координат цели, необходимость

вэтапе (б), естественно, отпадает.

Вреальных схемах ПУАО некоторые этапы указанной после­ довательности могут быть объединены. Так, например, дифференци­ рование прямоугольных координат цели и их сглаживание могут осуществляться одним дифференцирующе-сглаживающим устрой­ ством или вычисление параметров движения цели по мгновенным

скоростям координат и сглаживание параметров — одним счетно­

решающим устройством, имеющим следящие системы с динамиче­

скими характеристиками, обеспечивающими надлежащее сглажи­