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

ожидать, что при некоторых маневрах цели наводчику придется вращать маховик со скоростью <»п1ах, но скорость вращения выходного вала фрикциона никогда не будет достигать макси­ мально возможного значения о)фтах. В тех случаях, когда при­

нимается Xj = Xf, следует ожидать, что при некоторых маневрах цели скорость вращения выходного вала фрикциона будет достигать значения <ифтах, а скорость вращения маховика никогда не будет равна ®тах.

Коэффициент k, входящий в уравнение (94), следует выбирать так, чтобы условие Xi = ==X* ‘* имело место в момент, когда цель

находится в средней части рабочей зоны прибора. При этом на про­

тяжении всего времени слежения и при любом маневре цели цена

оборота маховика будет достаточной для осуществления слежения

и будет использоваться в работе большая часть диска фрикцион­ ного механизма.

• Указанный ход решения задачи легко выполнить графически.

Сначала строят графики абсолютных значении и

в зависимости от координат цели в пространстве. Далее на этих графиках изменяют масштаб в соответствии с формулами (92)

и (94). Наконец, на этих графиках проводят кривые, совпадающие с Xi на участках, где М , и с ' Хх, где Д1 >ХЬ Эти кривые и будут графиком функции (95).

От графика функции (95) можно перейти к графику зависимо­ сти передаточного отношения от маховика к валу с ценой оборота Хо путем изменения масштаба, так как

Обычно Zsrain очень мало. Поэтому следует принять минимальное

передаточное отношение вариатора равным нулю. Задавшись мак­

симальным передаточным отношением вариатора iB „и, можно определить передаточное отношение дополнительных пар в цепи между дифференциалом полуавтоматического привода и выходным

валом привода с ценой оборота Хо.

• г2 шах

Ч = Ц------У—

1в шах сд12

В i4 могут входить как передаточные отношения пар, стоящих перед вариатором, так и пар, стоящих после него. Чаще всего вход­ ной вал вариатора непосредственно соединяется с выходным ва­

70 Глава II. Текущие координаты цели и ввод их в прибор

лом полуавтоматического привода. Следовательно, передаточное от­ ношение вариатора определяется по формуле

ханизма, на который подаются координаты цели.

Зная зависимость (аналитическую или графическую) переда­

точного отношения вариатора iB от угла у или линейного переме-

Фиг. 38. Полуавтоматический привод с перемен­ ными ценами оборота маховика.

щения тяги, изменяющих это передаточное отношение, или обрат­ ную зависимость, т. е. Y=f(4), можно рассчитать функцию, по ко­

торой должен быть построен кулачок.

Составим далее последовательность вычисления передаточных

чисел зубчатых передач, входящих в схему полуавтоматического привода с переменными ценами оборота маховика наведения.

На схеме фиг. 38 1—полуавтоматический привод, 2—вариатор,

изменяющий цены оборота маховика наведения, 3—кулачковый ме­ ханизм, изменяющий передаточное отношение вариатора.

Как и в предыдущем параграфе, задаются Гл и i3. Последнее

передаточное отношение берут близким к единице. При построении

графиков Xi от координат цели мы задавались коэффициентом k,

Из этой формулы видно, что

Передаточное отношение it можно вычислить по несколько пре­ образованной формуле (97):

Рассчитанные параметры привода обеспечивают хорошее сле­ жение за целью, но при этом не учитываются условия ввода на­ чального значения координаты и последующей работы в период переходного процесса в приборе.

Для ввода начального значения координаты этот привод дубли­ руется ручным приводом. Отключают полуавтоматический привод обычно при помощи рычага, имеющегося на рукоятке маховика.

Перед включением ручного привода для поимки цели ролик

фрикциона в полуавтоматическом приводе 1 (фиг. 38) ставят в цен­ тральное положение, при котором скорость вращения выходного вала равна нулю.

Цену оборота маховика, обеспечивающую наиболее быстрый ввод начального значения координаты, вычисляют по тем же фор­

мулам, что и при расчете ручного привода, но в этом случае учиты­ вают, что передаточное отношение вариатора равно своему макси­ мальному значению. Для этой цели кулачковый механизм должен

иметь приспособление, позволяющее перемещать щуп в момент ввода начального значения координаты в положение, при котором передаточное отношение вариатора максимально.

§ 15. Выбор параметров индикаторных устройств

Основным параметром любого индикаторного устройства как элемента систем слежения является М — цена оборота луча зре­ ния человека, наблюдающего за его показаниями.

Для различных типов индикаторных устройств этот параметр связан с их конструктивными характеристиками зависимостями

(37)-(40).

72 Глава II. Текущие координаты цели и ввод их в прибор

При анализе экспериментально полученных ошибок слежения

выявлено, что для получения малых значений ошибок и периодов необходимо цену оборота луча зрения делать по возможности ма­

лой. При этом имеются условия, ограничивающие возможные зна­ чения Х4. В системах слежения таких условий два:

1) с целью получения малых значений периодов ошибок слеже­

2) для обеспечения нормального перехода от работы по грубо­ му отсчету к работе по точному необходимо, чтобы максимально возможные ошибки слежения, получающиеся при первом виде ра­

боты, укладывались в половину предела работы точного отсчета.

При установлении связи между максимально возможной ошиб­ кой и среднеквадратичной необходимо учесть, что среднеквадратич­ ная ошибка у наименее квалифицированного наводчика может быть в 3—4 раза больше средней величины Eq, вычисленной по фор­ муле (52), кроме того, примем в первом приближении, что ошибки подчиняются нормальному закону распределения. При этом, допу­ щении можно считать, что практически предельная ошибка слабо подготовленного наводчика, получающаяся при средних условиях работы, будет в 10—12 раз больше среднеквадратичной Eq.

Если же условия слежения в момент указанного перехода будут тяжелее, чем средние, при которых проводились описанные выше

нительно увеличиться. В связи с этим следует считать, что макси­ мально возможные ошибки слежения могут быть больше Eq при­ мерно в 30 раз.

При вычислении Eq по формуле (52) следует принимать Х4, со­ ответствующую индикаторному устройству грубого отсчета, a Х4— равную цене оборота маховика, которая обычно используется в процессе слежения. Таким образом, в данном случае предполагает­ ся, что после ввода начального значения координаты с помощью ручного привода, имеющего цену оборота маховика, равную Х^,

происходит слежение по грубому отсчету с основным приводом, имеющим цену оборота маховика Хь

Применительно к оптическим визирам неравенство (103) имеет вид

За грубый отсчет в данном случае следует принимать имею­ щийся обычно на оптических визирах механический прицел (Г=1),

а за точный отсчет — собственно оптический визир, причем половина его поля зрения примерно равна

При этом, чтобы 30-кратные ошибки Ед не превышали половину поля зрения визира, необходимо выполнение неравенства

Следовательно, увеличение визира должно быть в пределах: а) для привода с Т=<х>

При выборе конкретного значения увеличения визира необхо­ димо иметь в виду, что чем больше увеличение, тем меньше ошибки

слежения. Но это не означает, что всегда нужно ориентироваться на- верхние пределы неравенств (107) и (108).

В ряде случаев визиры предназначены для слежения за целями,, имеющими большие видимые размеры и нечетко выраженную кон­ фигурацию. В этом случае при большом увеличении цель может закрыть все поле визира, и при отсутствии четко выраженных то­ чек прицеливания на ее поверхности наводчику будет трудно осу­ ществлять слежение.

Увеличение может быть уменьшено относительно верхнего пре­ дела и по конструктивным соображениям.

Конструкция элементов систем слежения может быть такой, что механический прицел значительно удален от окуляра оптического, а при этом на переход от работы с первым прицелом к работе со

74 Глава II. Текущие координаты цели и ввод их в прибор

вторым потребуется значительное время. За это время ошибка сле­ жения может существенно увеличиться и превысить половину поля зрения визира, что вызовет необходимость повторной поимки цели. В некоторых же случаях, когда продолжительность процесса слеже­ ния за целью очень мала, этого допустить ни в коем случае нельзя. Следовательно, и увеличение визира следует брать меньше верхне­ го предела, допустимого неравенствами (107) и (108).

Чрезвычайно большими кратностями увеличения (больше 30х) не всегда целесообразно пользоваться также и потому, что в этом случае в визир будут видны вибрации системы, на которой он уста­ новлен, и колебания воздуха, а это будет мешать работе наводчика.

Наконец, необходимо учитывать также параметры визиров или объективов и окуляров, выпускаемых промышленностью, с тем что­ бы при решении указанного вопроса по возможности ориентировать­ ся на один из них.

Все это заставляет в большинстве случаев принимать увеличение

визира, близкое к средним значениям зоны, указанной на фиг. 39. Конструктивное оформление визира зависит от способа крепле­ ния его на приборе. В случае крепления визиров с торца трубы, вращающейся по углу места цели, применяют визиры, у которых угол между оптическими осями объектива и окуляра равен 90е (фиг. 40). При креплении визиров непосредственно на трубе для создания большего удобства в работе наводчика угол между ука­ занными оптическими осями следует брать близким или равным

120°. Такой визир показан на фиг. 41.

Преимуществом первого метода крепления визира является не­ подвижность окуляра относительно глаза наводчика при изменении

является вращение перекрестия нитей визира в поле зрения при из­

менении угла места цели. Вследствие этого наводчику труднее ко­ ординировать воздействие на маховик с наблюдаемыми в визир ■отклонениями цели от линии визирования.

Второй метод крепления визира этим недостатком не обладает,

однако ему присущ другой: при изменении угла места цели изме­ няется направление оптической оси окуляра и перемещается в про­ странстве сам окуляр. Для того чтобы перемещения головы навод­ чика были при этом наименьшие, ось АБ, вокруг которой вращает­ ся по углу места визирная система, должна проходить через верх­ ний шейный позвонок наводчика.

Все визирные устройства необходимо снабжать резиновыми на­ глазниками, предохраняющими глаза наводчика от посторонних

лучей света, и светофильтрами для предохранения глаз от слепя­ щего действия лучей солнца и прожекторов.

Устройство для крепления визиров на приборе должно иметь приспособление, позволяющее согласовать оптические оси двух ви­ зиров между собой и с нулевыми отсчетами соответствующих шкал в счетно-решающих механизмах.

При измерении координат цели радиолокатором и при вводе этих координат в прибор применяются устройства совмещения стре­ лок с индексами или стробами электронно-лучевых трубок, имеющих круговую развертку. Эти устройства обычно имеют по две шкалы

совмещения: одну грубого отсчета, а другую—точного.

Цена оборота стрелки на грубом отсчете принимается равной полному диапазону измерения координаты, по которой происходит слежение. Цена же оборота стрелки на точном отсчете должна быть взята по возможности малой, так как это обеспечит большую точ­

ность слежения.

Условиями для выбора цены оборота стрелки точного отсчета будут те же два условия, которые фигурировали при расчете уве­

личения визира. В данном случае эти два условия примут несколь­ ко иной вид.

1. Для того чтобы периоды ошибок слежения были малыми, необходимо соблюдать неравенство

76 Глава II. Текущие координаты цели и ввод их в прибор

явиться ошибки слежения, соответствующие одному обороту стрел­

прямой, но выше соответствующей пунктирной кривой.

Из графика видно, что указанные неравенства не противоречат друг другу только при больших значениях Хь Так, для привода с Т=оо цена оборота маховика должна превышать 21 д. у./об, а для

полуавтоматического привода—11 д.у./об. Это означает, что при малых значениях Xi и со шкалами совмещения только грубого и' точного отсчетов нельзя подобрать такую цену оборота стрелки точного отсчета, при которой и периоды ошибок будут малыми, и нормально будет происходить переход от работы по грубому от­ счету к работе по точному. Удовлетворить оба неравенства можно только введением дополнительных шкал среднего отсчета.

Указанные выше предельные значения Aj можно уменьшить,

если диапазоны изменения координаты меньше 6000 д. у., а диаметр шкал совмещения грубого отсчета больше 120 мм. Кроме сказан­ ного, при окончательном выборе значения А"т следует также учесть,

что по конструктивным соображениям необходимо, чтобы цена оборота стрелки точного отсчета была выражена круглым числом единиц, десятков или сотен, при этом цена малого деления

78Глава II. Текущие координаты цели и ввод их в прибор

3)шкалы и другие предметы, находящиеся на рабочем месте,

были освещены равномерно. Неравномерность освещенности рабо­ чих мест (отношение наименьшей освещенности к наибольшей)

допускается не ниже 1/3.

Шкалы совмещения следует делать черного цвета, а деления и

цифры на них — белого или светло-желтого. Поверхность шкал должна быть матовой. Наименьшая толщина делений и цифр дол­ жна быть такой, при которой параллактический угол, под которым

Совмещаемые наводчиком стрелка и индекс должны находить­

ся в одной плоскости, с тем чтобы смещение глаза человека в ту или другую сторону не вызывало ошибки рассогласования. Отсчет­ ные риски на них должны быть достаточно тонкими, а главное—- четкими.

Основной инструментальной погрешностью, которая может при­ вести к появлению ошибок слежения, является несовпадение осей вращения совмещаемых деталей — индекса и стрелки. Это имеет особенно большое значение в радиолокационных системах, где.

трудно получить совпадение центра окружности, по которой пере­ мещается строб, с центром вращения индекса, совмещаемого чело­ веком со стробом.

По кинематической схеме шкалы совмещения могут быть вы­

совмещается со стрелкой 3, вращающейся от принимающего син­ хронной передачи 5 или от механизмов прибора.

Введенная в прибор величина отсчитывается по шкале 2 отно­

сительно неподвижного индекса 1. Шкала может быть также и не­ подвижной, тогда отсчет производится по положению стрелки 4-

Во втором варианте (фиг. 44) стрелка 2 совмещается с непо­ движным индексом 1. Вращение на стрелку поступает с дифферен-