基于能量模型的某控制系统应用

针对应用过程中火炮控制工作原理难以理解，学员拓展能力不强，维修技能不精等问题。依据其控制关系，从能量转化控制的角度来分析系统，简化系统的控制模型，提高应用效果。

【关键词】能量转化 火炮控制原理 自动控制

1 引言

科学技术改变了人类作战方式。初期人类都是用大刀长毛直接战斗，而后武器变得越来越大、越来越重。同时，人类认识世界改变世界的能力也越来越强，火炮控制系统就是典型的利用控制的方式来改变能量转化形式，实现威力大的火炮自动控制。

目前，装备了自动控制系统的火炮，有效缩短了瞄准时间、提高了行进间的作战能力，而系统的维修保障变得越来越复杂，需要维修人员掌握系统的控制原理及维修方法。在应用过程中，由于学员缺乏自动控制原理的理论知识，掌握其工作原理只能从信号的传递关系来简单描述，造成学员理解不深，拓展能力不强，维修技能不精等应用问题。为此，本文从能量转化控制的角度来分析系统的控制，简化系统的控制关系，提高应用效果。

2 火炮控制基本原理

在火炮控制系统中，当车体行进中，由传感器部件陀螺来测量其偏离稳定位置的信号，经过炮控箱、控制盒转化处理，输出信号控制电机放大机改变其输出电压的大小及极性，输入到电动机转动带动火炮运动。在瞄准过程中，搬动操纵台产生瞄准信号，进化转化处理，也是改变电动机的电压，进而改变火炮的瞄准位置。具体的原理结构如图1所示。

3 原理化简

从原理上逆序分析，火炮的运动实际上电动机电压的改变，电动机的电压来自电机放大机，而电机放大机实际上是由电动机和发电机同轴组成的特种电机，通过电动机将电能转化为机械能，而同轴的发电机又将机械能转化为电能。电机放大机则是由车辆发电机提供电能，车辆发电机由发动机带动。在控制关系中，一是控制能量转化的开启或关闭，而是控制能量转化的效率。其简化的关系如图2所示。

4 总结

通过火炮控制原理分析，从能量转化角度建立系统的控制关系，简化了火炮控制原理，便于学员理解掌握。同时，可以引导学员自行分析其他装备的控制关系，培养拓展能力，提高应用效果。

参考文献

[1]朴慧京.ZTZ96A式坦克火控系统构造原理与修理[M].北京：国防工业出版社，2013.

[2]施金良，刘飞，许弟建，谢东.变频调速数控机床主传动系统的功率平衡方程[J].机械工程学报，2010（03）.

[3]刘飞，刘军，何彦.基于参考功率曲线的大型工件加工进度状态信息的自动采集新方法[J].机械工程学报，2009（10）.

作者简介

程延伟（1981-），男，山西省大同市人。博士學位。讲师。研究方向为自动控制。

作者单位

1.陆军装甲兵学院士官学校 吉林省长春市 130117

2.陆军第八综合训练基地 山东省济南市 250022