[发明专利]利用软件监测码盘数据以实现软件限位功能的方法

说明书

技术领域

本发明属于武器系统中火炮控制安全技术领域，特别涉及一种小口径舰炮随动系统利用软件监测码盘数据以实现软件限位功能的方法。

背景技术

现有的火炮特别是舰炮均具有限位保护功能。手动控制的火炮由于运转速度较低，只有机械式的限位缓冲装置。电力驱动火炮的运转控制多为速度环控制的伺服驱动系统或位置环控制的随动系统，这两种控制系统下的火炮运转速度明显较高，若只安装机械限位缓冲装置将可能在高速撞击限位时对火炮的机械结构造成不可恢复性的损坏。伺服驱动系统的限位保护除安装有机械限位缓冲外，还在机械限位缓冲装置前一定角度(即制动缓冲角)位置安装了电气限位开关，用于提前感应限位角度，并将该信号传回给伺服控制系统使电机提前制动，从而使火炮能够在机械限位位置前停止运转。但由于长期使用或维护保养不到位容易出现电气限位开关损坏失灵等情况，使火炮高速运转至限位位置时由于电气限位功能失效火炮在无缓冲制动的情况下撞击机械限位缓冲装置，同样会造成机械结构的损坏。对有人操作的火炮，甚至会对操作人员造成伤害。位置环控制的随动系统，火炮的运转速度会更高，所以做好火炮限位位置安全可靠的有效制动十分必要。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述背景技术之不足，提供一种利用软件监测码盘数据以实现软件限位功能的方法。

本发明在机械限位和电气限位的基础上，新增加了一层软件限位，实现火炮高速运转至限位位置时能安全可靠的制动，不对火炮本身及操作人员造成损害，提高火炮的可靠性和安全性。

本发明所涉及的情况主要针对具有随动系统的火炮。随动系统在是在伺服驱动系统上在增加了位置环闭环控制，由位置传感器实时的检测火炮运转的实际位置，并根据实际位置与目标位置间的误差进行控制。数字化的随动控制系统中，实际位置数据均是实时的传回到控制软件中进行数据处理。因此可在控制软件中预置限位位置值，在火炮到达限位位置时，软件即可做出判断，并相应的进行制动控制及逻辑控制，实现位置控制软件限位。

本发明采用软件限位技术方案后，主要具有如下优点：

1、在机械限位和电气限位的基础上增加软件限位能够通过多种方式制动，且各种方式互不依赖，提高了限位制动的可靠性。

2、软件限位可根据火炮使用和调试时的具体情况较方便的更改限位位置值，能适应各种情况的要求。

3、软件限位的设置有效避免了长期使用和维护保养的问题，能够长时间可靠运转。

本发明可广泛应用于各种随动系统控制的武器系统进行限位控制。

附图说明

图1：火炮限位位置示意图

图2：火炮位置控制软件限位程序流程图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行一步说明如下：

实施例

本实施例为本发明在某新型舰炮上的应用实施例。如图1所示，本发明所涉及的软件限位及电气限位、机械限位装置在某型舰炮上的安装位置示意。各种限位互相独立，互不干扰，目的是使舰炮运转至限位位置时能安全可靠的制动。图2所示为电气限位开关引入控制系统后的硬件控制原理图，电气限位开关选择的是非接触式接近开关。

本实施例的工作过程是：

首先将电气限位的接近开关安装在舰炮托架上，舰炮从正常运转范围向限位位置运转，刚到电气限位位置时，接近开关因和安装在底座或摇架上的接触块接近而起作用，开关信号接通后传回给控制系统。控制系统中的限位电路由继电器和二极管组合实现，当限位信号来时使继电器工作，断开进入限位方向的给定输出，开通退出限位方向的给定输出。可使得驱动电路部分在进入限位方向的运转立即停止。当给定方向为退出限位方向是，能够正常给定，使舰炮能够从限位区中退出。

位置控制软件限位，舰炮安装有位置传感器，能够实时的检测火炮运转的实际位置。本舰炮控制系统中，实际位置数据均是实时的传回到控制软件中进行数据处理。因此在控制软件中预置限位位置值，舰炮运转过程中，位置控制软件每当采集到一次舰炮实际位置，便将舰炮实际位置与预置限位位置值进行比较。若实际位置值未达到限位位置，则软件处于正常控制流程中。若实际位置值超过限位位置，则软件将调转至限位软件程序段，进行限位控制。限位控制程序将程序中的速度和加速度前馈变量清零，防止这两个前馈变量叠加在控制量输出环节，使控制量清零无效。同时判断速度给定值方向，若控制输出的速度给定量方向为进入限位方向则将输出给定清零，若控制输出的速度给定量方向为退出限位方向则程序正常输出，以实现位置控制软件限位。

机械限位，是在机械极限角安装机械式缓冲机构，使舰炮在多重限位设置均失控的状态下任能通过机械碰撞停止在限位极限角内。