[发明专利]智能高精度容错式自驱炮塔系统

说明书

本发明涉及智能高精度容错式自驱炮塔系统，包括智能系统和高精度容错式炮控伺服系统两部分；智能系统主要由火控系统和通信系统组成，与智能技术相结合，除了传统火控和通信的功能外，通信系统能够在光瞄和周视仪被击毁的情况下，能够借助其他友车测量的信息和友车的位置，利用通信测距一体化技术和相位定位技术，确定自己的位置和目标的位置，然后再借助友车的光瞄系统进行火力打击；高精度容错式炮控伺服系统由自驱座圈系统和高低向伺服系统组成，它们与容错电机系统集成化设计，实现炮塔系统的自我驱动；与传统方案相比，消除了传动间隙、振动、噪声、磨损，提高了炮塔伺服系统精度、传动效率和智能化，提高了战斗效力和战场生存率。

所属技术领域

本技术发明涉及伺服控制技术领域，具体为一种智能高精度容错式自驱炮塔系统。

背景技术

为了提高炮塔的响应速度，其伺服系统动力部件通常采用高速电机，这就需要增加多级减速器来放大输出转矩来带动载荷运动。众所周知，采用多级齿轮减速会使得炮塔系统传动精度降低、振动与噪声增加等问题，而且齿轮传动装置中不可避免地存在传动间隙、齿轮弹性形变和磨损问题，并且采用此方案会增加系统制造工艺难度和装配难度，也会进一步提高座圈的后续使用维护成本。同时上述传动链中的非线性环节对火控系统的稳定性、低速性能和稳定精度会产生重大影响，这就制约了炮塔以及火控系统性能的发挥，进而降低了战场生存率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的技术的不足，提供一种智能高精度容错式自驱炮塔系统。

本技术发明通过如下技术方案予以实现：

提供一种智能高精度容错式自驱炮塔系统，其特征在于包括智能系统和高精度容错式炮控伺服系统两部分；智能系统主要由火控系统和通信系统组成，与智能技术相结合，除了传统火控和通信的功能外，通信系统能够在光瞄和周视仪被击毁的情况下，能够借助其他友车测量的信息和友车的位置，利用通信测距一体化技术和相位定位技术，确定自己的位置和目标的位置，然后再借助友车的光瞄系统进行火力打击；高精度容错式炮控伺服系统由自驱座圈系统和高低向伺服系统组成，它们与容错电机系统集成化设计，实现炮塔系统的自我驱动；与传统方案相比，消除了传动间隙、振动、噪声、磨损，提高了炮塔伺服系统精度、传动效率和智能化，提高了战斗效力和战场生存率。

所述自驱座圈系统包括容错电机系统、位置传感器、滑环、载荷；容错电机系统由容错电机、容错驱动拓扑和容错控制器三部分组成，容错电机+容错驱动拓扑+容错控制算法这种三重容错结构使方位向座圈系统具备带故障运行能力，在容错电机或者容错驱动拓扑单独或者同时发生故障时，通过采用容错控制技术，均能保证系统具备一度故障容差和一度故障运行能力，主要实现高功率密度、高可靠运行；采用容错电机与座圈一体化设计，实现了座圈的自我驱动，取消了传动机构，从而消除了传统座圈的传动间隙，实现了高精度和高效率运行。

所述容错电机由定子和转子两部分组成，其特征是所述容错电机定子与支撑轴承外圈、所述滑环定子相连，然后通过支撑轴承连接件一起固定到车体上，所述容错电机定子绕组与所述容错驱动拓扑相连；所述容错电机转子与支撑轴承内圈及座圈法兰相连，并分为传感器端和输出端。

所述位置传感器包括定子和转子两部分，所述位置传感器转子与所述容错电机转子传感器端相连，其特征是所述位置传感器转子输出端与所述载荷相连；所述位置传感器定子与所述滑环定子相连。通过容错电机转子的运动带动位置传感器转子运动来检测座圈的位置和速度。

所述高低向伺服系统包括容错电机系统、位置传感器、伺服机构；容错电机系统由容错电机、容错驱动拓扑和容错控制器三部分组成，容错电机+容错驱动拓扑+容错控制算法这种三重容错结构使高低向伺服系统具备带故障运行能力，在容错电机或者容错驱动拓扑单独或者同时发生故障时，通过采用容错控制技术，均能保证系统具备一度故障容差和一度故障运行能力，主要实现高功率密度、高可靠运行；采用容错电机与伺服机构一体化设计，实现了高低向伺服系统的自我驱动，取消了传动机构，从而消除了传统高低向伺服系统的传动间隙，实现了高精度和高效率运行。