自动调平系统

出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册下册》第2457页（1762字）

(1)系统功能

液压调平系统用于火炮上，是使火炮由行军状态转入战斗状态，并使火炮处于水平状态，其目的是提高火炮随动系统的跟踪精度和提高射击命中率。

液压调平系统若用于火控车辆上，当火控车辆进入阵地转入战斗状态时，使其车辆处于水平的稳定在工作位置上。

这两种用场的调平系统均为三点调平，系统工作原理和组成，基本相同，所以后文以火炮调平为例。

(2)系统组成

·液体气泡水准仪，它作为系统的检测器件安装于炮车上，此水准仪又称电子水准仪。

·电源供电给电子放大器和电子水准仪。

·电子放大器组合，用于放大电子水准仪测量的水平状态信号，它分为横轴和纵轴两个通道，控制触发器和继电器，接通电磁阀的电路，控制电磁阀的动作。

·快慢控制阀和液压锁，用以控制液体流向起重缸的流量，从而控制该缸活塞升降速度。

·起重缸用来支承全炮重量和调平时的起落(升降炮车)。内部有一个拉簧，以防止行军状态时，炮车冲击使其活塞下落。

·液压站为系统(包括电动和手动)供油。

(3)动作原理(见图47．1－4)

图47．1－4 调平系统原理图

由图47．1－4可知，该系统类似于误差控制的位置系统，但实际上又属于开关型(非线性)控制系统。当火炮调平后系统停止工作，火炮在射击过程中，系统处于闭锁状态。炮车由三个起重缸支承，前臂缸为调平基准，后臂左右两个缸分别负责纵向和横向调平。

水准仪中装有导电的液体和汽泡，依据对水平状态时的角偏离值，液体与气泡相应地流动，以改变节点3－2和3－5之间的电阻值。当炮车处于水平状态时，两节点间的电阻值相等。水准仪的这两个电阻与电源变压器T11的8－9－10的两个绕阻构成了电桥。当火炮不水平时，电桥破坏平衡，而有电流通过电阻R。R输出端的电压是基准值与实际值的差(它提供两个控制量，其一是振幅，它反映误差大小。其二是相对于基准电压的相位差，它决定了控制的方向)。该电压进入电子放大器TA1096(J2)，经过放大和相敏整流，然后使两个触发器之一翻转，继电器K18或K20吸合(一个对应炮车下落，一个对应炮车上升)。继电器接通相对应的电磁铁KM₂的某侧电路，电磁阀打开左或右边的油路，途径快慢控制阀到达液压缸某一腔，使火炮上或下移动直到趋于水平，水准仪的检查误差逐渐减小直到门限值(规定死区)，电桥逐渐趋于平衡，调平结束。

(4)调平的物理过程

由系统的组成可知，系统中存在许多惯性滞后器件如继电器、电磁铁，滑阀的液动阻力，油的惯量等都是延时环节。当调平自动进行时，必须适当控制通向起重缸的流量，否则将造成系统的振荡，因此在通往起重缸的回路中设置了孔径为0．6mm的节流器即慢动阀，当系统快速调平趋近水平时，将快慢控制阀置于慢动位移，系统方能稳定在水平上(见图47．1－5)。

图47．1－5 调平过程示波图

这类系统不是通常的连续控制而是开关型控制，要建立数学模型，用描述函数来分析。此处给出一个稳定调平的关系式。

T₀≥τ

T₀——对应水准仪死区液压缸活塞走过的时间

τ——系统中所有滞后环节的总时间常数