Xét đối tượng là một cơ hệ PPK 37mm-2N cải tiến có các điều kiện: 1) Chuyển động tầm và chuyển động hướng pháo cần đưa trục nòng pháo theo các góc tầm - (t) và góc hướng - (t) để đảm bảo nhiệm vụ bắn trúng.
2) Máy tự động của hai thân pháo hoạt động độc lập (khi bắn có thể xảy ra hiện tượng lệch pha giữa hai thân pháo hoặc đạn chỉ được bắn bởi một thân pháo).
Nội dung bài toán:
Xác định mô-men truyền động( u ; u )T H để cơ hệ pháo thực hiện chuyển động (t) và (t) mong muốn.
Yêu cầu và phương pháp giải quyết bài toán:
1) Xây dựng mô hình tính toán ĐLH cơ hệ pháo khi xem hai thân pháo là độc lập và giải bài toán ĐLH ngược xác định đặc tuyến mô-men truyền động. - Xây dựng mô hình không gian cơ hệ PPK 37mm-2N cải tiến. Xây dựng mô hình khảo sát và mô hình tính toán bài toán ĐLH cơ hệ PPK 37mm-2N khi coi hai thân pháo là độc lập;
- Nghiên cứu đề xuất phương pháp giải và xây dựng thuật toán giải bài ĐLH ngược để xác định mô-men truyền động;
- Mô phỏng, khảo sát xác định các đặc tuyến mô-men truyền động trong các trường hợp bắn khác nhau, tổng quát hóa đặc tuyến mô-men phát đông.
2) Điều khiển chuyển động tầm và hướng pháo dựa trên mô hình đã được xây dựng, mô phỏng số và thử nghiệm thực tiễn đánh giá tính ổn định và độ chính xác của các chuyển động ngắm.
Kết luận chương 1
Chương 1 đã trình bày tổng quan về chuyển động của một số loại pháo PKTT, trong đó đi sâu phân tích cấu trúc, đặc điểm và yêu cầu làm việc của chuyển động tầm và chuyển động hướng PPK 37mm-2N cải tiến. Bên cạnh đó,
chương 1 cũng đã phân tích một số công trình nghiên cứu có liên quan về ĐLH và điều khiển chuyển động tầm và chuyển động hướng của pháo.
Từ nghiên cứu tổng quan, chương 1 đã đặt ra bài toán ổn định chuyển động tầm và chuyển động hướng của pháo PPK 37mm-2N đó là: Xác định mô- men truyền động tầm và truyền động hướng để cơ hệ pháo thực hiện các chuyển động tầm và hướng mong muốn.
Nội dung và phương pháp giải quyết bài toán được đưa ra dựa trên các khái niệm về ổn định chuyển động của một hệ động lực và lý thuyết ổn định chuyển động của cơ hệ được điều khiển.
Một số kết quả nghiên cứu có liên quan được dẫn chứng trong chương 1 đã được NCS công bố trong các công trình khoa học số 1, 2 và 4.
Chương 2
MÔ HÌNH TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC PHÁO PHÒNG KHÔNG 37MM-2N CẢI TIẾN
Như đã phân tích trong chương 1, việc xây dựng mô hình ĐLH có ý nghĩa đặc biệt quan trọng khi nghiên cứu ổn định chuyển động. Mô hình ĐLH được xây dựng càng sát với thực tế sẽ cho kết quả giải chính xác nhất.
Pháo PK 37mm-2N có hai thân pháo, máy tự động của hai thân pháo hoạt động độc lập. Khi bắn có thể xảy ra các trường hợp như sau:
- Hai thân pháo bắn đồng thời;
- Hai thân pháo bắn không đồng thời (có sự lệch pha thời điểm phát hỏa); - Đạn được bắn bởi một thân pháo do các nguyên nhân làm đạn không nổ. Về lý thuyết, mô hình ĐLH cơ hệ pháo cần được xây dựng tổng quát, từ đó khảo sát cho các trường hợp bắn khác nhau. Tuy nhiên, do đặc điểm cơ hệ pháo và đặc điểm làm việc của hai thân pháo, để xây dựng được mô hình tổng quát cho 3 trường hợp bắn như trên sẽ gặp nhiều khó khăn.
Theo tài liệu [52], mô-men truyền động pháo được xác định bởi:
h DH CH CRH t DT CT CRH CB M M M M M M M (2.1) trong đó:
- MDHvà MDT tương ứng là mô-men động trên các trục quay hướng và tầm. - MCH và MCT tương ứng là mô-men cản tĩnh trên trục quay hướng và tầm:
CH CH PB MSH CT CT PB MST M M M M M M (2.2) với:
- MCH PB và MCT PB tương ứng là mô-men cản tĩnh của các lực sinh ra do tác động của phát bắn đối với trục quay hướng và trục quay tầm;
- MCRH và MCRT tương ứng là mô-men lực quán tính Coriolis đối với trục quay hướng và tầm (xuất hiện khi có chuyển động tịnh tiến của khối lùi).
- MCB là mô-men cân bằng của cụm lò xo cân bằng tầm (MCB được tính toán theo đặc tính làm việc của cụm lò xo cân bằng tầm).
Do đặc điểm máy tự động của hai thân pháo làm việc độc lập nên các thành phần mô-men MCH PB ; MCT PB ; MCRH; MCRT sinh ra từ phát bắn trên từng thân pháo sẽ được xác định khi bắn từng thân pháo độc lập. Do vậy, trong luận án này mô hình ĐLH cơ hệ pháo trong trường hợp bắn một thân pháo được nghiên cứu làm cơ sở tính toán cho các trường hợp bắn khác nhau.
2.1. Mô hình nghiên cứu động lực học pháo phòng không 37mm-2N cải tiến khi bắn một thân pháo
Để thuận tiện cho nghiên cứu, tên gọi các thân pháo được quy ước như sau:
- Thân pháo phải: Là thân pháo bên phải khi nhìn theo hướng từ trục tai máng pháo đến đầu nòng pháo;
- Thân pháo trái: Là thân pháo bên ttrái khi nhìn theo hướng từ trục tai máng pháo đến đầu nòng pháo;