DOI: https://doi.org/10.37129/2313-7509.2025.23.6

УДК 621.3:623:4

КЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДОМ ПОВОРОТУ МАНІПУЛЯТОРА В СИСТЕМІ АВТОМАТИЗОВАНОЇ ПОДАЧІ БОЄПРИПАСІВ САМОХІДНОЇ АРТИЛЕРІЙСЬКОЇ УСТАНОВКИ CAESAR

У статті розглянуто вдосконалення системи автоматизованої подачі боєприпасів у самохідній артилерійській установці CAESAR 8×8 шляхом впровадження триконтурної системи керування електроприводом повороту маніпулятора. Здійснено обґрунтування доцільності використання електропривода замість традиційного гідроприводу з огляду на точність, адаптивність, компактність і зручність технічного обслуговування. Представлено тахограму руху та навантажувальні діаграми, які стали основою для обґрунтованого вибору потужності електродвигуна постійного струму. Створено імітаційну модель триконтурної системи підпорядкованого регулювання за струмом, швидкістю та положенням, а також проведено її дослідження в типовому робочому циклі подачі боєприпасів. Особливу увагу приділено взаємодії контурів регулювання, що дозволяє досягнути узгодженості динамічних характеристик системи. У моделі реалізовано структуру керування з П-регулятором положення, ПІ-регуляторами швидкості та струму. Налаштування регуляторів здійснювалося на основі технічного та симетричного оптимумів з метою досягнення балансу між точністю, швидкодією і стійкістю системи. Проведено аналіз перехідних процесів у всіх трьох контурах, що дозволило оцінити чутливість системи до змін навантаження та забезпечити її стабільність у реальному режимі функціонування. Встановлено, що впровадження контуру регулювання положення в триконтурній системі керування, порівняно з традиційною двоконтурною структурою, дозволяє реалізувати точне позиціонування маніпулятора та підвищити стійкість роботи електропривода. Результати дослідження підтверджують ефективність запропонованої структури керування в умовах змінних режимів навантаження, характерних для циклу подачі боєприпасів у самохідних артилерійських установках.

Ключові слова: самохідна артилерійська установка, автоматизована подача боєприпасів, маніпулятор, система керування, регульований електропривод.

ПОВНИЙ ТЕКСТ СТАТТІ

Список бібліографічних посилань

1. Meng F., Guo A., Qu W., Huang Q., Zhang Y., Zhang Z. Application and Research of Automatic Ammunition Resupply and Replenishment System for Artillery: A Review. Journal of Physics: Conference Series. 2023. Vol. 2478, No. 122070. P. 1–7. DOI: 10.1088/1742-6596/2478/12/122070.

2. Ukraine’s 19 CAESAR 8x8 Howitzers Fired 40,000 Rounds in Two Years – Impressive or Concerning? Defense Express – Ukraine military industry, technology, equipment. URL: https://en.defence-ua.com/weapon_and_tech/ukraines_19_caesar_8x8_howitzers_fired_40000_rounds_in_two_years_impressive_or_concerning-14678.html (date of access: 15.05.2025).

3. PzH 2000 155mm Self-Propelled Howitzer. Army Technology. URL: https://www.army-technology.com/projects/pzh2000/ (date of access: 15.05.2025).

4. Південнокорейський «Грім»: що відомо про САУ К9 Thunder. АрміяInform.
URL: https://armyinform.com.ua/2022/08/02/pivdennokorejskyj-grim-shho-vidomo-pro-sau-k9-thunder
(дата звернення: 15.05.2025).

5. Самохідна гаубиця M109: інструмент богів війни. Мілітарний.
URL: https://militarnyi.com/uk/articles/samohidna-gaubytsya-m109-instrument-bogiv-vijny/
(дата звернення: 15.05.2025).

6. Stinean А. I., Preitl S., Precup R. E., Dragos C. A., Radac M. B., Petriu E. M. Modeling and control of an Electric drive system with continuously variable reference, moment of inertia and load disturbance.
The Ninth Asian Control Conference. Istanbul, Turkey, 23–26 June, 2013. IEEE, 2013. Р. 1–6.
DOI: 10.1109/ASCC.2013.6606301.

7. Urbanski K., Janiszewski D. Improving the Dynamics of an Electrical Drive Using a Modified Controller Structure Accompanied by Delayed Inputs. Applied Science. 2024. Vol. 14 (22), No. 10126. P. 1–19.
DOI: 10.3390/app142210126.

8. Huang W., Li Y., Tang J., Qian L. Fault Diagnosis Methods for an Artillery Loading System Driving Motor in Complex Noisy Environments. Sensors. 2024. Vol. 24 (3), No. 847. P. 1–19.
DOI: 10.3390/s24030847.

9. Gaiceanu M., Rosu E., Paduraru R., Dache C. Optimal Control Development System for Electrical Drives. The Annals of «Dunarea de Jos» University of Galati. Fascicle III, Electrotechnics, Electronics, Automatic Control, Informatics. 2008. Vol. 31, No. 1. P. 5–10.
URL: https://www.gup.ugal.ro/ugaljournals/index.php/eeaci/article/view/644 (date of access: 15.05.2025).

10. Andrzejewski A. Time-optimal position control of DC motor servo drive. Przegląd Elektrotechniczny. 2019. Vol. 95. No. 12. P. 85–88. DOI: 10.15199/48.2019.12.16.

References

1. Meng, F., Guo, A., Qu, W., Huang, Q., Zhang, Y., & Zhang, Z. (2023). Application and Research of Automatic Ammunition Resupply and Replenishment System for Artillery: A Review. Journal of Physics: Conference Series, 2478 (122070), 1–7. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/2478/12/122070.

2. Ukraine’s 19 CAESAR 8x8 Howitzers Fired 40,000 Rounds in Two Years – Impressive or Concerning? Defense Express – Ukraine military industry, technology, equipment. Retrieved from https://en.defence-ua.com/weapon_and_tech/ukraines_19_caesar_8x8_howitzers_fired_40000_rounds_in_two_years_impressive_or_concerning-14678.html.

3. PzH 2000 155mm Self-Propelled Howitzer. Army Technology. Retrieved from https://www.army-technology.com/projects/pzh2000/.

4. South Korean «Thunder»: what is known about the K9 Thunder self-propelled gun. ArmyInform. Retrieved from https://armyinform.com.ua/2022/08/02/pivdennokorejskyj-grim-shho-vidomo-pro-sau-k9-thunder [in Ukrainian].

5. M109 Self-Propelled Howitzer: A Tool of the Gods of War. Militarnyi. Retrieved from https://militarnyi.com/uk/articles/samohidna-gaubytsya-m109-instrument-bogiv-vijny/ [in Ukrainian].

6. Stinean, А. I., Preitl, S., Precup, R. E., Dragos, C. A., Radac, M. B., & Petriu, E. M. (2013). Modeling and control of an Electric drive system with continuously variable reference, moment of inertia and load disturbance. The Ninth Asian Control Conference (pp. 1–6).
DOI: https://doi.org/10.1109/ASCC.2013.6606301.

7. Urbanski, K., Janiszewski, D. (2024). Improving the Dynamics of an Electrical Drive Using a Modified Controller Structure Accompanied by Delayed Inputs. Applied Science, 14 (22), 10126, 1–19.
DOI: https://doi.org/10.3390/app142210126.

8. Huang, W., Li, Y., Tang, J., & Qian, L. (2024). Fault Diagnosis Methods for an Artillery Loading System Driving Motor in Complex Noisy Environments. Sensors, 24 (3), 847, 1–19.
DOI: https://doi.org/10.3390/s24030847.

9. Gaiceanu, M., Rosu, E., Paduraru, R., & Dache, C. (2008). Optimal Control Development System for Electrical Drives. The Annals of «Dunarea de Jos» University of Galati. Fascicle III, Electrotechnics, Electronics, Automatic Control, Informatics, 31 (1), 5–10. Retrieved from https://www.gup.ugal.ro/ugaljournals/index.php/eeaci/article/view/644.

10. Andrzejewski, A. (2019). Time-optimal position control of DC motor servo drive. Przegląd Elektrotechniczny, 95 (12), 85–88. DOI: https://doi.org/10.15199/48.2019.12.16.

Стаття надійшла до редакції 15.05.2025.