Matlab某型自行火炮随动系统性能分析及仿真(3)
光学观测和追踪设备是检测火控系统跟踪装置。光学观测跟踪装置有高角度测量精确和对电子干扰免疫的有点，同时具有着精度低，不可一整天都工作的劣势。追踪雷达是火控系统雷达的检测追踪装置。搜索雷达能够搜查远距离目标，效率高，可以解决或者为其余的装置提供信息，给指挥人员最精确的情报，使火控系统可以追踪多个目标来提高作战效率。跟踪雷达可以自动追踪目标，确定目标的方位。其特点高精度，可全天候工作，但易受干扰和波束制导导弹的攻击。光电火控系统可分为电视跟踪装置和红外跟踪装置等探测跟踪装置。电视跟踪装置能显示的目标图像，目标的角坐标的测量，手动和自动跟踪，低光电视还可以在弱光图像摄取目标，确保昼夜观测。红外跟踪装置可以转换成目标图像使人通过肉眼可以看到，确定目标方位，是比较好的夜视探测设备。高射炮系统一般有两种以上的跟踪装置用来检测。
火控计算机以高炮火控系统为中心[4]。接收探测追踪设备检测的目标方位，根据目标的不同运动和不同的弹道函数来得出射击的诸个条件，自动向高炮随动装置传递。火控计算机有模拟型、数字型、数字模拟混合型3个种类。
高炮随动系统是一个反馈控制系统，用来接收火控计算机输出的数据来实现火炮的瞄准和射击。
高炮火控系统工作如下：
（1）跟踪设备工作用来检测目标，发现目标并对其实施追踪，把得到的目标方位信息向火控计算机传递
（2）火控计算机来计算各种数据并传入高炮随动设备
（3）高炮随动设备控制高射炮对目标进行瞄准并射击，同时将射击的各个数据及工作状态等信息传给显示器，给作战指挥使用。
为了解决高射炮防空火力的自动瞄准、追踪和计算数据等问题，在第一次世界大战时配备光学测距仪和简单的观察计算仪器。二十世纪三十年代机械模拟式高炮射击指挥仪被发明出来，使高炮火控系统有了一定的雏形。四十年代美国发明了可以自动追踪的微波炮瞄雷达，和指挥仪结合，极大地提高了命中机率。五十年代火控系统得到了进一步改进、完善。吹冰十年代高炮火控系统起手运用小型计算机。七十年代高炮火控系统集搜索和跟踪雷达、激光测距机、红外和跟踪装置于一身，提高了搜索性能和追踪精度。
火控计算机通常选用微型计算机[5]，不但可以计算高射炮的射击数据更为简单正确，更可以辨认目标和判别它的威胁水平，实行最佳射击目标、火力分配和射击时机。自行高炮火控系统一般具有瞄准线稳定设备，甚至还装备射线稳定设备，在前进的时候可以对空中目标实行搜索、追踪和射击。在地空导弹、高射炮相结合的防空分队呈现以后，人们又发明了更为优良可以控制高射炮和地空导弹的火控系统。高炮火控系统将渐渐向通用化、智能化、多功能的目标发展。
1.3 课题研究的背景和意义
随动系统是火炮武器系统的重要组成部分[6]，接收命令信号处理来驱动火炮，为了实现对目标的准确跟踪和攻击，随动系统需要高速，高平的稳定性和准确的精度。使用模型预测控制，随动系统快速，平稳和精确的能力会得到较大的提高。它是应用领域十分普遍的一种类型，最基本的任务便是完成执行机构对于所给量的精准追踪，当给定量发生变化，被控量能够十分准确的的跟随和复现定量，用于驱动枪射击给予明确的方向，检测目标方位，追踪目标更为稳定，随着科技的发展，数字炮兵快速响应的伺服系统已渐渐取代了传统的模拟随动系统。调速范围，系统的调炮精度不能代表随动系统的动态性能，伺服系统研究的主要技术指标其指数，指数是系统测试的一项重要内容。生产厂家使用特殊的检测测量在炮塔座圈和耳轴安装角位移传感器也能够检测上述的指标，然而由于有炮塔空间小，传感器的安装和安装误差控制的缺点，上述两种方式均不适宜满足行使单位的快速检测需要。通过研究得出结果证明，通过原位检测技术是较好的解决方法。