電機(jī)控制上的刷通

大功率電動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制的最新進(jìn)展以及將混合動(dòng)力電動(dòng)驅(qū)動(dòng)引入戰(zhàn)斗車輛可以說應(yīng)該在戰(zhàn)鬥機(jī)的反應(yīng)速度，減少工作量，可靠性和顯著功率密度的10項(xiàng)技術(shù)中名列前茅。

地面戰(zhàn)車中的嵌入式技術(shù)通常被認(rèn)為是傳感器和武器以及直接協(xié)助指揮官和機(jī)組人員完成任務(wù)的命令，控制和通信子系統(tǒng)。然而，除了這些備受矚目的計(jì)算密集型技術(shù)之外，現(xiàn)代戰(zhàn)車是一種非常復(fù)雜的機(jī)器，具有大量電機(jī)驅(qū)動(dòng)的部件，例如炮塔，槍，艙口，風(fēng)扇，泵，彈藥處理等。大功率電動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制的最新進(jìn)展以及將混合動(dòng)力電動(dòng)驅(qū)動(dòng)引入戰(zhàn)斗車輛可以說應(yīng)該在戰(zhàn)鬥機(jī)的反應(yīng)速度，減少工作量，可靠性和顯著功率密度的10項(xiàng)技術(shù)中名列前茅。

當(dāng)今的大多數(shù)戰(zhàn)車都使用液壓系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)其機(jī)械系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)通常在 3，000 至 5，000 psi 的壓力下運(yùn)行，容易泄漏，難以維修和維護(hù)。此外，與未來將要取代它們的最新一代電機(jī)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)相比，液壓泵，管道和執(zhí)行器笨重而笨重。無論要執(zhí)行的功能是簡單的單軸操作（例如關(guān)閉艙口）還是更復(fù)雜的自動(dòng)裝載機(jī)移動(dòng)序列，所有閉環(huán)伺服系統(tǒng)都具有共同的控制要求，以改變扭矩，加速度，速度和位置，以實(shí)現(xiàn)其特定功能。這種伺服系統(tǒng)使用控制器/放大器將高壓直流（高達(dá)610 V）調(diào)制到一個(gè)或多個(gè)電機(jī)以產(chǎn)生所需的運(yùn)動(dòng)。控制器將具有許多輸入，例如模擬，旋轉(zhuǎn)變壓器或編碼器，以感測位置或速度以閉環(huán)。

現(xiàn)代戰(zhàn)車具有集成的電子學(xué)架構(gòu)，支持駕駛和控制它們所需的所有功能?；谌哂?a target="_blank">以太網(wǎng)或 CANbus 架構(gòu)，總線 vetronics 系統(tǒng)節(jié)省了大量必要的離散點(diǎn)對點(diǎn)布線。從外部照明到操縱車輛或旋轉(zhuǎn)炮塔的所有功能都將通過 vetronics 總線作為一系列命令傳輸?shù)脚c要執(zhí)行的功能相鄰的遠(yuǎn)程控制器。與其他車輛功能一樣，電機(jī)控制器通過電子總線接收其命令。它們通常作為生產(chǎn)線可替換單元（RRU）實(shí)現(xiàn)，除了處理后臺(tái)診斷和本地錯(cuò)誤檢測外，還具有相當(dāng)多的智能來執(zhí)行命令的伺服功能。

控制器有一系列類型，從一個(gè) LRU 控制從一個(gè)到多個(gè)運(yùn)動(dòng)軸。對于自動(dòng)裝填機(jī)等復(fù)雜設(shè)備，通過vetronics總線接收的命令將編排來自許多電機(jī)的一系列受控運(yùn)動(dòng)，例如，從分配器中選擇所需的彈藥類型，將其武裝起來，將其移動(dòng)到位，然后將其裝載準(zhǔn)備射擊。為了實(shí)現(xiàn)這種復(fù)雜程度，一些控制器是可編程的，它們在開發(fā)過程中使用建模和仿真工具（如 MATLAB 和 Simulink）創(chuàng)建其特定的功能集。

在地面戰(zhàn)車中，這些機(jī)械部件通常又大又重，需要大量的動(dòng)力才能準(zhǔn)確安全地移動(dòng)和定位它們。由于車輛重量和尺寸是如此重要的參數(shù)，因此必須根據(jù)伺服系統(tǒng)的重量和物理尺寸來權(quán)衡移動(dòng)重型部件的功率需求?？刂破魇且粋€(gè)關(guān)鍵元件，持續(xù)開發(fā)的目標(biāo)是減輕控制器和電機(jī)的重量，功率和尺寸。這些努力的成功可以從表1中判斷，該表比較了典型電機(jī)控制器與傳導(dǎo)冷卻VMEbus電源模塊的物理尺寸和功率輸出。

這種功率密度水平超過了傳統(tǒng)空氣或傳導(dǎo)冷卻技術(shù)的容量，既需要對LRU及其組件進(jìn)行嚴(yán)格的熱設(shè)計(jì)，也需要采用液體冷卻。這種冷卻形式用于柯蒂斯-賴特控制嵌入式計(jì)算（CWCEC）生產(chǎn)的一系列電機(jī)控制器。

對機(jī)械運(yùn)動(dòng)的精確控制可能不像協(xié)作的、聯(lián)網(wǎng)的命令和控制系統(tǒng)或合成孔徑雷達(dá)處理器的多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)那樣迷人，但電機(jī)控制確實(shí)將其設(shè)計(jì)者和技術(shù)發(fā)揮到了極致。由于緊湊型電機(jī)控制器的這種發(fā)展，現(xiàn)代戰(zhàn)車的尺寸和重量將繼續(xù)減少。這將使它們成為更有效的平臺(tái)，攜帶更多的部隊(duì)有效載荷，指揮和控制系統(tǒng)，傳感器，武器和自我保護(hù)系統(tǒng)。

審核編輯：郭婷