按照产生平衡机力的弹性元件的种类，可以分为弹簧式平衡机、扭杆式平衡机、气液式平衡机等。弹簧式平衡机的平衡力由弹簧元件产生(如图2-4)。弹簧式平衡机具有简单的结构，平衡机力不受温度变化的影响，维修简便等优点。

    图2-4弹簧式平衡机原理图                     图2-5气压式平衡机原理图

    气压式平衡机的平衡力矩由被压缩的气体产生(如图2-5)。气压式平衡机具有体积小、质量轻等优点，但是气体需要考虑密封，然而密封装置具有较大的摩擦阻力，气体的压强在环境温度变化较大时会产生很大的变化，使平衡力矩不能实现较好的控制，所以通常需要使用温度补偿器，不容易实现维护。                                         

2。2 高低机

高低机推动俯仰部分使之绕耳轴旋转，赋予炮膛轴线预定的高低角。

高低机主要分为螺杆式高低机和齿弧式高低机两种。螺杆式高低机(图2-6)具有结构简单、自锁等优点。但是它是变传速比，射界偏小，很难使用机械动力来操作。一般适用于轻型火炮。齿弧式高低机(图2-7)具有大射角，适用于人力和机械操纵等优点，因此它得到了非常广泛的应用。

        图2-6螺杆式高低机原理图                 图2-7齿弧式高低机原理图

2。3 高平机

高平机同时具有高低机与平衡机的作用。与平衡机和高低机相比，高低机的结构更加紧凑、减少了全炮的重量。高平机系统由高平机部件部分、手轮部分、传动机构部分组成，通常有螺杆式和液体气压式高平机[30]。文献综述

（1）螺杆式高平机：高平机上下支点分别与摇架和上架连接，其简图如下图2-8。

图2-8螺杆式高平机

操纵手轮，通过螺杆传动，使外筒沿着内筒做直线移动，改变上下支点的距离，从而使高低向的射角发生变化，与高低机的功能相同；由于内外筒的相对运动，改变了气室的容积，使其内的高压气体的状态发生改变，从而产生抵消俯仰部分重力矩的平衡力矩，与平衡机的功能相似。

（2）串联液体气压式高平机：先将油缸分成两个腔，让活塞杆通过这两个腔，又在活塞杆上增加了两个活塞，这样就将一个油缸分隔成了四个腔，如下图2-9，D腔用于蓄能器储能，起到平衡机作用；由液压系统控制A、B腔的体积，实现活塞杆的伸缩移动，改变火炮的射角； 腔为非工作腔，是放气腔。

图2-9串联式高平机

3 非线性PID控制算法3。1 线性PID控制线性PID控制的结构如图3-1所示：

线性PID控制器结构

其中， 为系统输入， 为系统输出，偏差 , 为系统控制量，它是 、 、 的线性组合 。比例(P)、积分(I)、微分(D)的控制规律如下：

（1）比例控制规律

增大控制系统的比例系数即 能使系统的响应变快，稳态误差越小，但是 过大使系统产生超调量很大的振荡，甚至使系统变成不稳定的系统。

（2）积分控制规律

积分能够减小系统的稳态误差，但是过大的积分控制系数即 ，将会增长系统的过渡过程，使系统的响应很慢。

（3）微分控制规律

微分控制具有超前的作用，能够很好的减小超调量，使系统的动态性能得到显著的提高。但是过大的微分控制量 ，也会降低系统的响应速率。

PID控制的显著缺点如下：来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766- AMESim中大口径火炮平衡稳定控制技术MATLAB仿真分析(5):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_87191.html