ОБОБЩЕННАЯ СТРУКТУРНАЯ СХЕМА САУ КУРСОМ СУДНА.

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА САУ

Обобщенная структурная схема САУ курсом судна (рис.29.1) содержит судно С как объект управления, рулевую машинку РМ (простой гидравлический сервопривод), исполнительный механизм ИМ (электродвигательный сервопривод), авторулевой АР, состоящий из регулятора Рег и электронного усилителя У мощности.

Входным сигналом САУ является заданный курс a судна, выходным - фактический курс g судна. Выходным сигналом РМ является угол b отклонения пера руля от диаметральной плоскости судна, а входным - перемещение h поршня золотника сервопривода. Выходным сигналом ИМ является линейное перемещение h, которое образуется на выходе редуктора, присоединенному к электродвигательному сервоприводу. Входным сигналом авторулевого является величина ошибки e курса судна. Регулятор Рег обеспечивает заданные показатели качества управления курсом судна.

Судно как объект управления описывается следующей передаточной функцией

(29.1)

где k_C=0,02...0,1 - коэффициент передачи судна по управлению;

Т₁=10...60 с, Т₂=3...20 с, t =1...5 c - постоянные времени судна.

Вариант знака ± перед 1 в (29.1) определяется составляющими сил и моментов, зависящих от загрузки и скорости движения судна, от действия волн, ветра и течения.

Таблица 29.1 – Коэффициенты передаточной функции судна в зависимости от егозагрузки

Загрузка судна	Скорость, узлов	k_C, c^-1	T₁ , c	T₂ , c
Порожнее	10,7 8,5 6,5	0,017 0,021 0,024	12 14 16	3 4,5 6,5
С грузом	9,5 7 5	0,014 0,016 0,018	22 37 57	12,3 15,5 20,8

На рис.29.2 приведены зависимости параметров k_C, Т₁, Т₂, t передаточной функции от скорости движения судна (все графики в относительных единицах), а в табл.29.1 - от загрузки судна [6].

По передаточной функции судно является инерционным астатическим звеном и, следовательно, самовыравниванием не обладает. Если из ± в знаменателе передаточной функции для судна подходит знак -, то судно будет неустойчиво при любом значении угла b =0. Если из ± в знаменателе передаточной функции для судна подходит знак +, то при любом отклонении b пера руля от диаметральной плоскости курс судна g будет непрерывно возрастать - судно войдёт в режим циркуляции (непрерывного движения по кругу). Только теоретически при b =0 судно будет следовать заданным курсом. Практически всегда будет b ¹ 0. Поэтому во всех случаях применение автоматического управления необходимо.

САУ курсом судна имеет следующие особенности:

1. Большая инерционность судна как объекта регулирования (табл.29.1). Это создает технические сложности в реализации И-части (интегральной части) регулятора, которая должна иметь большую постоянную времени интегрирования порядка нескольких десятков минут.

2. Значительные изменения параметров судна k_C, Т₁, Т₂, t при изменении загрузки судна и условий плавания (рис.29.2, табл.29.1).

3. Многорежимность работы САУ, которая работает как в режиме стабилизации курса, так маневрирования.

4. На судно действуют мощные случайные помехи в виде волн, ветра, течения и др.

Основными показателями качества САУ курсом судна являются [6] :

1. Точность удержания судна на курсе не ниже ±1^О при скорости не менее 6 узлов независимо от погоды и загрузки судна

2. Амплитуда рыскания судна под действием волн и ветра не должна быть выше 1^О при состоянии моря до 3 баллов, 2...3^О при состоянии моря до 6 баллов 4...5^О при состоянии моря более 6 баллов.

3. Изменения курса судна должны происходить с перерегулированием не выше 10% от заданного штурманом изменения курса.

4. В схеме САУ должны быть органы настройки на достижение заданных показателей качества при изменении состояния погоды, загрузки и скорости судна.

5. В САУ должны быть реализованы три режима работы: "Простой" (аварийный), "Следящий" (полуавтоматический) и "Автомат". Переход с одного режима на другой не должен превышать 3 секунд. Должна быть световая сигнализация режима работы, о перегрузке силовых элементов, а также звуковая при недопустимом отклонении судна от заданного курса.

6. Управление рулём должно быть реализовано по двум независимым каналам, проложенным по правому и левому бортам.

7. САУ должна быть работоспособной при бортовой качке с амплитудой до 22,5^О и периодом 8...12 с, килевой качке с амплитудой до 10^О и периодом 6...10 с, постоянном крене судна до 22,5^О и дифференте до 10^О, амплитуде вибраций 0,3...3,5 мм при частоте 30...5 Гц.

8. Срок службы технических средств САУ при длительном режиме работы должен быть не менее 10 лет.

Требования к силовым элементам САУ:

1. Должно быть установлено 2 привода рулевой машинки - основной и резервный.

2. Электродвигательные сервоприводы рулевой машинки должны выдерживать полуторакратную перегрузку в течение 1 мин, а также минутную стоянку под током в нагретом состоянии.

3. Рулевой привод должен обеспечивать перекладку руля от -35^О до +30^О за 28 с.

4. Рулевой привод должен выдерживать интенсивность перекладки руля 350 перекладок в час.

5. В режиме маневрирования на полной скорости хода рулевой привод должен выдерживать непрерывную перекладку с борта на борт в течение 0,5 часа.

6. Защита электродвигателей рулевого привода должна быть только от коротких замыканий, а при перегрузке должна быть сигнализация.

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 733; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 18 19 20 21 222324 25 26 27 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!