АНАЛИЗ САУ КУРСОМ СУДНА НА УСТОЙЧИВОСТЬ.
РАСЧЁТ ДОПУСТИМЫХ ПАРАМЕТРОВ НАСТРОЕК АВТОРУЛЕВОГО
Для обеспечения устойчивости судна и достижения наилучших значений показателей качества - амплитуды рыскания судна и числа перекладок руля в час - на переднюю панель пульта управления авторулевого АИСТ вынесены органы настройки: "Производная" и КОС (рис.32.1). Производная" - это значение посто 
янной времени ТД Д-части блока коррекции авторулевого (рис.30.1). КОС - это значение коэффициента kOC обратной связи, которой охвачен рулевой привод (рис.30.2).
Для анализа устойчивости используем критерий Гурвица. Характеристическое уравнение (31.9) имеет вид
TC p3+(1+kOCkPMTC)p2+kPM(kCT Д + kOC)p+kPMkCkP=0 (32.1)
Составим матрицу Гурвица
(32.2)
САУ будет устойчива при выполнении неравенства
(1+kOCkPMTC)kPM(kCTД+kOC)> TCkPMkCkP (32.3)
или неравенства
(32.4)
Если в (32.3) заменить знак неравенства на равенство, то САУ будет находиться на границе устойчивости. Линией границы устойчивости в плоскости параметров настройки kOC-ТД будет линия (рис.32.2)
(32.5)
Область устойчивости располагается выше этой линии. Если параметры kOC и ТД принадлежат линии границы устойчивости, то в САУ возникают незатухающие гармонические колебания. Чем дальше от линии устойчивости выбраны параметры kOC и ТД, тем меньше амплитуда затухающих колебаний, а при большом удалении переходный процесс превращается в апериодический без перерегулирования. Следовательно, основываясь только на неравенстве (32.4), величины kOC и ТД нужно неограниченно увеличивать. Однако чрезмерное увеличение kOC и ТД недопустимо по условию ограничения числа перекладок руля до 350 в час. Большее число перекладок вызывает повышенный механический износ руля. Реально судно в море находится в условиях непрерывной качки. Параметры качки случайные, а частота качки превышает частоту изменения курса судна, т.е. для судна качка является высокочастотной помехой.
|
|
|
Д-регулятор чрезвычайно чувствительный к помехам и, оказывая демпфирующее воздействие на судно при отработке низкочастотного управляющего сигнала, этот регулятор будет посылать на руль короткие по времени, но частые сигналы перекладки.
Учитывая это, на рис.32.2 отмечена запретная область для ТД по условиям помехоустойчивости САУ.
Исследования влияния kOC на частоту затухающих колебаний курса в переходном процессе показывают, что с увеличением kOC частота возрастает. Следовательно, будет возрастать частота перекладок руля. На рис.32.2 отмечена запретная область для kOC.
Характеристики судна kC и ТС, как следует из рис.29.2 и табл.29.1 (где Т1 означает ТС) изменяются почти на порядок при изменении скорости движения и степени загрузки судна. Эти изменения отражаются на расположении границы устойчивости так, как показано на рис.32.3. Для гружённого судна, а также судна, движущегося с малой скоростью значение ТС велико, значение kC мало. Линия границы устойчивости имеет вид 1. Для порожнего судна, а также судна, движущегося с большой скоростью значение ТС мало, значение kC велико. Линия границы устойчивости имеет вид 2.
|
|
|
Если установлена настройка параметров kОС и ТД, соответствующая точке 3, то при максимальной скорости движения судна (график 2) САУ устойчива, а при значительном уменьшении скорости (график 1) САУ будет неустойчива. Из этих построений следует, что для того, чтобы САУ судном оставалась устойчивой при изменении загрузки судна и его скорости, также требуются значительные изменения параметров kОС и ТД. Всережимные настройки располагаются правее и выше линии абв. Для уменьшения числа перекладок руля в час целесообразно при изменении режима судна изменять настройки авторулевого.
Контрольные вопросы:
1. Расскажите о статических характеристиках главного двигателя судна.
|
|
|
2. Расскажите о динамических характеристиках главного двигателя судна.
3. Опишите переходный процесс главного двигателя судна без регулятора частоты вращения.
4. Какие требования предъявляет регистр флота к переходному процессу в главном двигателе?
5. Опишите cтруктурную схему САУ ГД с регулятором прямого действия.
6. Какие величины входят в полную систему уравнений САУ ГД с регулятором прямого действия?
7. Как рассчитывается регуляторная характеристика главного двигателя?
8. Как можно исследовать на устойчивость САУ ГД?
9. Что такое система дистанционного автоматического управления главным двигателем?
10. Какие требования предъявляет Регистр к системе дистанционного автоматического управления главным двигателем?
11. Опишите обобщенную структурную схему САУ курсом судна.
12. Какие режимы работы имеет обобщенная структурная схема САУ курсом судна?
13. Как обеспечивается устойчивость САУ курсом судна?
14. Как рассчитываются допустимые параметры настройки авторулевого?
Литература: [1-3, 5, 6].
НЕЛИНЕЙНЫЕ САУ
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 464; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!