Устройство для моделирования колебаний момента сопротивления гребного винта

Устройство для моделирования колебаний момента сопротивления гребного винта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П рц 588546

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.08.76 (21) 2397366/18-24 с присоединением заявки № (51) М. Кл.з- 6 06G 7/48

Саве а Миллс ров СССР по делам изооре1еиий и открм ий (43) Опубликовано 15.01.78. Бюллетень № 2 (45) Дата опубликования описания 13.02.78 (-3) > ДК 681.333(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Бурданов, Ф. Г. Эпштейн, В. Б. Липис, А. С. Голощекин и М. Я. Леках (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ

МОМЕНТА СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРЕБНОГО ВИНТА

ГосУдарствеиив|й иомитет (23) Приоритет

Изобретение относится к автоматике судо вых двигателей и может быть использовано при моделировании систем регулирования частоты вращения этих двигателей, Известно устройство для моделирования гребных винтов, содержащее модели винтов (1). Недостатком такого устройства является низкая точность.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для моделирования колебаний момента сопротивления гребного винта, содержащее генератор шума (2). Недостатком такого устройства моделирования является низкая адекватность (совпадение) модулируемого и реального процесса и, как следствие этого, низкая точность, так как реальный процесс колебаний момента является нерегулярным процессом.

В частности, при этом совершешю не моделируют процесс резкого сброса момента с винта, вызываемого прососом воздуха к его лопастям, когда ось винта приближается к поверхности на определенную величину. Величина этого сброса может достигать двух-трех амплитуд регулярной составляющей.

Целью изобретения является увеличение точности моделирования.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемое устройство введены полосовой фильтр, блок выделения огпоающей, блок сравнения, блок моделирования прососов воздуха к винту и олок c) ëìèðoâàíèÿ, входы которого соответственно подключены к выходу

5 полосового фильтра и блока моделирования прососов воздуха к винту, вход которого через последовательно соединенные блок сравнения и блок выделения огибающей соединены с выходом полосового фильтра, вход ко10 торого подключен к выходу генератора шума.

Морское волнение рассматривают как нерегулярный процесс с известным законом распределения, а процесс колебания момента сопротивления гребного винта моделирует как

15 сумму двух случайных процессов: колебаний момента, вызванных колебаниями осп винта относительно поверхности моря, и колебаний момента винта, вызванных прососом воздуха к его лопастям.

Для этого генерируют центрированный случайный процесс x(l), моделирующий колебания погружения оси винта относительно поверхности моря. Процесс у(/) =ax(t) моделирует колебания момента сопротивления винта из-за колебаний погружений его оси. Спектр этого процесса задается с помощью полосового фильтра с несущей частотой (op, коэффициентом демпфирования 20. и коэффициентом усиления kp. Дисперсия процесса с(/), частоЗО та оо и коэффициенты а, я, р определяются

588546

З0

50 состоянием моря (бальностью шторма), характеристиками винта, водоизмещением судна, колебания момента гребного винта которого моделируют, курсом судна относительно волн и другими факторамп.

Просос воздуха к винту имеет место, когда размах колебаний оси винта становится больше определенного уровня Н, зависящего от нагрузки и геометрических характеристик винта, и отсутствует, когда размах ниже этого уровня. Математически это означает необходимость генерирования процесса z(t), моделирующего резкие изменения момента сопротивления винта из-за прососа воздуха, в соответствии с выражением

+ () р .()>ц () = з, — <(t —.,)

rIpH r(i) R

О (z (t) < B, где т; — моменты времени, когда r (t) = Н, r(i) — огибающая случайного процесса,  — максимальная величина сороса момента сопротивления винта из-за прососа воздуха к нему, zo — значение сигнала z(t) в момент времени т;. .Величина колебаний момента, скорость его изменения, а также величина H определяются теми же факторами, что и процесс x(t).

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — осциллограммы процесса колебаний момента сопротивления гребного винта и его составляющие.

Устройство содержит генератор шума 1, к выходу которого подключен,полосовой фильтр

2. К выходу полосового фильтра подключены последовательно блок 3 выделения огибающей, блок 4 сравнения и блок 5 моделирования прососов воздуха к винту, а также олок

6 суммирования.

Работа устройства происходит следующим образом.

Сигнал от генератора шума 1 подается на полосовой фильтр 2, на выходе которого формируется процесс x(t) c заданным частотным спектром А (со). Этот сигнал поступает на вход блока суммирования с коэффициентом усиления K — — а и на блок выделения огибающей. Если величина колебаний x(t) становится достаточно большой (ось винта,приближается к поверхности моря), то огибающая r(t) случайного процесса х® в промежутках времения xi — т, тз — т и т. д. становится больше заданного уровня Н (см. фиг. 2). В эти промежутки времени блок сравнения выдает импульсы, поступающие на вход блока 5 моделирования прососов воздуха к винту. На выходе этого блока генерируется процесс г(), моделирующий сбросы момента сопротивления винта из-за прососа к нему воздуха.

Величина этих сбросов ограничена 0

<8, где B —,постоянная величина, определяемая теми жс факторами, что и процесс x(t).

Если же колебание оси винта невелико и

r(t)

Таким образом, на выходе блока суммирования образуется сигнал U(t) = ax(t) +z(t), моделирующий колебания момента сопротивления гребного винта судна при нерегулярном волнении моря с учетом резких сбросов, вызываемых прососом воздуха к лопастям винта, который и подается на модель исследуемой системы регулирования судового двигателя.

Таким образом, благодаря введению новых блоков и связей между ними повышается точность моделирования.

Формула изобретения

Устройство для моделирования колебаний момента сопротивления гребного винта, содержащее генератор шума, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью увеличения точности моделирования, в него введены полосовой фильтр, блок выделения огибающей, блок сравнения, блок моделирования прососов воздуха к винту и блок суммирования, входы которого соответственно подключены к выходу полосового фильтра и блока моделирования прососов воздуха к винту, вход которого через последовательно соединенные блок сравнения и блок выделения огибающей соединен с выходом полосового фильтра, вход которого подключен к выходу генератора шума.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Басин Л. М., Анфимов В. Н. Гидродинамика судна, Л., изд. «Речной транспорт», 1961, с. 239 — 247.

2. Бродский Ю. Ф. Моделирование работы дизеля при ходе судна на волнении, «Судостроение», 1975, № 1.

588546

Фиг.1 и

Zg о

Составитель И. Дубинина

Редактор Н. Каменская

Корректор О. Тюрина

Техред И, Михайлова

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3266/4 Изд. ¹ 203 Тиран 818

НПО Государствснного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5