Регулятор

Регулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (! 1) 648941

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. санд-ву— (22) Заявлено 11.01,77 (21) 244 3084/18-24 с присоединением заявки №

2 (51) М. Кл

Cj 05 В ll/ОО, q 0З а 1/00 (23) Приоритет—

Госудлрственкый каматет

СССР ро делам изасретеннй и ютхрьтий

Опубликовано 25.02.79.Бюллетень № 7 (53) УДК 621,614 (088.8) Дата опубликования описания 28,02.7g (72) Авторы изобретения

В. К. Болховитинов, Т. E. йымкина и В. И. Никитин (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано, например, в системах автоматического управления курсом судна в случае наличия на нем нескольких исполнительных устройств, состав и режим работы которых зависит OT ряда факторов, в roM числе or величины внешних возмущений, действующих на судно в виде ветра, волнения и течении.

Известен авторулевой регулятор, в когором с целью улучшения эксплуатационныхх характеристик датчик курса .дополнительно соединен с усилителем мощности через блоки, формирующие зоны нечувствительности по отклонению курса и его производной (1)

Однако одновременное использование для стабилизации курса всех имеюшихся на судне исполнительных устройств (подруливающих носовых устройств и кормовых колонок) ведет к излишней затрате энергии и моторесурса этих исполнительных устройств. Кроме гого, вследствие релейного характера введения or дополнительных блоков" сигналов коррекции, испол ни тельные ус rp ойс гва находя гся в неблагоприятном режиме рабо гы, ч то снижаег их срок службы.

5 Наиболее близким по технической сущности к изобретению является регулятор, содержащий последовательно соединенные измеритель рассогласования, вычислительный блок и усилитель мощности, выход которого соединен с входами исполнительных блоков, выходы которых соединены с входами соответствующих датчиков обратной связи, а их выходы подключены к соответствующим входам вычислительного блока P)

Однако эти устройства в условиях длительной эксплуатации из-за принятого принципа формирования сигналов управления работой движителей расходуют значительную энергию и ресурс в условиях действия максимальных внешних сил и не обеспечивают требуемой точности стабилизации при малых внешних воз64894 1 действиях и; -за наличия зоны нечувствительности и пропорциональности развиВаемого движи гелями стабилизирующего момента. Ручное отключение ряда движителей и перевод оставшейся группы в режим максимального создания момента с целью снижения расходуемой мощности и обеспечения требуемой точности является В устройстве неэффективным, вследствие несовпадения во времени данных об изменении курса ог гирокомпаса и информации о внешних силах от датчиков ветра и течения.

Белью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик и снижение энергозатрат регулятора.

Это достигается тем, что регулятор содержит последовательно соединенные источник опорного сигнала, компара тор, функциональный усилитель и блок коммутации, выход которого соединен с вторыми Входами исполнительных блоков, причем второй вход компараторв подключен к измерителю рвссОгласОВвния, Вы ход — к второму входу блока коммутации, а выход датчиков обратной связи соединен с соответствующими входами функционального ус или геля.

На фиг. 1 представлена блок-схема регулятора; на фиг. 2 приведены зависимости выходного сигнала функционального усилителя or значения сигнала, выработанного компвратором с регулируемым выходным сигналом, и сигнал с датчика обратной связи.

Регулятор содержи r измеритель рассогласования 1, соединенный. с вычислительным блоком 2, выход которого через усилитель мощности 3 подключен к входам исполнительных блоков 4, соединенных через соответствующие датчики обратной связи 5 с другими входами вычислительного блока 2.

Регулятор также содержит последовательно соединенные компарагор 6 с регулируемым выходным сигналом, функциональный усилитель 7 режима работы и блок 8 коммутации причем первый вход компаратора 6 подключен одновременно к измерителю рассогласования 1, второй его вход соединен с источником опорного сигнала 9, в выход одновременно подключен к йгорому входу блока

8, выход усилителя 7 одновременно подсоединен к второму входу усилителя 3, в другие входы усилителя 7 подключены к соОтветствующим датчикам 5 обратной связи.!

1репсгввленные на фиг. 2 завпсимс:.rH вида Ц -" 4 (Ц 6,0 .1 характеризуют

Величин j выхолнот О сигнала 7 чсилигеля 7 как функцию выходного сигнала Ug компаратора 6 и текущего значения сигналаП С с датчика 5 обратной связи.

Причем, максимальное значение сигнала

8 !т!<, определено значением сигнала с измерителя рассогласования 1, обусловЮ

© ле и ного максим ал ьны м внешним воздействием, а минимальное значение ц определено допустимой из условий эксплуатации ошибкой регулируемого параметрав.

И

Регулятор работает следующим образом (нв примере стабилизации курса cygна с ЯОсОВыми и кОрмОВыми группами технических средств (исполнительными блоками) типа "винт регулируемого ша29

Р Ф га в трубе и движительно-рулевая ко.лонка").

Измеренные измеерителем рассогласоВания 1 отклонения 3,(р регулируемого курса поступают в вычислительный блок

2, где масштабируются, дифференцируются, суммируются с сигналами обратной связи Оо с с датчиков 5 обратной связи и в соответствии с алгоритмом управ- ления через усилитель 3 мощности поступают на исполнительные блоки 4 судна

1 указанного типа, которые развивают гребуемый из условий точности стабилизации момент, противодействующий моменry внешних возмущений.

Так как вероятность максимальных возмущений е течение всего времени эксплуатации судна в заданном районе работ оказывается сравнительно небольшой, 4й то при одновременной работе испожительных блоков 4 при пропорциональном изменении развиваемого ими момента (как это имеет место в известных устройствах) не обеспечиваются требуемые эксплуатационные характеристики системы и наблюдаются неоправданные расходы энергии при работе носовых и кормовых групп движителей.

Зля устранения этого в предлагаемом

И регуляторе предусмотрено автоматическое включение требуемого в данный момент стабилизации состава исполнительных блоков и определение режима его работы с помощью Введенных в систему

Я

6 с регулируемым выходным сигналом функционального усилителя 7 режима работы и блока 8 коммутации исполнительных блоков 4 судна, в данном слу64894 1 чае носовых винтов регулируемого шага и кормовых движигельных колонок.

Ав гома тическое переключение состава исполнительных блоков 4 и выбор режима их работы производится по сигналам функционального усилителя 7, вид которых в случае двух носовых и двух кормовых движителей представлен на фиг. 2.с учетом зависимости or сигнала с компа10

p9òîð9 6е

Однозначность выходного сигнала 87 формируемого усилителем 7 для установления требуемого режима работы, обеспечивается введением связей с датчиков 5 15 обратной связи на усилитель 7, и кроме гого. с компаратора 6 для выбора соответствующих блоков 4. Это достигается тем, что в усилителе 7 решается функ «H »8 >«<М«» U7=)({1700)Щам) 20 где К т (ЯОС) - коэффициент усиления, зависящий or значения в данный момент времени сигнала обратной связи Q0, Ц6 (д((}) — сигнал компаратора 6 пропорциональный разности $ g = А((Ц-de где d(P (t)- текущее отклонение курса, Ь заданное (or источника опорного сигнала) желаемое (из условий эксплуатации) значение ошибки стабилизации курса судна. Решение указанной функциональной зависимости в усилителеле 7 позволяет избежать в предлагаемой системе ложного переключения блоков 4, что возможно (см. фиг. 2), например, при одном и том же значении выходного сигнала От для двух различных значений сигнала З6 и 06 B точках А и

Б на соогветстяующнх кривых сигнала

Ц7, обозначенных 001, 002, ЦОЬ, например, для грех значений сигнала обратной связи ЗОС причем 001 (02 %цр при этом кривая 501 соответствует меньшему числу одновременно работающих технических средств, чем кривые3щ и

50@ . Например, характеристика усилителя 7. находчтся в данный момент времени на кривой Я 1, где режим работы исполнительного блока 4 обусловлен зна-. чением сигнала Ug1 и величиной U а затем произошло такое изменение сйг5В нала Ugg, вызванное действием на судно более мощных возмущений, что возникла ситуация переключения усилителя 7 с кривой Ц 0< на кривуюU0g, т.е.

55 соответственно переход к более мощной группе исполнительных блоков 4 с тем же режимом их работы, что и в исходный момент, с целью компенсации возросшего внешнего возмущения. Такого перекпючения в регуляторе не произойдет до того момента времени, пока выполняется неравенство }(. (00) Ц6 4Я. (Ц 1Ц6 „ „4}(, (Ц )Ц оцениваемое усилителем 7. Если это неравенство не выполняется происходит переключение характеристики усилителя 7 на кривую Q0 и посредством блока 8, получившего новый .сигнал, подключение новых блоков 4 к тому составу, который имел место в исходный момент времени.

Для приведенного на фиг. 2 случая при изменении сигнала компарагора 6 с Qgg на U6> характеристика усилителя 7 с кривой Ю01 переключается на кривую ОЙ > т к } 7Ф0 ) 6 ) тР02) 6п}ахи

r.е. не выполняется вышеуказанное неравенство.

В результате осуществляется такая настройка блоков 6, 7, 8, что при огклонениях курса or заданного з пределах

,(} с (р обеспечивается работа минимального состава требуемых блоков 4 (например. один носовой винт в трубе или одна кормовая колонка) в соответствии с кривой о на фиг. 2. Подключение блоков 4 осуществляется в системе в последовательности, обратной вышеуказанной, если в процессе стабилизации судна его отклонения по курсу изменяются в сторону уменьшения.

Таким образом, предлагаемый регулятор осуществляет в процессе своей работы непрерывный контроль соответствия состава и режима работы технических средс тв из условия требуемой точности изменения регулируемого параметра при переменных внешних возмущениях, т е. переводит их в режим работы "по вызову. .

Это, в отличие or известных устройств, приводит к улучшению эксплуатационных характеристик системы в целом и эконсьмии энергии, потребляемой техническими средствами в процессе работы.

Формула изобре гения

Регулятор содержащий последовательно соединенные измеритель рассогласования, вычислительный блок и усилитель мощности, выход которого соединен с входами соогвегсгву-ющих датчиков обратной связи, выходы которых подключены к соответствующим входам вычислительного блока, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения эксплудатчиков обратной связи соединены с соответствующими входами функционального усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 490086, кл. 6(05 Х) 1/02, 1 973.

2. Ла ген г Франции ¹ 2 1 53689, кл. Cj. 05 Э 1/ОО, 1973.. 7» 64894 1

- „;; М

= и нйзгбйКы х-х ар актерйстик и снижения энергозатрат регулятора, он содержи r последовательно соединенные источник опорного сигнала, компарагор, функциональный усилитель и блок коммутации, выход которого соединен с вторыми входами исполнительных блоков, причем второй вход компарагора подключен к изме» ригелю рассогласования, выход - к второму входу блока. коммутации, а выходы

UHHHHH Заказ 556/44

Тираж 1014 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4