Автоматическая система управления силовым приводом судового руля

Автоматическая система управления силовым приводом судового руля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ ТВУ

Союз Советскнх

Соцналнстнческнх

Ресяубпнк

<" 73?291

I

= /===-

-,«

"" .« "

1 (6l) Дополнительное к авт, спид-ву l4 288581 (51)М. Кл. (22) Заявлено 12.12.78,(21) 2696639/27-24 с присоединением заявки М

В 63 Н 25/04

G 05 0 1/02

Гесударстаавнык квмитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовамо 30.05.80. Бюллетень Рй 20

Il0 делам изабратевий н открытка (53) УДК 629.12. .0 14.6 (088.8) Дата опубликования описания 30.05.80 (72) Авторы изобретения

О. Г. цыганков и И. С. Некрасов

1 1

Курский политехнический институт (71) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

СИЛОВЫМ ПРИВОДОМ СУДОВОГО РУЛЯ

Изобретение относится к технике автоматического регулирования, а именно к . системам автоматического управления движением судов, и является усовершенствованием известного устройства,,описанного в авт. св. N. 288581.

По авт. св. Мя 288581 известна автоматическая системе управления силовым приводом судового руля, содержащая дат чик курса, дифференцирующее устройство, интегрирующее устройство, датчик обрат ной связи, суммирующее устройсгво, усилитель и исполнительные механизмы, а также широтно-импульсный модулятор, вход которого подключен к выходу суммирующего устройства, а выход соединен со

--входом усилителя, и включающий в себя аналого-цифровой преобразователь, блок определения фазы сигнала, дешифратор, блок формирования длительности импульса, схемы совпадений и алектронные клк чи.

Данная система управления за счет последовательного включения между

2 суммирующим устройством и усилителей с исполнительными механизмами широтноимпульсного модулятора обладаег улу шенными динамическими свойствами прн неизменной частоте действующих возмущеннй..

Однако такая система управления за счет использования в ней неуправляемого широтно-импульсного модулятора с фйксированным периодом квантования обладает низкими динамическимн свойствемн в условиях, действия возмущений с переменной частотой. .

Действительно, в условиях изменяют5 шихся параметров волнения и ветра и прежде всего их частотного спектра при неизменной настройке автоматической сис темы управйейня силовьпй "тфиводом судо вого руля снижается ее зффективность по уменьшению потерь ходового времени и Точностй удержании судна на курсе.

Это имеет место за счет роста ги,щюдинамического сопротивления движению суд7372

3 еа при неоправданно больших и частых перекладках руля. Кроме того, при этом не исключена перегрузка рулевой машины что также уменьшает возможность использования автоматического управления в различных условиях плавания, поэтому при сильном волнении на море обычно переходят с автоматического на ручное управление курсом судна.

Е(елью изобретения является оптимизация динамических свойств системы автоматического управления в условиях действия сильных возмущений с переменной частотой.

Для достижения указанной цели в автоматическую систему управления силовым приводом судового руля введены последовательно соединенные амплитудно-импульсный детектор, дополнительный преобразователь аналог-код, дополнительный дешифратор, блок коммутирующих ключей и управляемый генератЬр импульсов, выход кокоторого подключен ко второму входу аналого-цифрового преобразователя широт но-импульсного модулятора, а вход амплитудно-импульсного детектора связан с . выходом блока формирования длительности импульса.

На чертеже представлена блок-схема автоматической системы управления силовым приводом судового руля.

Система содержит датчик курса 1, дифференцирующее устройство 2, интегрирующее устройство 3 и датчик обратной 35 связи 4, выходы которых соединены со входами суммирующего устройства 5.

Выход суммирующего устройства 5 соединен со входом широтно-импульсного модулятора 6, выход которого заведен на вход усилителя 7 . Выход усилителя 7 подключен к исполнительным механизмам

8. Широтн импульсный модулятор 6 включает в себя аналого-цифровой преобразователь 9, блок определения фазы сигнала 45

10, дешифратор 11, блок формирования длительности импульса 12,схемы совпа« дений 13 и 14 и электронные ключи 1518. Система также содержит устройство коррекции 19, вход которого подключен

K выходу блока формирования длительнос ти импульса 12; а выход соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя 9, Устройство коррекции состоит из последовательно соединенных амплитудно импульсного детектора 29, дополнительного преобразователя аналог-код

21, дополнительного дешифратора 22, блока коммутирующих ключей 23 и управ91 4 ляемого генератора импульсов 24. Система работает следующим образом.

При отклонении судна от курса сигналы с датчика курса 1, дифференцирующего 2 и интегрирующего 3 устройств, а также с датчика 4 обратной связи алгебраически складываются на суммирующем устройстве 5, Суммарный сигнал с устройства 5 поступает на аналого-цифровой преобразователь 9 и блок определения фазы сигнала 10. На выходе аналогоцифрового преобразователя 9 в дискрет. ные моменты времени, определяемые периодом квантования Т, (частотой генератора), формируется значение сигнала ошибки в цифровом виде, которое передается на дешифратор 11. С дешифратора

11 дешифрованный сигнал поступает на блок 12, в котором формируется длительность импульса, поступающего на схемы совпадений 13 и 14. На вторые входы схем совпадений 13 и 14 либо подается р азреш ающий, ли бо з апре щающи и потенциал с блока определения фазы сигнала ошибки 10. Таким образом широтно-модулированный импульс проходит только через одну из схем совпадений и открывает в одном случае электронные ключи

15 и 18, а в другом — 16 и 17. Сигнал с электронных ключей поступает на усилитель 7 и воздействует на исполнительные механизмы 8, которые осуществляют необходимую перекладку руля.

Оптимизация динамических свойств системы управления в условиях действия возмущений с изменяющейся частотой осуществляется следующим образом.

Широтно-модулированный импульс с выхода блока формирования длительности

12 поступает на вход амплитусяо-, импульсного детектора 20, на выходе которого формируется при этом сигнал в виде определенного значения потенциала, поступающего далее на вход дополнительного преобразователя аналог-код 21. С выхода преобразователя 21 сигнал, соот ветствующий длительности сформированного импульса, в цифровом виде поступает на вход дополнительного дешифратора 22, управляющего блоком ключей 23, который коммутирует реактивные элементы управ- ляемого генератора импульсов 24. Выход управляемого генератора импульсов 24 соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя 9 и определяет период квантования всего широтно-импульсного модулятора 6.

В случае повторяющихся, значительных кладок руля, т. е. больших длительностей

5 7372 импульсов с блока формирования 12, на выходе амплитудно-импульсного детектора 20 формируется такой потенциал. ко-. торый после обработки его на дополнительном преобразователе аналог -код 21, и дешифраторе 22 через блок коммутирующих ключей 23 приводит к перестройке частоты генератора 24, и, следователь но, частоты квантования широтно-импульсного модулятора 6. о

При однократных, т. е. первичных, весьма значительных или весьма малых кладках руля, изменение частоты квантования не происходит, что обеспечивается соответствующим подбором постоянных времени цепей заряда и разряда амплитудно-импульсного детектора.

Таким образом оказывается возможным оптимизировать систему в условиях действия возмущений с переменной час- що тотой, и, следовательно, сократить сопро91 ".

<, 6 тивление движению судна и повысить экономичность рейса. формула изобретения

Автоматическая система управления силовым приводом судового руля по авт. св. % 288581, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью оптимизации динамических свойств системы в условиях действия возмущений; с переменной частотой, оно содержит последовательно соединенные амплитудно-импульсный детектор, дополнительный преобразователь аналог-код, дополнительный дешйфратор, блок коммутирующих клк чей и управляемый генератор импульсов, выход которого подключен ко второму входу аналого-цифрового преобразователя широтноимпульсного модулятора, а вход амплитудно-импульсного детектора связан с выходом блока формирования длительности импульса.

ЦНИИПИ Заказ 2584/1 Тираж 497 Подписное

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