Система управления судовым главнымдвигателем и винтом регулируемогошага

Система управления судовым главнымдвигателем и винтом регулируемогошага

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е <>844479

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 700375 (22) Заявлено 07.08.79 (21) 2810019/27-11

{51) М Кл з В G3 Н 21/22

В 63 Н 3/10 с присоединением заявки— (23) Приоритет—

Государственный комитет по делам изобретений н открытий (43) Опубликовано 07.07.81. Бюллетень № 25 {53) УДК 629.12.84 (088.8) (45) Дата опубликования описания 13.0881" ( (72) Авторы изобретения А. В. Защеринский, E. И. Скворцов и В. Е. Скворцова (71) Заявитель (54) СИСТЕМА УП РАВЛ ЕНИЯ СУДОВЫМ

ГЛАВНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ И ВИНТОМ

РЕГУЛИРУЕМОГО ШАГА

Изобретение относится;к судовой BiBтоматике, в частности к системам управления судовым главным двигателем и винтом регулируемого шага.

По основному авт. св. № 700375 известна система управления судовым главным двигателем и винтом регулируемопо шага (ВРШ), содержащая блок задания режимов работы, связанный через пропраммный блок, регулятор напрузми и исполнительный .механизм ВРШ с .меха ннзмом изменения шага с датчиком положения лопастей и посредством исполнительного механивма двигателя — ic регуляторо1м оборотов двигателя, снабженного датчиком нагрузки, выход которого соединен с одним из входов регулятора нагрузки, причем она снабжена сумматором, связанным своими входами с регулятором нагрузки и с датчиком положения лопастей винта, а выходами — с исполнительным механизмом ВРШ 11).

Такая система обеспечивает только частичное уменьшение времени вывода силовой установки на заданный режим за счет ускорения прохождения задания только иа одном участке следящей линии управления, а именно — от регулятора нагрузки до исполнительного механизма винта регулируемого шага и не влияет на время формирования задающего сигнала самим регулятором. Однако, время отработки задания регулятором является достаточно большим, так как в подобных следящих

5 системах управления, как правило, применяются пропорционально-.интегральные уегуляторы, имеющие интегральную составляющую и; как следствие, зону насыщения. Это, в конечном итоге, приводит к

10 «перерегулированию» и замедляет процесс вывода установки на заданный режим при маневрировании в области максимальных нагрузок.

Данное положение подтверждается слеls дующим примером.

Предположим, что силовой установке судна задан такой режим, при котором на заданной частоте вращения двигателя лопасти винта развернуты на максимальный

20 шаг и при этом не достигнута величина нагрузки двигателя, соответствующая зало>кенной программе управления, что зачастую и происходит. При этом регулятор нагрузки, стремясь нагрузить главный дви25 гатель до заданной величины, увеличивает свой выходной сигнал до максимального значения (вводится в режим «насыщения»), несмотря на .то, что исполнительное устройство, управляющее положением винта, уже давно находится на упоре, который

844479 соответствует заданию максимального раствора винта. При выполнении маневра на уменьшение нагрузки из указанного выше режима изменения пропорциональной составляющей регулятора, как правило, бывает недостаточно для того, чтобы вывести регулятор из режима насыщения. При этом, учитывая значительное время интегрирования в подобных регуляторах, вывод установки на заданный режим осуществляется очень медленно, особенно при выполнении маневров на сброс нагрузки.

Целью дополнительного изобретения является повышение быстродействия системы при маневрировании судна в области максимальных нагрузок двигателя.

Указанная цель достигается тем, что система дополнительно снабжена задатчи,ком предельного сигнала и элементом сравнения, связанным одним из входов с,выходом регулятора нагрузки, другим — с выходом задатчика предельного си гнала, а выходом — с регулятором нагрузки.

На чертеже показана функциональная схема предложенной системы.

Блок 1 задания режимов работы связан через программный блок 2, регулятор

8 йагрузки, сумматор 4 и исполнительный механизм 5 ВРШ с механизмом изменения шага (МИШ) б, к которому подключен вход датчика 7 положения лопастей, выход которого связан со входом сумматора 4.

Блок 1, кроме того, соединен через исполнительный механизм 8 и всережимный регулятор 9 с главным двигателем 10, имеющим датчик нагрузки 11, подключенный

«о входу регулятора 8. С МИШ б связан

ВРШ 12.

Выход регулятора 8 связан с элемен-oM сравнения 18, вырабатывающим дискретный сигнал при превышении величины сигнала от регулятора 8 предельно допустимого значения от задатчика предельного сигнала 14.

Регулятор 8 нагрузки имеет устройство введения интегральной составляющей в режим запоминания, связанное с элементом сравнения.

Система работает следующим образом.

При воздействии оператора на органгя управления блок задания режимов 1 вырабатывает задающую частоту вращения двигателя на исполнительный механизм 8 главного двигателя 10 и программный блок 2.

Исполнительный механизм главного двигателя при изменении задающей величины воздействует на всережимный регулятор оборотов 9, который устанавливает и поддерживает частоту вращения двигателя 10. Двигатель соединен с винтом регулируемого шага 12 и развивает необходимый крутящий момент. Крутящий момент двигателя измеряется датчиком на5

Зо

65 грузки 11. Результат измерения в виде истинного значени я величины нагрузки двигателя поступает в регулятор нагрузки 8.

Программный блок 2 по заданной величине частоты вращения формирует значение нагрузки двигателя в соответствии с задан ной оропраммой управления. Этот сигнал поступает в регулятор нагрузки 8, выход которого поступает на элемент сравнения 18 и через сумматор 4 на исполнительный механизм ВРШ 5, изменяющий голожение лопастей ВРШ 12 через механизм изменения шага б. На элемент сравнения 18 поступает также уставка предельного сигнала для регулятора нагрузки от задатчика предельного сигнала 14.

Величина уставки соответствует началу насыщения регулятора. Датчик 7 положения лопастей вырабатывает сигнал истинного значения величины шпага на,вход сумматора 4, включенного в линию управления

ВРШ, где корректирует сигнал регулятор; нагрузки 8. В статическом режиме на выходе программного блока 2 и датчика 11 нагрузки двигателя сигналы равны. При этом выход регулятора 8 равен «О», выход элемента сравнения 18 равен «О», а на выходе сумматора 4 сигнал равен по величине сигналу датчика 7 положения лопастей винта, благодаря чему цепь сумматор исполнительный механизм ВРШ вЂ” датчик положения лопастей ВРШ замкнута и находится в статическом режиме. При маневрировании судна в области максимальных нагрузок и изменении одного из входов регулятора 8 в сторону увеличения,нагрузки от блока задания 1 регулятор начинает увеличивать свой выходной сигнал, который проходит через сумматор 4 на исполнительный механизм 5 ВРШ и вызывает увеличение разворота лопастей ВРШ. Но так как при малых оборотах даже при полном развороте ВРШ не удается достичь заданного крутящего момента, регулятор стремится увеличивать свой выходной сигнал, хотя лопасти ВРШ уже стоят на максимальном развороте, что может привести к насыщению его интегральной части. Этот сигнал поступает также на элемент сравнения 18, где сравнивается с уставкой задатчи«а предельного сигнала 14, соответствующей началу зоны, насыщения регулятора. При превышении этой уставки элемент сравнения 18 срабатывает и подает в регулятор нагрузки 8 дискретный сигнал «1». По этому сигналу в регуляторе:нагруз)ки специальным устройством,,на пример реле, интегральная составляющая вводится в реж им запоминания и регулятор защищается от насыщения. При уменьшении заданной ,нагрузки из блока задания 1 регулятор 8 начинает сразу же уменьшать величину своего выходного сигнала за счет измене,н ия пропорциональной составляющей, так как интегральная составляющая была вве844479

Составитель И. Скуратович

Техред А. Камышникова

Редактор Т. Авдейчик

Корректор С. Файн

Заказ 1060/885 Изд. Ко 479 Тираж 497 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тик. Харьк. Фил. пред. «Патент» дена в режим за поминаняя и он не входил в насыщение.

Выходной сигнал регулятора 8, направленный в сторону уменьшения нагрузки, проходя через сумматор 4, вызывает отработку исполнительного механизма 5 в сторону уменьшения разворота лопастей.

Уменьшение разворота лопастей вызыьает уменьшение нагрузки двигателя, фиксируемое датчиком нагрузки 11, в резуль-тате чего на входе в регулятор нагрузки

8 сигналы выравниваются по величине.

При этом сигнал на выходе элемента сравнения 18 равен «О», интегральная составляющая подключается к регулятору и система управления возвращается в статический режим.

Таким образом, наличие задатчика предельного сигнала 14 и элемента сравнения 18 позволяет избежать насыщения регулятора и повысить быстродействие системы при маневрировании судна в области максимальных нагрузок.

Формула изобретения

Система управления судовым главным двигателем и винтом регулируемого шага по авт. св. М 700375, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия системы при маневрировании судна в области максимальных нагрузок двигателя, она дополнительно снабжена задатчиком предельного сигнала и элементом сравнения, связанным одним из входов с выхо15 дом регулятора нагрузки, другим — с выходом задатчика предельного сигнала, а выходом — с регулятором нагрузки.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Хо 700375, кл. В 63 Н 21/22, 1978.