История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Топ:
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Теоретическая значимость работы: Описание теоретической значимости (ценности) результатов исследования должно присутствовать во введении...
Интересное:
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Дисциплины:
2017-10-11 | 573 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Структурная схема модели рулевого устройства с приводом от электродвигателя приведена на рис.4.5. Нагрузкой следует считать руль вместе с судном.
Рисунок 4.5 - Структурная схема модели электропривода руля
Перекладка руля на угол α вызывает (рис.4.6) боковое перемещение (дрейф с углом β дрейфа) и поворот судна вокруг трех взаимно перпендикулярных осей: вертикальной (рыскание с угловой скоростью ωp), продольной (крен) и поперечной (дифферент). Кроме того, из-за увеличения сопротивления воды движению судна несколько снижается его линейная скорость v.
На рис.4.7 приведены статические характеристики момента на баллере руля МБ=f (α) от угла перекладки α его для различных рулей при ходе судна вперед и назад. Эти характеристики нелинейные и зависят также от скорости движения v судна. При наличии дрейфа судна угол α перекладки руля заменить на угол (α+β) между плоскостью пера руля и потоком набегающей воды. Таким образом, в воздействии руля на электродвигатель привода руля кроме собственно угла α перекладки нужно учитывать также параметры движения судна - угол β дрейфа и линейную скорость v. Это значит, что для анализа электропривода руля нужно рассматривать САУ курсом судна (рис.4.8), в которую входят авторулевой (АР), рулевая машинка (РМ) и судно. Рулевая машинка состоит из руля и приводящего его во вращение двигателя. Судно представлено в виде двух структурных блоков с передаточными функциями по управлению WУ (р) и по возмущению WВ (р). Приводным двигателем может быть ДПТ или АД с частотным управлением. Источником питания для ДПТ может быть либо управляемый выпрямитель, либо генератор постоянного тока. АД получает питание от преобразователя частоты.
|
Рисунок 4.6 - Траектория движения при повороте судна и ее параметры
Рисунок 4.7 - Статическая характеристика руля
В режиме стабилизации процесса поворота судна, если допустить, что его линейная скорость v постоянна, а зависимость боковой силы и гидродинамического момента, действующих на корпус, от угла дрейфа β линейна, и пренебречь углами крена и дифферента, то система уравнений, описывающая динамику движения судна, будет иметь вид
(4.3)
где F (t) – функция. учитывающая действие на судно возмущающих воздействий волн, ветра, течения и др.;
а11, …, а23 – коэффициенты, зависящие от формы корпуса и загрузки судна.
Рисунок 4.8. Структурная схема САУ курсом судна
Если исключить из системы (4.3) сигнал β, то будет получено дифференциальное уравнение, связывающее величину курса Ψ с углом α поворота пера руля и возмущающим сигналом F (t):
(4.4)
где Т11, …. Т31 – постоянные времени, определяемые через коэффициенты а11, …, а23;
kУ и kВ – коэффициенты передачи САУ курсом судна, также определяемые через коэффициенты а11, …, а23.
В соответствии с (4.4) передаточные функции по управлению WУ (р) и по возмущению WВ (р) имеют вид
(4.5)
Уравнение механики электродвигателя рулевого устройства имеет вид
или (4.6)
где i – передаточное число редуктора между двигателем и рулем;
МС – момент сопротивления, определяемый через момент МБ на баллере руля по выражению
Момент МБ на баллере руля согласно рис.4.7 является нелинейной функцией от угла α.
Авторулевой имеет передаточную функцию ПИД-регулятора
(4.7)
В целом математическая модель рулевого электропривода, учитывающая судно и авторулевой, является нелинейной и описывается, как минимум, системой из уравнений (4.4), (4.5) и (4.6). Порядок этой системы – седьмой.
Вопросы для самоконтроля
1. Поясните состав и взаимодействие элементов структурной схемы ЭП рулевого устройства.
2. Поясните параметры, характеризующие процесс поворота судна, вызванный перекладкой руля.
|
3. Почему модель электропривода рулевого устройства должна учитывать параметры судна?
4. Какими уравнениями и в каких переменных описывается процесс движения судна с поворотом?
5. Приведите выражение передаточных функций судна по управлению и возмущению с поворотом на курсе.
6. Обоснуйте тип и порядок математической модели рулевого электропривода.
Литература [1-9]
|
|
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!