История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Топ:
Основы обеспечения единства измерений: Обеспечение единства измерений - деятельность метрологических служб, направленная на достижение...
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Интересное:
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Дисциплины:
2017-10-11 | 570 |
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]
|
|
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
© 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!