Автоматическая система управления силовым приводом судового руля

(п)893724 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ С ВИДЕ ТЕЛЬСТ 8 У(22) Заявлено 11.03.80 (21) 2895116/27" 11с присоединением заявки РЙ(51)М, Кл,В 63 Н 25/046 05 0 1/02 Вжударотаенный комитет СССР во делан нэооретеннй н открцтнй.: 1 сйТнбг УЩ 1 гС 1 ЦС 4.футИ 4 О,Г, Цыганков и И.С, Некрасов Курский политехнический инсти) АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕН СИЛОВЫМ ПРИВОДОМ СУДОВОГО РУЛЯ Изобрет автоматике ческой сис водом судо к судовой к автомат ие относит в стностиправления м овым пр я По основному авт. св. У 288581 известна автоматическая система управления силовым приводом судового руля, содержащая датчик курса, дифференцирующее устройство, интегрирующее устройство, датчик обратной связи, суммирующее устройство, усилитель сигнала и исполнительные механизмы, а также широтно-импульсный модулятор, вход которого подключен к выходу суммирующего устройства, а выход соединен со входом усилителя, и включающий в себе аналого-цифровой преобразователь, блок определения фазы сигнала, дешифратор, блок формирования длительности импульса, схемы совпадений и электронные ключи 11.Однако недостатком такой системы является то, что в такой системе широтно-импульсная модуляция предполагает воздействие на усилитель с исполнительными механизмами в видепрямоугольных импульсов с крутыми фронтами и максимальной амплитудой, гдепеременной величиной является лищьдлительность. Воздействие на систему, состоящую из электромашинных усилителей и электрогидравлической рулевой машины, импульсов максимальтонои амплитуды с пренебрежимо малойдлительностью переднего фронта приводит к развитию в отдельных устройствах и всей системе переходных процессов нежелательного характера, а 15именно колебательного. При этом в механических узлах возникают значительные паразитные моменты, а в электрических цепях - перенапряжения. Всвязи с этим при достаточно длитель"ной работе в импульсном режиме возможен преждевременный выход из строя любого элемента системы,что недопусти" мо с учетом условий эксплуатации судов.о 15 20 Цель изобретения -оптимизация ди намических свойств системы управления силовым приводом судового руля, работающей в импульсном режиме,Для достижения указанной цели автоматическая система управления сило" вым приводом судового руля снабжена двумя генераторами линейно-изменяющегося напряжения, выходы которых подключены ко входам электронных ключей, а входы соединены с выходами схем совпадения.На чертеже представлена блок-схема автоматической системы управления силовым приводом судового руля.Система содержит датчик 1 курса, дифференцирующее устройство 2, интегрирующее устройство 3 и датчик 4 обратной связи, выходы которых соединены со входами суммирующего устройства 5 Со входом усилителя б, выход которого подключен к исполнительным механизмам 7, связан выход широтно- импульсного модулятора 8, который включает в себя аналого-цифровой преобразователь 9, блок 10 определения фазы сигнала, дешифратор 11, блок 12 формирования длительности ммпульса, схемы 13 и 14 совпадений, электронные ключи 15-18, генераторы 19 и 20 линейно-изменяющегося напряжения, выходы которых подключены ко входам электронных ключей 15, 8 и 16, 17, а входы соединены соответственно с выходами схем 13 и 14 совпадения.Вход модулятора 8 подключен к выходу суммирующего устройства 5. Система работает следующим образом.При отклонении судна от курса сигналы с датчика 1 курса, 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 10 определения фазы сигнала. На выходе аналого-цифрового преобразователя 9 в дискретные моменты времени, определяемые периодом кванта" вания, формируется значение сигналаошибки в цировом виде, которое передается на дешифратор . С дешифратора1 дешифрованный сигнал поступает на блок 2, в котором формируется длительность импульса, поступающего на схемы 13 и 4 совпадений, На вто 25 30 55 40 45 Ю рые входы схем 13 и 14 совпаденийподается разрешающий, либо запрещающий потенциал с блока 10 определения фазы сигнала ошибки. Таким образом,широтно-модулированный импульс проходит только через одну из схем совпадений и далее, пройдя через одиниз генераторов 19 или 20 линейноизменяющегося напряжения открываетв одном случае электронные ключи 15и 18, а в другом - 16 и 17. Сигналс электронных ключей поступает наусилитель б и воздействует на исполнительные механизмы 7, которыеосуществляют необходимую перекладку руля. Оптимизация динамических свойств системы управления силовым приводом судового руля, работающего в импульсном режиме, осуществляется следующим образом. Юиротно-модулированный импульс свыхода одной из схем 13 или 1 М совпадений поступает соответственно навход одного из двух генераторов 19или 20 линейно-изменяющегося напряжения на выходе которых напряжениеизменяется по кривой, близкой к экспоненте, С выхода генератора 19 или20 сигнал поступает соответственнона электронные ключи 15 и 18 или 16и 17. При этом переход ключей 15и 18 или 16 и 17 из закрытого состояния в открытое происходит немгновенно, а по закону, определяемому генераторами 19 и 20 линйно-изменяющегося напряжения, т.е. близкок экспоненциальному а именноЧо 1- е ),-бгангде Ч - текущее значение напряженияна выходах генераторов;Ч - максимальное значение напряОжения на выходах генерато-.ров;й - текущее время;Т - постоянная времени времязадающих цепей.Скорость нарастания переднегофронта широтно-модулированного импульса, определяем 4 я постоянной времени Т, при этом выбирается такой,чтобы обеспечить монотонный характерпереходных процессов во всех силовыхэлементах системы, что и обеспчиваетдостижение поставленной цели.Технико"экономический эффект предлагаемого изобретения состоит в том,что оказывается возможным обеспечитьформула изобретения Составитель И. Скуратович актор М, Лысогорова Техред С. Беца Ко ектор Л. Бокшан ррПодпи СССР Тираж 192ПИ Государственного делам изобретений5, Москва, Ж, Ра аз 11359/ ми тк 4/5у д ПП "Патент" Ужгород, ул. Проектндлительную безотказную работу системы в импульсном режиме с сохранением всех вышеперечисленных достоинств,Автоматическая система управления силовым приводом судового руля по авт, св. М 288581, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью обеспе 8937244чения оптимизации динамических свойствв импульсном режиме работы,она снабжена двумя генераторами линейно-изменяющегося напряжения, выходы котоф рых подключены ко входам электронныхключей, а входы соединены с выходамисхем совпадения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе16 1. Авторское свидетельство СССРй 288581, кл, В 63 Н 25/04, 20.03,69.