Автоматизация палубных механизмов. (Автоматизация систем управления рулевыми машинами)

Рулевые устройства представляют собой комплекс механизмов, которые обеспечивают поворачивание и стойкость при движении на заданном курсе.

Судно, как объект автоматизации, близкое к нейтральному состоянию стойкое по углу дрейфа и угловой скорости отхода судна с курса. Относительно рысканья судно является не стойким объектом. Упрощенная передаточная функция от угловой перекладки руля до углового курса

т. е. передаточная функция авторулевого представляет собой две последовательно соединенных звена интегрального с передаточной функцией Wp,и апериодического с функцией Wp₂, К,- коэффициент пропорциональности между угловой скорости циркуляции и углом перекладки руля, Т_к- постоянная времени судна на курсе,

Р-оператор.

При управлении курсом судна, регулирующим действием есть относительное изменение положения руля.

а_н - номинальное значение угла перекладки 30-35°

а - текущее значение пера руля.

Регулируемым параметром при управлении судном необходимо считать относительную разницу между текущим значением курсового угла и значением его задания.

Для автоматического управления курсом судна применяются регуляторы, которые имеют названия авторулевых. В качестве примера рассмотрим работу авторулевого « АИСТ». Кроме автоматического управления АР , оборудовано и ручным органом управления

Этот АР «Аист» реализует : ПИД-пропорционально-интегрально-диференциальный закон управления

Кр, Кр₂ ,Кр, - коэффициенты усиления регулятора по отклонения скорости,

отклонения от курса и его интеграла. При удержании заданного курса в случае отклонения от него сельсин датчик ( ССД ) гирокомпаса ( ПС ) и сельсин приемник АР рассогласовываются. Вследствие чего через механическую передачу ( вал) движение будет передаваться на вращающийся трансформатор на выходе из которого обрезается сигнал пропорционально отклонению регулируемой величины, при этом тахогенератор будет выдавать сигнал пропорциональный скорости отклонения регулируемой величины. В итоге через редуктор с большим передаточным числом будет разворачиваться вращающийся трансформатор , который и будет формировать интегральную составляющую закона регулирования. После суммирования всех величин для усиления в усилители 1 приводится в действие золотник управления гидроусилителя 2 , который управляет гидромотором переменой производной 3. Гидросмесь от гидромотора поступит на сервомотор 4 рулевлй машины , которая развернет рулевые гидрокомплексы к балеру руля механически присоединен датчик 5 истинного положения пера руля, который осуществляет жёсткую обратную связь и останавливает перекладку руля в в необходимом положении. Для небольших углов перекладки используют управление от штурвала.