Принцип действия электронного интегрирующего устройства
Интегрирующее устройство начинает действовать только если на судно начинают действовать внешние несимметричные силы ( ветер, волна и т.п. ). В этом случае судно рыскает относительно курса несимметрично, например, влево на 1º, вправо – на 3º.
На судах, не имеющих интегрирующего устройства, это приводит к постепенному изменению курса. Чтобы избежать ухода с курса, на таких судах вахтенный помощник периодически корректирует курс. Коррекция состоит в том, что каждый раз судну задаёт
ся курс, который на 1-3º отличается от необходимого.
Поясним это на примере. Пусть судно совершает переход из Румынии в Россию, причём генеральный курс судна ГК = 90º ( строго на восток ). Если на судно начинает дей
ствовать юго-восточный ветер ( т.е ветер в скулу правого борта ) , судно начнет откло-
няться от курса влево. Курс судна постепенно станет уменьшаться: 90, 89, 88º.
Чтобы компенсировать действие ветра, вахтенный помощник задаёт избыточный курс, в данном случае, 92-93º. Когда через определённое время судно, постепенно умень-
шая курс от 93…92 º, выйдет на курс 90º, вахтенный помощник повторно вносит поправ-
ку в курс, что крайне неудобно при несении вахты.
В авторулевом «АИСТ» интегрирующее устройство действует так.
При уходе судна с курса на выходе сельсина-трансформатора курса ВС3 появляется переменное напряжение
U1 = к 1 α.
Это напряжение поступает на вход ФЧВ, вследствие чего на выходе ФЧВ появляет-
ся выпрямленное напряжение определённой величины и полярности.
Величина этого напряжения пропорциональна углу рыскания α., а полярность зави-
сит от того, в какую сторону относительно курса рыскнуло судно. Иначе говоря, при ухо-
де судна с курса в другую сторону полярность напряжения на выходе ФЧВ изменяется на обратную.
Напряжение с выхода ФЧВ через потенциометр R3 поступает на вход модулятора М1 ИУ, преобразуется при помощи усилителя У и демодулятора ДМ.
С выхода ДМ преобразованное напряжение постоянного тока поступает в цепь об-
ратной связи, в которой находится конденсатор С3.
Конденсатор С3 имеет большую ёмкость, что обусловливает большое время заряда-разряда С3. Иначе говоря, конденсатор С3 медленно заряжается и медленно разряжается
( на судах в качестве конденсатора С3 используется батарея из конденсаторов С3, С4, С5, С6, С19 и С41 ).
При рыскании судна в пределах одного борта конденсатор С3 работает в режиме «Заряд- разряд», и напряжение на нём в момент возвращения судна на курс уменьшается до нуля.
При рыскании судна в пределах другого борта повторяется процесс «Заряд-раз-
ряд», но полярность на пластинах С3 – обратная.
Поэтому при симметричных рысканиях конденсатор С3 не накапливает заряд на пластинах. Значит, напряжение на выходе трансформатора TV2
U 3 = к3 α dt = 0.
При несимметричных рысканиях напряжения на выходе ФЧВ становится неодина-
ковыми при уходе судна от курса в разные стороны. В результате конденсатор С3 медлен-
но заряжается до напряжения, имеющего определённую величину и полярность.
Величина этого напряжения тем больше, чем больше разность углов рыскания суд-
на и чем дольше время несимметричного рыскания.
Полярность напряжения на конденсаторе С3 зависит от полярности большего из напряжений на выходе ФЧВ.
Значит, при несимметричных рысканиях судна на выходе трансформатора TV2 по-
является и медленно увеличивается напряжение U 3 , которое поступает в цепь суммиро-
вания сигналов.
Время накопления сигнала ( напряжения U 3 ) – несколько минут. Скорость накоп-
ления сигнала регулируют потенциометром R3, при перемещении его ползунка вверх ско-
рость увеличивается, и наоборот.
Это объясняется тем, что при перемещении ползунка R3вверх напряжение между ползунком и нижним выводом R3, которое подается на вход ЭИУ, увеличивается, поэтому быстрее при несимметричных рысканиях заряжается конденсатор C3.
При этом на вторичной обмотке трансформатора TV2 ( выходе ЭИУ ) быстрее по-
является выходное напряжение ЭИУ ( быстрее накапливается выходной сигнал ЭИУ ).
В результате кладки пера руля становятся несимметричными – на один борт ( на-
пример, правый ) перо руля поворачивается на больший угол, чем на другой.
Избыточный ( разностный ) момент на баллере ( пере руля ) Δ Мб = Мб.право - Мб.лево направлен встречно моменту внешних сил ( ветер, волна ) и равен ему.
Оба момента компенсируют друг друга, и судно начинает рыскать относительно курса симметрично, т.е. так, как если бы несимметричных внешних сил не было.
Важно отметить такую деталь: когда судно находится на курсе, т.е.напряжение на выходе ФЧВ равно нулю, сигнал интегрирующего устройства не исчезает. Объясним это.
В авторулевом типа АТР2-10 сохранение сигнала интегратора обеспечивалось тем, что после накопления сигнала интегратора ротор сельсина-трансформатора интегратора СТи ( М 10 ) останавливался и оставался неподвижным.
Поэтому на его выходе напряжение
U 3 = к3 α dt
оставалось неизменным по величине и фазе, вне зависимости от того, судно на курсе или нет.
В авторулевом «АИСТ» сохранение сигнала интегратора обеспечивается тем, что после накопления сигнала интегратора напряжение конденсатора С3 остаётся неизменным по величине и полярности.
Поэтому в момент времени, когда судно вернулось на курс и напряжение на выхо-
де ФЧВ отсутствует, конденсатор С3 начинает разряжаться через потенциометр R3 и вход
ную цепь модулятора М1 ЭИУ и тем самым обеспечивает сохранение на вторичной обмот
ке трансформатора TV2 напряжения U 3 , т.е. сигнала ЭИУ.
Таким образом, при действии на судно несимметрчных внешних усилий ( ветер, волна ) напряжение на выходе ЭИУ существует постоянно, потому что:
1. в случае, если судно рыскает, т.е. не на курсе, наличие напряжения на выходе ЭИУ объясняется наличием напряжения на выходе ФЧВ;
2. в случае, если судно на курсе, т.е. напряжение на выходе ФЧВ отсутствует, нали-
чие напряжения на выходе ЭИУ объясняется разрядом конденсатора С3 через параллельно включенные потенциометр R3 и входную цепь модулятора М1 ЭИУ. Поскольку на входе модулятора М1 ЭИУ есть напряжение, значит, оно есть и на выходе ЭИУ.
Подведем итоги: сигнал на выходе интегратора в виде напряжения U3 появляется только после того, как на судно начнут действовать несимметричные внешние усилия. После появления этого сигнала кладки пера руля в разные стороны станут несиммет
Ричными.
Важно отметить, что если судно сносится лагом, т.е. параллельно линии курса, ЭИУ не действует, т.к. внешние факторы, например, течение или ветер, действуют с оди-наковой силой как на носовую, так и на кормовую части судна. Поэтому при параллель-
ном сносе судно рыскает относительно курса симметрично и сигнал ЭИУ не накаплива-
ется.
Дата добавления: 2020-02-05; просмотров: 505;