3. Цепь суммирования сигналов Цепью суммирования сигналов ( рис. 286 ) называют цепь, образованную последо вательно соединёнными выходными обмотками 5 электрических машин:

1. сельсина-трансформатора курса СТк ( ПУ, М2 ) с напряжением U₁ = к₁α;

2. тахогенератора курса ТГ ( ПУ, М7 ) с напряжением U₂ = к₂dα / dt;

3. сельсина-трансформатора интегратора Сти ( ПУ, М10 ) ( через вторичную об-

мотку трансформатора Тр3, ПУ ) с напряжением U₃ = к₃ αdt;

4. сельсина-трансформатора насоса СТн ( ИМ, М2 ) с напряжением U₄ = к₄β';

5. сельсина-трансформатора руля СТр ( РД, М2 ) с напряжением U₅ = к₅β.

Сумма ( мгновенных значений ) этих переменнных напряжений образует напряже-

ние управления, которое записывают в виде такого уравнения управления

_ _ _ _ _ _

U_у = U₁ + U₂ + U₃ + U₄ + U_5.

Следует заметить, что эта сумма - сумма мгновенных значений . Это означает, что,

несмотря на знак «+» между напряжениями, некоторые из этих напряжений вычитаются, т.к. находятся в противофазе с другими.

_

Например, напряжение U₁ сельсина-трансформатора курса СТк ( ПУ, М2 ) и напря

_

жение U₄ сельсина-трансформатора руля СТр ( РД, М2 ) противоположны по фазе в любой момент времени.

_

Напряжение U₃ сельсина-трансформатора интегратора Сти ( ПУ, М10 ) не изменя-

_

ет свою фазу, поэтому оно поочерёдно то в фазе с напряжением U₁ сельсина-трансформа-

тора курса СТк ( ПУ, М2 ), то в противофазе с ним, и т.д.

Взаимодействие этих напряжений объясняется ниже.

Напряжение управления предназначено для управления серводвигателем руля Др ( ИМ, М1 ), т.е. для перемещения барабана насоса Холла.

Это напряжение поступает на вход трехкаскадного электронного усилителя мощно-

сти У-1М, и после усиления через контакт ВК1-9 подаётся на обмотку управления серво-

двигателя руля Др ( ИМ, М1 ) только в двух режимах:

1. «Автоматическое управление», когда контакт ВК1-9 находится в положении III;

2. «Следящее управление», когда контакт ВК1-9 находится в положении II.

Поскольку контакт ВК1-9 в положении I «Простое управление» разомкнут, в этом

ежиме усилитель У1-М отключён от обмотки управления серводвигателя руля Др ( ИМ, М1 ), т.е. усилитель не используется. При простом управлении питание на обмотку управ-

ления серводвигателя руля Др( ИМ, М1 ) от судовой сети через понижающий трансформа

тор и контакты кнопок «правыо руля» и «Лево руля».

4. Режимы работы авторулевого

4.1. Автоматический режим

4.1.1. Подготовка схемы к работе

Для подготовки схемы к работе переключатель видов управления ВК1 устанавлива

ют в положение III «Автомат» ( рис. 286 ).

При этом через контакты ВК1 образуются следующие цепи:

1. через ВК1-1 – обмотка возбуждения масштабного сельсина-трансформатора

СТм ( ПУ, М11 ) подключается к переменному напряжению 110 В, 50 Гц;

2. через ВК1-2 и ВК1-3 обмотка возбуждения сельсина-трансформатора руля СТр

( РД, М2 ) подключается к выходной обмотке СТм;

3. через ВК1-4 обмотка управления двигателя интегратора Ди ( ПУ, М9 ) подклю-

чается к выходной обмотке сельсина-трансформатора СТ1 ( ПУ, М5 );

4. через ВК1-7 и ВК1-8 3-фазная обмотка сельсина-приёмника курса СПк( ПУ, М7)

подключается к 3-фазной обмотке сельсина-датчика курса ( на схеме не показан );

5. через ВК1-9 обмотка управления исполнительного двигателя Др ( ИМ, М1 ) под

ключается к выходу усилителя мощности У-1М ( ПУ ).

В результате образуется цепь суммирования сигналов, образованная последова-

тельно соединёнными выходными обмотками 5 электрических машин:

1. сельсина-трансформатора курса СТк ( ПУ, М2 ) с выходным напряжением U₁ = к₁ α;

2. тахогенератора курса ТГ ( ПУ, М8 ) с выходным напряжением

U₂ = к₂ dα / dt;

3. сельсина-трансформатора интегратора Сти ( ПУ, М10 ) с выходным напряже-

нием

U₃ = к₃ αdt;

4. сельсина-трансформатора руля СТр ( РД, М2 ) с выходным напряжением

U₅ = к₅ β.

5. сельсина-трансформатора насоса СТн ( ИМ, М2 ) с выходным напряже

нием

U₄ = к₄ β'.

Сумма ( мгновенных значений ) этих напряжений образует напряжение управления

U_у = U₁ + U₂ + U₃ + U₄ + U_5.

Поскольку это напряжение составляет несколько вольт, его предварительно усили-

вают при помощи усилителя мощности типа У1-М ( ПУ ) и только потом подают через контакт ВК1-9 на обмотку управления серводвигателя руля Др ( ИМ, М1 ). Этот двигатель управляет перемещением барабана насоса Холла.

Закон регулирования напряжения управления U_у в сокращенном виде записывают в

таком виде: ПИД,

где: П – сигнал, прямо пропорциональный внешнему возмущению;

И - сигнал, пропорциональный интегралу от внешнего возмущения

Д – сигнал, пропорциональный производной ( дифференциалу ) от внешнего возму-

щения.

В данном случае под внешним возмущением по отношению к системе автоматиче-

ского удержания судна на курсе понимают действие ветра, волны, течения, вызывающего уход судна с курса на угол α ( угол рыскания ).

В схеме АТР2-10:

1. сигнал ( П ) , прямо пропорциональный внешнему возмущению, его вырабатыва

етсельсин-трансформатор курса СТк ( ПУ, М2 ) с выходным напряжением

U₁ = к₁ α;

2. сигнал ( И ), пропорциональный интегралу от внешнего возмущения; его выра

батывает сельсин-трансформатор интегратора Сти ( ПУ, М10 ) с выходным напряжением

U₃ = к₃ αdt;

3. сигнал ( Д ) , пропорциональный производной ( дифференциалу ) от внешнего

возмущения ( углу рыскания судна ), его вырабатывает тахогенератор курса ТГ ( ПУ, М8 ) с выходным напряжением

U₂ = к₂ dα / dt.

Для упрощения объяснения вначале рассмотрим работу авторулевого в автоматиче

ском режиме без интегрирующего и дифференцирующего устройств.