1 Описание принципа действия следящей системы

Рисунок 1- Функциональная схема следящей системы (СС).

Обозначения на схеме:

ОУ – объект управления;

Р – редуктор с передаточным числом 𝑖;

ИД – исполнительный двигатель постоянного тока с независимым возбуждением;

ОВД – обмотка возбуждения двигателя постоянного тока;

ТУ- транзисторный усилитель мощности;

КУ1 – корректирующее устройство, включенное последовательно с силовой частью СС;

КУ2 – корректирующее устройство, включенное в обратную связь;

ОВГ - обмотка возбуждения генератора постоянного тока.

Функциональная схема электрической СС рулевого устройства приведена на рисунке 1.

При повороте штурвала (Ш) относительно нейтрального положения на угол β с сельсина датчика (СД) снимается сигнал переменного электрического напряжения u_β, амплитуда которого пропорциональна величине указанного угла. Руль при этом отклоняется от диаметральной плоскости на угол α. С сельсина приемника (СП) снимается сигнал переменного электрического напряжения u_α, амплитуда которого пропорциональна величине угла α. Оба сельсина по выходным напряжениям включены последовательно и в противофазе. За счет такого включения образуется сигнал переменного напряжения в соответствии с выражением:

и_δ=u_βu_α (1)

Сигнал и_δ является сигналом, отображающим ошибку регулирования угла поворота руля. Амплитуда сигнала и_δ пропорциональна разности заданного β и фактического α значений углов поворота руля, а фаза сигнала и_δ , принимающая два значения -0 и 180⁰ , указывает на знак отклонения α относительно β. Фазочувствительный выпрямитель ФЧВ преобразует сигнал и_δ переменного напряжения в сигнал =и_δ постоянного напряжения так, что величина этого сигнала пропорциональна величине ошибки регулирования δ=β-α, а знак сигнала указывает на направление отклонения пера руля от угла, заданного на штурвале.

Сигнал и_δ поступает на корректирующее устройство КУ1. Корректирующее устройство представляет собой электронную схему, которая преобразует входной сигнал и_δ схемы в соответствии с передаточной функцией в выходной сигнал, который на схеме обозначен как и₁. Корректирующие устройство вводится в схему для того, чтобы работа СС происходила с заданными показателями качества при заданных изменениях входного сигнала схемы – угла β.

С корректирующего устройства КУ1 сигнал идет на транзисторный усилитель ТУ. Транзисторный усилителя является усилителем мощности. С ТУ напряжение е поступает на обмотку возбуждения генератора постоянного тока ОВГ. Нагрузкой генератора Г постоянного тока является исполнительный двигатель постоянного тока ИД. ИД через редуктор Р поворачивает объект управления ОУ – руль. С использованием тахогенератора ТГ, который является датчиком частоты вращения двигателя Ω_Д, и корректирующего устройства КУ2 в схему вводится отрицательная обратная связь. С использованием тахогенератора ТГ1 и редуктора Р1, который является датчиком поворота штурвала, и корректирующего устройства КУ2 в схему вводится вторая обратная связь. Цель введения КУ2 та же, что и КУ1.