1. Подготовка схемы к работе

При автоматическом управлении переключатель видов управления SА1 устанав

ливают в положение 1.

При этом:

1. через контакты SA1.1, SA1.2 3-фазная обмотка сельсина-приёмника курса ВЕ2

подключается к 3-фазной обмотке сельсина-датчика курса ВС1;

2. через контактное приспособление SA1.3 подготавливается цепь сброса сигна-

ла интегратора в случае поворота штурвала;

3. через контакт SA1.4 включается сигнальная лампа НL1 «Автоматический»;

4. контакты SA1.6, SA1.7 разомкнуты;

5. через контакт SА1.8 обмотка управления серводвигателя руля М1 подключается

к верхней вторичной обмотке выходного трансформатора TV4 усилителя мощности А1;

6. через контакт SА1.9 напряжение питающей сети подаётся на вход блока пита

ния БП, входящего в состав блока коррекции БК;

7. через контакт SА1.10 подготавливается цепь сброса сигнала интегратора в слу-

чае поворота штурвала;

8. через контакты SА1.11, SА1.12 подготавливаются цепи конечных выключателей

SQ8 и SQ9, прерывающих кладку пера руля при углах 32-33º ;

9. через контакты SА1.13, SА1.14 подготавливается цепь питания сигнального ре-

вуна НА.

При автоматическом управлении в цепь суммирования сигналов поступают пять напряжений:

1. сельсина-трансформатора курса ВС3 с выходным напряжением

U₁ = = к₁ α;

2. дифференцирующего устройства ДУ с выходным напряжением

U₂ = к₂ dα / dt;

3. интегрирующего устройства ИУ с выходным напряжением

U₃ = к₃ α dt;

4. сельсина-трансформатора руля ВС6 с выходным напряжением

U₅ = к₅ β.

5. сельсина-трансформатора насоса ВС5 с выходным напряжением

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 А1 и только потом подают через контакт SA1.8 на обмотку управления серводвигателя руля М1.

Этот двигатель управляет перемещением барабана насоса Холла.

2. Работа схемы при автоматическом управлении

Работа схемы «АИСТ» при автоматическом управлении полностью повторяет рабо-

ту схемы авторулевого АТР2-10.

В сокращённом виде работу схемы можно объяснить так.

При уходе судна с курса на выходе сельсина-трансформатора курса ВС3 появляется напряжение

U₁ = к₁ α,

значение которого пропорционально углу ухода, а фаза зависит от направления ухода суд-

на от курса ( влево или вправо ).

В результате перо руля поворачивается на угол β, пропорциональный ( если КОС ≠ ≠ 1 ) углу ухода α.

При этом на выходе сельсина-трансформатора руля ВС6 появляется напряжение

U₄ = к₄ β,

находящееся в противофазе с напряжением U₁.

При равенстве двух этих напряжений напряжение управления

U_у = U₁ - U₄ = 0,

поэтому перо руля останавливается в повернутом положении.

Возникающий при этом момент на пере руля заставляет судно возвратиться на курс.

Как только судно станет возвращаться на курс, напряжение U₁ = к₁ α станет умень

шаться, а вновь возникшее напряжение управления с обратной фазой ( за cчет того, что напряжение U₄ на выходе сельсина-трансформатора руля ВС6 больше напряжения U₁ на выходе сельсина-трансформатора курса ВС3 ) обеспечит возвращение пера руля в диамет

ральную плоскость.

В хорошо отрегулированном авторулевом в момент возвращения судна на курс пе-

ро руля должно вернуться в диаметральную плоскость, после чего судно станет идти по за

данному курсу.

На самом деле судно за счёт инерции, накопленной при возвращении на курс, пере-

валит за линию курса, после чего описанный процесс повторится.

При этом фазы выходных напряжений сельсина-трансформатора курса ВС3, сельси

на-трансформатора насоса ВС5, сельсина-трансформатора руля ВС6, а также выходного напряжения дифференцирующего устройства изменятся на 180º.

И только одно напряжение не изменится ни по величине , ни по фазе – это выходное напряжение интегрирующего устройства ИУ.

Отметим некоторые особенности работы схемы в автоматическом режиме:

1. при повороте штурвала ( что необходимо для быстрого изменения курса судна

без перехода с автоматического управления на следящее или простое ) замыкается контакт SA5, через который и контакт SA1.10 переключателя видов управления разряжается кон-

денсатор С3.

Тем самым из цепи суммирования сигналов исключается напряжение интегрирую-

щего устройства ИУ

U₃ = к₃ α dt.

С этого момента времени кладки пера руля станут симметричными относительно диаметральной плоскости;

2. при уходе судна с курса на угол, больше заданного переключателем SA4 ( 3, 6

или 9º ), контакт, связанным с переключателем, замыкается и через него подаётся питание на мостик UZ1.

В результате в рулевой рубке включается ревун НА;

3. при критических углах кладки пера руля ( 32…33º ) контакты конечного выклю-

чателя SQ8 ( SQ9 ) переключаются, при этом через него и контакт SA1.11 ( SA1.12 ) включа

ется реле КМ2 ( КМ1 ).

Это реле размыкает свой контакт, подключая к выходу демодулятора ДМ усилите-

ля мощности А1 диод, «срезающий» выходное напряжение на выходе демодулятора.

В результате снимается выходное напряжение усилителя А1, поступающее на об-

мотку управления серводвигателя руля М1. Вращающий момент серводвигателя М1 умень

шается до нуля, перо руля ( через систему управления ) останавливается;

4. при ухудшении погоды увеличивают КОС перемещением ползунка переключа-

теля SA2 ( «Регулировка КОС» ) вверх, при этом напряжение возбуждения сельсина-трансформатора руля ВС6, снимаемое со вторичной обмотки трансформатора TV3, увели

чивается, поэтому кладки пера руля уменьшаются. Шкала КОС имеет крайние значения 0,2 и 2,0;

5. при ухудшении погоды уменьшают сигнал дифференцирующего устройства ДУ

перемещением ползунка резистора R1 вниз. Сопротивление резистора увеличивается, по-

этому ток, протекающий последовательную цепь, состоящую из входной цепи модулятора М1 ЭДУ и сам резистор R1, уменьшается, поэтому выходное напряжение ДУ, снимаемое со вторичной обмотки трансформатора TV1, уменьшается.

Если это не сделать своевременно, возросший сигнал ДУ вызовет более быстрые и глубокие кладки пера руля, что приведёт к перегрузке рулевой машины;

Если уменьшение сигнала дифференцирующего устройства не уменьшило нагрузку

на рулевую машину, т.е. кладки пера руля остаются частыми и глубокими, «загрубляют» усилитель мощности А1.

Для этого переключатель SA3 на входе усилителя мощности А1 переводят в положе

ние «Грубо».

При этом параллельно резистору R4 на входе усилителя мощности А1 включается резистор R2, в результате эквивалентное сопротивление этого участка цепи суммирования сигналов уменьшается.

Ток в цепи суммирования сигналов, по закону Ома, увеличивается, что приводит к увеличению ( внутреннего ) падения напряжения на выходных обмотках сельсинов ВС3, ВС6, ВС5 и трансформаторов TV1 и TV2. Эти падения напряжения вычитаются из ЭДС выходной обмотки сельсина ВС3, поэтому напряжение на участке с параллельно включен-

ными резисторами R4 и R2, т.е. на входе усилителя А1, а значит, и на его выходе, уменьша

ется.

При этом углы кладки пера руля уменьшаются, рулевая машина не перегружается.