Разработка метода обеспечения эксплуатационной надежности системы автоматического управления курсом судна

• Автор: Перечесов, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 05.22.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 106 с. : ил.

Введение

1. Основные принципы построения систем управления курсом судна

с 1.1. Общие сведения об авторулевых

1.2. Адаптивные авторулевые

1.3. Основные методы адаптации авторулевых

1.4. Пассивные методы адаптации САУ

1.5. Активные методы адаптации САУ

1.6. Математическая модель САУ курсом судна

Выводы по первой главе

2. Определение области допустимых значений параметров систем авто матического управления курсом судна, обеспечивающих заданное качество функционирования и надежности

2.1. Общая постановка задачи обеспечения заданной точности работы с

учетом точности настройки системы и эксплуатационных воздействий
Выводы по второй главе
3. Постановка задачи параметрической оптимизация систем по критерию надежности с учетом эксплуатационных и технологических отклонений параметров системы
3.1 Математическая постановка задачи идентификации процесса измене ния значений параметров системы под воздействием эксплуатационных факторов
3.2 Математическая постановка задачи определения допустимого на чального значения вектора параметров
3.3. Математическая постановка задачи определения расположения об ласти работоспособности в пространстве параметров
3.4. Математическая постановка задачи определения значения вектора обобщенных параметров с учетом начальных и эксплуатационных отклонений
Выводы по третьей главе
4. Экспериментальная проверка работоспособности адаптации системы автоматического управления курсом судна
4.1. Проверка работоспособности алгоритма с помощью моделирования на ЭВМ
4.2. Полунатурные испытания авторулевого
1 4.3. Морские испытания авторулевого
Выводы по четвертой главе
Заключение
Введение
В последние годы в России и за рубежом разработано большое число методов синтеза систем автоматического управления САУ, позволяющих осуществлять обоснованный выбор структуры и параметров системы, удовлетворяющей заранее заданным требованиям. Большинство разработанных методов предназначено для синтеза САУ с постоянными параметрами. Однако в практике проектирования САУ управления современными объектами, главным образом динамическими, очень часто параметры объекта управления в процессе эксплуатации изменяются в широких пределах.
Наметившая в последнее десятилетие тенденция автоматизации производственных процессов нашла свое отражение и при разработке САУ курсом судна. САУ курсом судна является одной из важнейших систем судовой автоматики, от эффективности и надежности работы которой зависит безопасность плавания и экономическая эффективность эксплуатации судна.
Актуальность


Предложен и разработан итерационный подход к решению задачи оптимизации параметрической надежности САУКС, который позволяет сравнивать различные структурные схемы с точки зрения обеспечения требуемой эксплуатационной надежности, учесть характеристики элементов системы и разработать рекомендации к технологическим операциям производства компонентов системы. Практическая ценность работы. Практическая значимость полученных результатов заключается в том, что эти результаты уже вполне могут быть использованы при разработке систем управления судов, которые только проектируются либо проходят переоборудование в нашей стране. Предложенный метод синтеза адаптивного авторулевого реализуем на современной аппаратной среде. Апробация результатов работы. Основные результаты работы докладывались на научнопрактической конференции Молодежь и научнотехнический прогресс, Владивосток, ДВГТУ, г. Безопасность на море. Научнотехнические проблемы и человеческий фактор, Владивосток, МГУ, г. X юбилейной международной научнопрактической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Современные техника и технологии СТТ, Томск, г. Всероссийской выставке научнотехнического творчества молодежи, Москва, ВВЦ, г. Наука и молодежь процветанию морской отрасли, Владивосток, ДВМП, г. Кормарин , Республика Корея, Пусан, г. Молодежь и научнотехнический прогресс, Владивосток, ДВГТУ, г. Авторулевой установлен на головном судне Ураганный, вновь строящейся серии судов РС0. Успешно прошел швартовые, ходовые и морские испытания. Утвержден Регистром морского флота России. Публикации. Список публикаций по материалам диссертации включает десять работ материалы научнопрактических конференций, публикации в сборниках научных работ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Основное содержание работы изложено на 5 страницах машинописного текста и включает рисунков и 1 таблицу. Список литературы содержит 5 наименований. Основной задачей, решаемой АР, является стабилизация курса и выполнение поворотов. Па некоторые АР возлагают также задачу определения курса следования в зависимости от заданного маршрута и отклонения судна от него. Системы управления курсОхМ судна строятся в основном с использованием принципа по отклонению. В таких системах управляющее воздействие зависит от величины отклонения выходной величины от заданного уровня. Однако некоторые современные авторулевые используют результаты измерений некоторых возмущающих воздействий для подстройки параметров регулятора. На суднах мирового флота используются авторулевые различных фирм, изготовленные в разное время. Кроме того, классификационные общества разных стран и судовладельцы предъявляют неодинаковые требования к компоновке, видам управления, средствам контроля и сигнализации авторулевых. Поэтому многообразие авторулевых достаточно велико. Охарактеризовать подробно все применяемые на судах типы авторулевых не представляется возможным. Для рассмотрения основных задач управления судном достаточно проанализировать только основные, существенные при управлении свойства авторулевых. Первые авторулевые типа , , Янтарь и др. Выход дифференциала был связан с двухпозиционной контактной группой. Структурная схема таких авторулевых приведена на рисунке 1. Они были эффективны только на небольших судах, устойчивых на курсе, с быстродействующим рулевым управлением. Рисунок 1. Опыт использования простейших авторулевых с Прегулятором применили при разработке авторулевых с псевдо Прегулятором. Идея сводилась к косвенному получения эффекта воздействия сигнала, пропорционального угловой скорости рысканья судна. Появление таких авторулевых наряду с повышением качества управления привело к существенному увеличению загрузки рулевого привода. В случае развитого морского волнения руль так энергично начинал перекладываться, что встала новая проблема как понизить его загрузку. Решение данной проблемы было найдено, когда ввели в авторулевой блок регулятора погоды, представляющий собой механическое устройство, позволяющее регулировать зону нечувствительности сигнала текущего курса судна рисунок 1.