ПРИЛОЖЕНИЕ. Указания по самостоятельной работе
1. При изучении дисциплины "Системы управления морскими подвижными объектами" рекомендуется выполнить цикл расчетов, связанных с анализом и синтезом конкретной системы управления. Их целью является проверка глубины усвоения теоретического материала, а также развитие практических навыков и умения определять структуру и рассчитывать параметры автоматических систем управления движением. Тип рассчитываемой системы и исходные данные читатель может выбрать самостоятельно, использовав материал настоящей книги и справочники (например [14, 15]), или воспользоваться исходными данными, которые приводятся ниже.
2. Целесообразно, чтобы расчеты включали в себя:
2.1. Постановку задачи, в ходе которой уточняются технические требования к рассчитываемой системе, выявляются возможные структурные решения и осуществляется математическая формулировка задачи.
2.2. Анализ модели движения объекта, в процессе которого на основании нелинейных дифференциальных уравнений рассчитываются точки балансировочного режима и определяются области устойчивости движения объекта, а также проводится линеаризация модели и рассчитываются передаточные функции, их нули и полюса, частотные характеристики. По этим результатам устанавливается возможность компенсации внешних возмущений заданной интенсивности.
2.3. Аналитическое конструирование автоматической системы для определения параметров обратных связей.
2.4. Анализ свободных процессов в синтезированной системе, который заключается в определении полюсов замкнутой системы и расчете компенсации начального отклонения управляемой переменной.
2.5. Анализ характеристик движения системы при ветро-волновых возмущениях, состоящий в определении математических ожиданий и среднеквадратичных отклонений управляемых координат, а также управляющих воздействий при заданном уровне возмущений, на основании чего делается заключение о соответствии системы техническим требованиям.
2.6. Разработку принципиальной электрической схемы системы, включающей в себя преобразование сигналов датчиков переменных состояния объекта в сигнал управления исполнительного механизма.
3. В качестве возможного примера может быть рассмотрена автоматическая система стабилизации путевого угла морского подвижного объекта, заданного дифференциальными уравнениями, в которой используется вертикальный руль, управляемый электрогидравлической рулевой машиной.
Уравнения движения рыскания МПО и рулевого привода в форме переменных состояния:
