Nghiên Cứu, Thiết Kế, Chế Tạo Máy Lái Điện Thuỷ Lực 08Tm Cho Tầu Thuỷ Có Điều Khiển Bằng Kỹ Thuật Số

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy lái điện thuỷ lực 08Tm cho tầu thuỷ có điều khiển kỹ thuật số NGUYỄN ĐƠNG Ngành: Cơ khí động lực Giảng viên hướng dẫn: TS Lương Ngọc Lợi Viện: Cơ khí HÀ NỘI, 2007 LỜI CẢM ƠN Trước tiên tơi xin trân trọng gửi đến Quý Thầy Cô Viện Cơ khí Động lực lịng tri ân sâu sắc kiến thức mà Quý Thầy Cô truyền thụ thời gian qua, đặc biệt thầy TS Lương Ngọc Lợi, người cung cấp nhiều kiến thức quan trọng kinh nghiệm quý báu giúp tơi hồn thành luận văn Tơi xin chuyển lời cảm ơn đến thầy PGS.TS Lê Quang, thầy PGS.TS Ngơ Sỹ Lộc bạn đồng nghiệp Lương Đình Dũng, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tơi q trình học tập hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn ông Lý Đức Long, Giám đốc Công ty Du lịch Yến Long, tạo điều kiện cho thực ý tưởng luận văn tàu ông Và cuối cùng, không nhắc tới hỗ trợ tinh thần vật chất người thân gia đình Tơi xin trân trọng cảm ơn bố, mẹ vợ tôi, người chia sẻ, động viên, nhắc nhở tạo điều kiện thuận lợi để hồn thành chương trình học Hà nội, ngày 15 tháng 11 năm 2007 Tác giả Nguyễn Đông MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LÁI TRONG NGÀNH CÔNG NGHIỆP TÀU THUỶ 1.1 Tình hình nghiên cứu, triển khai nước ngồi 1.2 Tình hình nghiên cứu, triển khai nước 1.3 Đặt vấn đề 1.4 Giới thiệu nội dung luận văn CHƯƠNG 10 CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LÁI TÀU 10 2.1 Hệ điều khiển khép kín (hệ hồi tiếp - phản hồi) 10 2.1.1 Điều khiển hồi tiếp ứng dụng cho tàu biển 11 2.1.2 Điều khiển hồi tiếp ứng dụng máy lái tự động 12 2.1.3 Thiết kế điều khiển PID 13 2.2 Các chế độ máy lái tự động khai thác tàu 15 2.1.1 Chế độ lái trực tiếp 15 2.1.2 Chế độ lái lặp 16 2.2.3 Chế độ lái tự động 17 2.3 Xây dựng sở lý thuyết phương án điều khiển lái tàu tự động 22 2.3.1 Các hệ tọa độ cho tàu thủy chuyển động tàu 22 2.3.2 Mơ hình phương tiện biển bậc tự 25 2.3.3 Mô hình tàu thuỷ bậc tự 25 2.4 Các mơ hình điều động tàu thủy 27 2.4.1 Mơ hình Davidson Shiff (1946) 28 2.4.2 Mơ hình Nomoto (1957) 28 2.4.3 Ứng dụng mơ hình Nomoto 29 2.4.4 Mô chế độ đặt hướng di chuyển khác tàu 32 2.5 Kết luận 36 CHƯƠNG 37 KHẢO SÁT SẢN PHẨM THỰC NGHIỆM 37 3.1 Chức năng, yêu cầu 37 3.1.1 Yêu cầu với hệ thống lái 37 3.1.2 Các yêu cầu hệ thống lái tự động 38 3.2 Giới thiệu mơ hình tàu khảo sát modun lái tự động 39 3.2.1 Mơ hình tàu khảo sát: 39 3.2.2 Nguyên lý hoạt động modul lái tự động 41 3.3 Thông số đặc tính kỹ thuật modun thiết bị máy lái tự động 0.8 Tm : 49 3.3.1Bộ thu tín hiệu định vị tồn cầu GPS 49 3.3.2La bàn điện tử xác định góc CMPS03 50 3.3.3 Khối hiển thị 51 3.5 Cụm nguồn thuỷ lực máy lái tự động: 59 3.6 Một số vấn đề chỉnh định hệ thống lái tự động 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 69 Phụ lục 70 Hệ thống lái tàu tự động GYLOT PR-200 70 Phụ lục 85 Giới thiệu đoạn chương trình lập trình modun phát góc lái 85 LỜI MỞ ĐẦU Trước phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp đóng tàu vận tải thuỷ nước ta, máy lái điện - thuỷ lực thích hợp với mục đích nhu cầu sử dụng Với tảng KHKT nay, khơng làm chủ việc tính tốn thiết kế máy lái Điện – Thuỷ lực cho tàu đóng mà cịn hồn tồn chế tạo nước máy lái Điện Thuỷ hệ thống điều khiển tự động cho Cho tới nay, Việt Nam cần trang bị hệ thống điều khiển cho máy lái tàu người ta thường mua nước ngồi Nhìn chung hệ thống máy lái hãng nước chất lượng cao, ổn định Tuy nhiên, chúng có giá cao không chủ động việc bảo hành, bảo trì sản phẩm Đề tài dựa sở đáp ứng nhu cầu tính tốn thiết kế chế tạo máy lái điện - thuỷ lực bao gồm hệ thống điều khiển tự động Việt Nam, đảm bảo tính kĩ thuật, độ tin cậy, có tính kinh tế Như biết, phương tiện thuỷ hoạt động môi trường chịu nhiều ảnh hưởng từ bên ngồi Do đó, phương tiện thuỷ cần có hệ thống điều khiển hoạt động ổn định chịu tác động nhiễu mơi trường bên ngồi Với mục tiêu: "Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy lái Điện- Thuỷ lực 08 Tm cho tàu thuỷ có điều khiển kỹ thuật số ", đề tài tập trung nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đạt số kết bước đầu chế tạo hệ truyền động thuỷ lực, modun hệ lái tự động (bao gồm la bàn đện tử, GPS) Trong phạm vi nghiên cứu, đề tài trình bày cách khái quát nội dung trình xây dựng điều khiển, kết mô trình hoạt động hệ thống phần mềm Matlab Với phương hướng nghiên cứu từ kết nghiên cứu thực nghiệm ban đầu, đề tài hy vong tương lai gần áp dụng rộng rãi thành nghiên cứu vào thực tế, đóng góp cho phát triển ngành đóng tàu Việt Nam CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LÁI TRONG NGÀNH CÔNG NGHIỆP TÀU THUỶ 1.1 Tình hình nghiên cứu, triển khai nước ngồi Các thiết bị hệ thống điều khiển lái thiết bị hệ thống quan trọng bậc tàu thuỷ chúng liên quan chặt chẽ đến hoạt động an toàn hiệu suốt vịng đời tàu thuỷ Chính vậy, từ hàng trăm năm giới liên tục có hoạt động nghiên cứu chế tạo Hơn phát triển nhanh chóng cơng nghệ thơng tin, tự động hố, thiết bị ngày giới quan tâm hoàn thiện hơn, đáp ứng nhu cầu ngày cao vận tải đường biển Các vấn đề vận hành tàu điều khiển tập trung, lái tự động thích nghi, tối ưu hố… đươc nghiên cứu, giải dẫn tới đời nhiều hệ thiết bị loạt hãng sản xuất tiếng lĩnh vực Ví dụ NavitronSystem, Sperry Marine… Trong thời gian gần đây, có hai xu hướng phát triển trái ngược, nhiên chúng hỗ trợ lẫn xu hướng modul hố tích hợp hệ thống Một mặt thiết bị thiết kế chế tạo dựa sở modul làm giảm thời gian chế tạo, làm tăng khả lắp lẫn chúng Mặt khác chúng xây dưng, chế tạo sở tích hợp thiết bị để tạo nên đối tượng lớn đa chức hãng lớn Với ngành công nghiệp tàu thuỷ giới, công nghệ điều khiển tự động ứng dụng từ lâu Các hệ thống tự động tàu hệ lái lặp, lái tự động kết hợp với la bàn từ, la bàn quay trở nên phổ biến đem lại hiệu tốt Trong nửa cuối kỷ hai mươi đời máy tính tạo hệ hệ thống điều khiển mới: hệ thống điều khiển số sử dụng vi xử lý (microprocessor), vi điều khiển (microcontroller) máy tính (computer) Song song với thiết bị điều khiển, lý thuyết điều khiển phát triển mạnh mẽ Nhiều thuật toán điều khiển đời làm cho hệ thống điều khiển ngày trở nên phong phú, đa dạng Hiện nhu cầu người ngày cao, không yêu cầu hệ thống điều khiển ngày phức tạp hệ thống khác thiết bị làm hàng(cẩu, bơm, ), thiết bị an tồn ( cứu hoả, cứu sinh ), chí thiết bị vệ sinh môi trường ( bể xử lý nước thải, phân ly ) nghiên cứu, phát triển Có thể nói thiết bị điều khiển tự động lái sử dụng tàu thuỷ phần lớn hãng nước chế tạo, chúng có ưu điểm chất lượng cao, hoạt động ổn định, hầu hết hãng đăng kiểm nước ngồi chấp nhận, có khả tích hợp, phát triển cao Tuy nhiên, chúng có nhược điểm quan trọng giá thành nhìn chung cao, không chủ động công nghệ, trình đưa vào hoạt động, bảo hành bảo trì sủa chữa cịn nhiều hạn chế 1.2 Tình hình nghiên cứu, triển khai nước Trong 15 năm qua, việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống thiết bị lái tàu quan tâm đáng kể Năm 1992, Viện KH-CN Tàu Thuỷ chế thử thành công máy lái điện thuỷ lực điều khiển trực tiếp Ngày đó, thiết bị điều khiển lái sơ khai, đơn giản, chủ yếu rơle, cơng tắc tơ Trong năm sau đó, có nhiều nghiên cứu, dự án điều khiển tự động hệ thống lái tàu Tuy nhiên, hầu hết sản phẩm hốn cải từ hệ điều khiển Liên Xô cũ dựa kỹ thuật tương tự chế tạo dựa mẫu có sẵn làm lại giống mẫu Đó nghiên cứu chưa phức tạp, mang nặng tính thụ động đóng góp nhiều cho nhu cầu đóng sủa chữa tàu thuỷ Việt Nam thời gian Ngày nay, với nhiều tàu đóng hốn cải cần trang bị hệ thống điều khiển lái lặp tự động, chủ tầu thường nhập nguyên điều khiển nước lắp ráp với hệ truyền động thuỷ lực lái 1.3 Đặt vấn đề Có thể nói nghiên cứu, ứng dụng cơng nghệ đại vào hệ thống điều khiển lái tàu thuỷ Việt Nam mảnh đất màu mỡ khai thác Trong thời gian gần ngành cơng nghiệp Tàu thuỷ Việt Nam nói chung Vinashin nói riêng có bước phát triển nhanh chóng Trong năm vừa qua, Vinashin phát triển sản lượng tới 50% bình qn năm, đóng 1447 tàu loại Dự kiến năm 2010 trị giá tàu đóng xuất tỷ USD nhu cầu nước 2.5-3 tỷ USD.(nguồn Vinashin) Như vậy, năm có tới hàng ngàn tàu loại đóng mà chưa kể tới cơng ty đóng tàu tư nhân Do nhu cầu nội địa hoá để tăng hàm lương sản xuất nước, đảm bảo làm chủ công nghệ, cạnh tranh quốc tế, việc nghiên cứu, chế tạo thiết bị tự động hố nói chung, có hệ thống điều khiển tự động tàu thuỷ nhu cầu tất yều cấp thiết 1.4 Giới thiệu nội dung luận văn Đề tài nêu sở lý thuyết hệ thống điều khiển lái tự động, đồng thời khn khổ đề tài này, chúng tơi có điều kiện chế tạo thử nghiệm hệ thống lái tự động có momen trục lái 0.8 Tm lắp đặt cho tàu du lịch Seabirds chế tạo Hải Phịng Do đề tài gồm có mục chủ yếu sau: - Chương 1: Giới thiệu tổng quan tình hình nghiên cứu ngồi nước lĩnh vực điều khiển tàu thuỷ Từ đó, đồ án đưa hướng nghiên cứu cho việc xây dựng hệ thống lái tự động điều kiện thực tế Việt nam - Chương Cơ sở lý thuyết hệ điều khiển tự động lái tàu giới thiệu phương pháp điều khiển lái đại xây dựng phương án điều khiển tự động thích hợp cho khả công nghệ Việt Nam - Chương Khảo sát sản phẩm thực nghiệm giới thiệu số cụm thiết bị làm giải pháp công nghệ thực - Chương Kết luận nêu hướng phát triển đề tài đề xuất a/ Cấu tạo Tầng đầu vào có tranzitor Q101 Q102 (loại 2SB227), điện trở phân áp R101, R102 Tầng cấp nguồn ni riêng biệt có khả điều chỉnh Un (nhờ núm điều chỉnh bên Weather núm điều chỉnh Gain) Tầng khuyếch đại trung gian gồm tranzitor Q103 Q104 (loại 2SB227) với điện trở phân áp R105, R106 R107 Tầng khuyếch đại cơng suất có tranzitor Q105 Q106 (loại 2SB241) với điện trở chia áp R107 R108 Hai tầng khuyếch đại cấp chung nguồn nuôi với rơle thực K201 K202 Các điện trở R109, R113, R114, R116 làm nhiệm vụ phân áp phóng điện cho rơle K201, K202 Q105, Q106 trạng thái khoá b/ Nguyên lý hoạt động Do cửa vào A khuyếch đại nối với điểm "0" nguồn nên hoạt động khuyếch đại định dấu độ lớn tín hiệu 77 đầu vào cửa E Khi chưa có tín hiệu vào cửa E, Q101 Q102 trạng thái khố, Q103 Q104 dẫn có phân cực thuận tiếp giáp JE Do Q103 Q104 dẫn làm cho Q105 Q106 khoá Rơle K201 K202 khơng làm việc Khi E có tín hiệu (+), Q102 tiếp tục khoá, Q101 dẫn, Q102 khoá làm cho Q104 tiếp tục dẫn Q106 khoá, rơle K201 khơng cấp nguồn Cịn Q101 dẫn làm Q103 khố lại Q105 dẫn rơle K202 cấp nguồn Khi E có tín hiệu (-), q trình hoạt động tương tự trên, có điều lúc Q102 dẫn làm Q104 khoá lại Q106 dẫn, nguồn cấp cho rơle K201 Chú ý: Các tranzitor khuyếch đại hoạt động chế độ rơle, vậy, độ nhạy tầng khuyếch đại điều chỉnh từ tầng đầu cách thay đổi vị trí núm điều chỉnh Weather GAIN (thực chất thay đổi UBE tranzitor Q101 Q102) Nguyên lý hoạt động hệ thống * Chế độ lái cố (LEVER) Lái cố đưa vào hoạt động có cố khuyếch đại tạo tín hiệu lái chế độ lái tự động lái lặp Để công tắc chọn chế độ lái vị trí LEVER Thực lệnh bẻ lái cách điều khiển công tắc S251 Giả sử cần bẻ lái sang trái, đẩy công tắc S251 sang trái làm tiếp điểm đóng lại Điện đưa từ nguồn qua tiếp điểm đóng S251, qua công tắc chọn chế độ tới van điện từ trái trở nguồn Van điện từ trái mở làm dầu đưa vào piston thực bẻ lái sang trái Khi đó, người điều khiển phải quan sát đồng hồ báo góc lái để biết vị trí bánh lái Bánh lái dừng ngắt điện van điện từ cách ngừng tác động vào công tắc S251 Muốn bẻ lái theo chiều ngược lại, đưa tay gạt công tắc S251 sang phải làm tiếp điểm bên phải đóng lại, van điện từ phải cấp điện mở ra, dầu áp lực đưa vào xylanh theo chiều thực bẻ lái sang phải chế độ bánh 78 lái di chuyển sang phải trái 350 ngắt cuối mở làm van điện từ điện, bánh lái ngừng di chuyển công tắc S251 đóng * Chế độ lái lặp (HAND) Để tạo lặp, người ta sử dụng cầu cân điện trở Trên trụ lái, điện trở RV252(5K) có chạy nối khí với vơ lăng lái Một chiết áp phản hồi góc bẻ lái có giá trị tương ứng, có chạy nối khí với trụ lái Hai chiết áp đấu thành cầu điện trở, nguồn cấp cho cầu lấy từ thứ cấp biến áp T202 (24V) qua chỉnh lưu thành nguồn DC24V Tín hiệu bẻ lái tín hiệu phản hồi góc bẻ lái cộng trước đưa tới cửa E khuyếch đại Giả sử cần thực lệnh bẻ lái sang trái 50, người điều khiển đưa vơ lăng lái sang trái để kim góc lái 50 trái Do vị trí chạy khơng trùng nhau, cửa E khuyếch đại có tín hiệu điều khiển (có âm so với điểm nguồn), qua khuyếch đại, rơle trái cấp nguồn đóng tiếp điểm làm van điện từ trái cấp nguồn Dầu đưa vào xylanh lực theo hướng bẻ lái sang trái Khi bánh lái quay làm chạy chiết áp phản hồi góc lái quay theo Khi vị trí chạy trùng nhau, tín hiệu cửa vào E đi, rơle trái điện ngừng hoạt động làm van điện từ trái điện, dừng việc cấp dầu vào xylanh lực Bánh lái dừng lại 50 trái Khi bẻ vôlăng lái sang phải, hoạt động hệ thống tương tự chế độ này, người điều khiển cần theo dõi đồng hồ báo góc lái để kiểm tra vị trí bánh lái xem có phù hợp với góc bẻ lái theo lệnh hay khơng * Chế độ lái từ xa (REMOTE) Công tắc chọn chế độ lái để vị trí REMOTE Một chiết áp có trị số 5K liên hệ với hệ thống nhờ dây dẫn mềm qua ổ cắm trụ lái Thực chất chế độ lái lặp Nguyên lý hoạt động 79 hệ thống giống chế độ lái lặp (thay quay vơ lăng lái, người điều khiển xoay núm xoay chiết áp tới góc bẻ lái theo lệnh điều khiển) * Chế độ lái tự động (GYRO) Từ sơ đồ cấu trúc hệ thống, ta thấy, chế độ lái tự động, lái GYLOT kiểu PR - 222 - H PR - 226 - H có phương trình điều khiển: y = K1α - K2β - K3dβ/dt Trong đó: - Tín hiệu K1α lấy từ cầu cân - Tín hiệu K2β lấy từ biến trở (5K) có chạy nối khí với trụ lái - Tín hiệu K3dβ/dt lấy từ mạch bao gồm tụ C231 cụm điện trở R551 ÷ R559 Giả sử tàu đặt để theo hướng θ1, tác động sóng gió, tàu bị lệch sang phải theo hướng θ (hướng thực xác định nhờ la bàn quay) Khi đó, tàu lệch với hướng cho trước góc α = θ1 - θ Do nam châm vĩnh cửu từ kế nối khí với la bàn phản ảnh nên lệch so với hướng ban đầu góc α0 Cầu cân làm xuất E tín hiệu điều khiển K1α (giả sử lúc tàu lệch hướng sang phải) Tại thời điểm này, bánh lái chưa quay nên K2β = K3dβ/dt = Qua khuyếch đại, rơle K201 cấp điện làm van điện từ trái cấp điện, van điện từ trái mở đưa dầu vào xylanh lực làm bánh lái di chuyển sang trái Khi đó, xuất K2β K3dβ/dt Khi y = K1α - K2β - K3dβ/dt = rơle K201 mở làm van điện từ trái điện, ngừng đưa dầu vào xylanh lực Bánh lái ngừng chuyển động Do tồn góc bẻ lái β, tàu từ từ quay sang trái (trở lại hướng ban đầu) Cùng với thay đổi hướng tàu K1α giảm dần Khi đó, tín hiệu điều khiển y (đưa vào cửa E khuyếch đại) đổi dấu, qua khuyếch đại, rơle K202 làm việc làm van điện từ phải cấp điện Van điện từ phải mở đưa dầu vào xylanh lực làm bánh lái tiến dần mặt phẳng đối xứng tàu (cùng với dịch chuyển 80 bánh lái mặt phẳng đối xứng, góc bẻ lái β giảm dần làm K2β K3dβ/dt giảm dần) Khi tàu trở hướng ban đầu bánh lái nằm mặt phẳng đối xứng y = Rơle K202 khơng cấp điện làm van điện từ phải đóng lại Dầu không đưa tới xylanh lực bánh lái ngừng di chuyển Tuy nhiên, quán tính mũi tàu không dừng lại hướng đặt trước mà có xu hướng lệch sang trái so với hướng đặt La bàn quay lại đo góc lệch hướng qua cầu cân bằng, tín hiệu điều khiển lại đưa cửa vào E khuyếch đại Quá trình diễn tương tự theo chiều ngược lại Sau vài dao động, tàu ổn định hướng đặt trước Biên độ dao động tần số dao động tuỳ thuộc vào tính quán tính tàu điều kiện mặt biển Tín hiệu báo trạng thái hoạt động cố • Báo hướng chuyển động bánh lái: Trạng thái quay phải quay trái bánh lái báo đèn PL252 PL253 Các đèn cấp nguồn qua rơle phải trái K201 K203 • Báo nguồn la bàn quay nguồn máy lái: Trạng thái cố báo động còi BZ271 Nguồn cấp cho còi khống chế rơle trung gian K271 (báo nguồn máy lái) K272 (báo nguồn la bàn điện) cơng tắc tắt cịi S231 trạng thái bình thường, hai rơle K271 K272 cấp nguồn, tiếp điểm chúng trạng thái cắt nguồn cấp cho cịi BZ271 Khi có cố nguồn máy lái la bàn điện K271 K272 điện Tiếp điểm chuyển sang trạng thái cấp nguồn cho BZ271 làm còi kêu Khi hoạt động, thấy còi kêu, người điều khiển cần kiểm tra cách xem đèn báo nguồn máy lái PL251 báo nguồn la bàn điện PL231 sáng hay khơng Nếu đèn tắt nguồn hệ thống bị Sau khẳng định cố bật cơng tắc S231 phía ngược lại để tắt cịi 81 • Báo góc lệch hướng tàu lớn chế độ lái tự động: chế độ lái tự động, rơle K271 cấp nguồn qua tiếp điểm khí S235 Tiếp điểm có liên hệ khí với nam châm vĩnh cửu từ kế Bình thường, S235 trạng thái đóng để K271 cấp nguồn Khi góc lệch hướng tàu lớn (thường đặt để góc lệch qúa 100 phía) qua liên hệ khí, tiếp điểm S235 mở làm rơle K271 điện, cịi BZ271 cấp nguồn, có âm báo động chế độ này, có còi kêu, người điều khiển phải kiểm tra hướng thực tàu so với hướng đặt để khẳng định cố Nếu có cố phải chuyển chế độ lái HAND lái theo lệnh sĩ quan huy Kiểm tra chỉnh định hệ thống Trước hành trình, sĩ quan điện (hoặc sĩ quan lái) phải tiến hành kiểm tra hệ thống thật chu đáo Nhất thiết phải kiểm tra hai chế độ HAND LEVER chế độ HAND, phải kiểm tra trùng lặp góc bẻ lái (theo kim trụ lái) với góc quay bánh lái (theo đồng hồ báo góc lái) hai chế độ HAND LEVER cần phải kiểm tra khả làm việc ngắt cuối chiều bẻ lái * Chỉnh định chế độ lái lặp (HAND): Khi phát có khơng trùng lặp vị trí góc bẻ lái trụ điều khiển với góc bẻ lái thị đồng hồ báo góc lái ta phải chỉnh định lại • Nếu kim trụ điều khiển "0", bánh lái nằm mặt phẳng đối xứng tàu, kim báo vị trí bánh lái khơng "0" ta đặt lại kim thị cho vị trí "0" • Nếu kim trụ điều khiển "0" bánh lái không nằm mặt phẳng đối xứng tàu kim đồng hồ thị trùng với vị trí thực bánh lái Khi đó: - Điều khiển đưa bánh lái mặt phẳng đối xứng tàu sau đặt lại kim góc bẻ lái trụ điều khiển 82 - Đặt kim chiết áp "0", chỉnh chiết áp phản hồi góc bẻ lái để đưa bánh lái mặt phẳng đối xứng tàu * Chỉnh định chế độ lái tự động Nếu đặt hướng tàu trùng với hướng mũi tàu mà bánh lái không nằm vị trí mặt phẳng đối xứng tàu tiến hành phải chỉnh định lại sau: - Đặt lại vị trí nam châm vĩnh cửu từ kế cách giữ cố định hướng trùng với mũi tàu, xoay vít chỉnh vị trí từ kim đồng hồ thị góc lái "0" dừng lại - Đặt hướng trùng với hướng mũi tàu, chỉnh chiết áp phản hồi góc bẻ lái để đưa dần bánh lái mặt phẳng đối xứng tàu, kim đồng hồ thị "0" dừng lại * Kiểm tra thời gian góc bẻ lái Khi tiến hành kiểm tra, cho bẻ lái từ mạn sang mạn thấy thời gian vượt 28s cần xem xét chất lượng dầu thuỷ lực mức dầu két thường trực Khi độ nhớt dầu giảm, áp lực công tác xylanh lực giảm đáng kể, cần phải thay dầu Khi thay phải đảm bảo dùng chủng loại Đánh giá hệ thống lái GYLOT * Ưu điểm • Nhìn chung hệ thống có kết cấu gọn, trọng lượng kích thước nhỏ • La bàn điện trụ điều khiển lái lắp đặt thành khối thống làm cho việc chuyển tín hiệu độ lệch hướng tàu từ la bàn thành tín hiệu điều khiển chế độ lái tự động thực dễ dàng Ngoài ra, với kết cấu vậy, đường cáp liên hệ la bàn với hệ thống lái rút gọn bảo vệ chắn (do kín thiết bị) • Hệ thống có nhiều chế độ lái, đảm bảo cho hệ thống thực chức điều khiển tàu theo hướng trạng thái mặt biển, có cố bất thường 83 • Hệ thống có hai nguồn cáp riêng biệt hai phần tử thực riêng (van điện từ bơm thuỷ lực) Việc chuyển nguồn thuận tiện, dễ dàng Do vậy, hệ thống có độ tin cậy cao • Hệ thống có trang bị thiết bị báo trạng thái công tác ánh sáng cịi giúp người điều khiển ln kiểm tra nắm tình trạng chung hệ thống nhanh chóng phân biệt trạng thái cố, có • Lái GYLOT có phần tử thực xylanh lực, thường dùng loại: xylanh mômen xylanh lực lắc Hai loại xylanh có kích thước nhỏ, thuận tiện 84 Phụ lục Giới thiệu đoạn chương trình lập trình modun phát góc lái /* He thong dieu khien phat goc lai dung Tau Thuy*/ /* Mo ta phan cung : He thong bao gom Pic16f876A giao tiep voi thong qua RS485 Trong bo phat goc lai su dung encoder tuyet doi 720 xung, chinh xac la 0.5 do.*/ /* Nguoi Lap trinh: DDT Nguoi Kiem Tra : DDT Ngay Lap Trinh : 8-10-2006 Ngay Hoan Thanh: */ //**** Phat tu : 0-200 ****// //**** Toc baud : 1200 ****// //**** Chu ky phat : 0.6s ****// //********** Dinh dang du lieu gui :*********************************// //byte1:228,byte2:goclai&(0b11110000|(goclai/3),byte3:goclai/5,byte4:(goclai& (0b00001111|goclai/2))// //**********************************************// // Khai Bao dau chuong trinh: // #include #fuses XT, WDT, NOLVP, NOPROTECT #use delay(clock=4000000) #byte portA = 0x5 #byte portB = 0x6 #byte portC = 0x7 #use fast_io(A) #use fast_io(B) #use fast_io(C) #define RS485_RX_PIN PIN_C7 // Data receive pin #define RS485_TX_PIN PIN_C6 // Data transmit pin #use rs232( baud=1200, xmit=RS485_TX_PIN, rcv=RS485_RX_PIN, stream=RS485_CD) int16 goclai=0; int8 tgphat=0; //*********************************// // Ham phat theo chu ky // //*********************************// #int_timer1 85 void interrupts_timer1() { set_timer1(5535); tgphat= tgphat+1; if ( tgphat == 100 ) { Fputc(228,rs485_cd); Fputc((goclai&(0b11110000|(goclai/3))),rs485_cd); Fputc(goclai/5,rs485_cd); Fputc((goclai&(0b00001111|goclai/3)),rs485_cd); tgphat=0; } } //*********************************// //*** ham tinh goc ***// //*********************************// Void tinhgoc() { int8 t1=0, t2=0, t3=0, t4=0, t5=0, t6=0,t7=0,t8=0,t9=0,t10=0; int16 t11=0, tong=0; if (input(Pin_B0)==1) { t1=1;} else { t1=0;} if (input(Pin_B1)==1) { t2=2;} else { t2=0;} if (input(Pin_B2)==1) { t3=4;} else { t3=0;} if (input(Pin_B3)==1) { t4=8;} else { t4=0;} if (input(Pin_B4)==1) { t5=10;} else { t5=0;} if (input(Pin_B5)==1) { t6=20;} else { t6=0;} if (input(Pin_B6)==1) { t7=40;} else { t7=0;} if (input(Pin_B7)==1) { t8=80;} else { t8=0;} if (input(Pin_A0)==1) { t9=100;} else { t9=0;} if (input(Pin_A1)==1) { t10=200;} else { t10=0;} if (input(Pin_A2)==1) { t11=400;} else { t11=0;} tong=t1+t2+t3+t4+t5+t6+t7+t8+t9+t10+t11; if (tong>140) {tong=140;} goclai=tong; } //**********************************************// // Chuong trinh chinh // //**********************************************// Void main () { //**********************************************// // Khoi tao cac thong so cho vi dieu khien // int8 i=0; int8 goclaitruoc=0; //**Initsystem**// 86 set_tris_A(255); set_tris_B(255); set_tris_C(0b10000000); set_timer1(5535); setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_1); enable_interrupts(int_timer1); enable_interrupts(global); output_high(Pin_c4); output_high(Pin_c5); delay_ms(200); setup_wdt(wdt_2304ms); //*********************************// //**Main_loop**// //*********************************// while(1) { restart_wdt(); tinhgoc(); if (goclai== goclaitruoc) {goto exit;} else { set_timer1(5535); Fputc(208,rs485_cd); Fputc((goclai&(0b11110000|(goclai/2))),rs485_cd); Fputc(goclai/3,rs485_cd); Fputc((goclai&(0b00001111|goclai/2)),rs485_cd); goclaitruoc=goclai; } exit: i= goclai%2; if ( i==1) { output_high(PIN_C3);} else { output_low(PIN_C3);} } //**********************************************// } // END // //**********************************************// 87 //****************************************// // Chuong trinh hien thi bao goc lai // // Ngay hoan : 25-7-2007 // // Cac thong so : baud=1200,clock=4000000 // // Dieu chinh sang : thay doi t // // ts=1/t // #include #device adc=8 #FUSES NOWDT #FUSES XT #FUSES NOPUT #FUSES NOPROTECT #FUSES NODEBUG #FUSES NOBROWNOUT #FUSES NOLVP #FUSES NOCPD #FUSES NOWRT #use delay(clock=4000000,RESTART_WDT) #use rs232(baud=1200,parity=N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,bits=8,stream=RS485) #byte portA=0x05 #byte portB=0x06 #byte portC=0x07 #define chuc_t PIN_C3 #define donvi_t PIN_C2 #define khong PIN_C1 #define chuc_p PIN_C0 #define donvi_p PIN_A5 #define truyennhan1 PIN_C4 // Bang thi nhan Bang thi truyen #define truyennhan2 PIN_C5 // Bang thi nhan Bang thi truyen #include int8 goclai=0; int8 data[10] = {0b11000000,0b11111001,0b10100100,0b10110000,0b10011001, 0b10010010,0b10000010,0b11111000,0b10000000,0b10010000 }; int8 datagl[4] ={0,0,0,0}; // Gia tri goc lai o datanhan[1] va datanhan[3]; int8 tgquet=0; // byte cao cua datanhan[1], byte thap cua datanhan[3]// 88 int8 ttled=0; int8 traiphai=0; int8 goctg=0,chuc=0,dvi=0; int8 t=2; int8 ttgl=0; // So byte bo phat goclai truyen len: cho dinh dang truyen byte// //*******************************************// // Chuong trinh nhan va xu li du lieu// //*******************************************// #int_RDA void RDA_isr() { int8 datanhan=0; datanhan=fgetc(RS485); if(datanhan==228) { ttgl=0;} // Nhan Duoc chu DD// datagl[ttgl]=datanhan; ++ttgl; if(ttgl==4) { goto nhandulieu;} else{ goto exitnhandulieu;} nhandulieu: tgquet=0; output_high(chuc_t);output_high(donvi_t);output_high(chuc_p);output_high(do nvi_t);output_high(khong); goclai=((datagl[1]&0b11110000)|(datagl[3]&0b00001111))/3; if(goclai