2.1.4 .Nguyên lý hoạt động của một số tầng khuyếch đại
2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái tự động
2.2.1.Chuẩn bị cho hệ thống lái làm việc:
Bật các công tắc cấp nguồn cho hệ thống lái. Khởi động động cơ lai bơm thuỷ lực.
2.2.2.Chế độ lái tự động
Chế độ này được sử dụng khi tàu hành trình trên biển với sóng và gió dưới cấp 6. Trong chế độ lái tự động ta có hàm điều khiển của hệ thống là :
y = K1+ K2d/dt + K3dt - K4 - K5d/dt Ta có sơ đồ khối như sau :
K1d K2d dt K3 dt K CCTH ML LB KÐTG y T f K5d/dt K4d CT (-) (-) d Vf
H5.14.Sơ đồ khối của hệ thống ở chế độ lái tự động
- Bật các cơng tắc chọn chế độ sang vị trí GYRO
Giả sử tàu bị lệch sang bên trái 2°, cần thực hiện một lệnh bẻ lái sang phải. Khi đó con chạy của chiết áp sẽ dịch chuyển lên phía trên với điện áp tín hiệu là +5V. Tín hiệu này được đưa tới bộ khuếh đại VA203, khâu này sẽ đưa ra một tín hiệu có cực tính ngược lại là (-K15V) và sẽ chuyển tới khâu khuếch đại VA202 (khuếch đại sai số lái), ở đầu ra của VA202 sẽ có một điện áp tín hiệu là (+K25V). Tín hiệu này qua tầng khuếch đại cơng suất tới cấp nguồn cho rơle RLB điều khiển van điện từ phải, bánh lái sẽ được tác động quay sang phải đưa tàu trở về hướng đi đã định.
- Tín hiệu phản hồi góc bẻ lái được đưa về cửa vào PL2/11 từ chiết áp Rudder Transistor Output, chiết áp này có điểm 0 và được nối cơ khí với trụ lái. Hai đầu chiết áp này được nối với nguồn ±20V nhưng có cực tính ngược với chiết áp điều khiển.
- Khi bánh lái quay sang phải, dưới tác động của bộ truyền cơ khí, con chạy của chiết áp sẽ dịch chuyển về phía phải với điện áp tín hiệu là (-5V).
Đồng thời qua các điện trở phân áp R124 và R139 ta cũng thu được tín hiệu phản hồi vi phân góc bẻ lái. Tổng của 2 tín hiệu phản hồi Vf, này được chuyển tới khâu khuếch đại trung gianVA103 và đầu ra của nó là 1 điện áp tín hiệu (+K3 Vf).
Khi đầu ra của VA103 có tín hiệu là (+K3 5V), (tức là con chạy của chiết áp chuyển tới vị trí –5V) cũng là tàu quay về hướng định sẵn làm cho tín hiệu sai số ở đầu ra của VA202 tăng dần từ –5V về 0V.
4V và con chạy của chiết áp phản hồi Rudder Traslator Output vẫn ở vị trí (+K3 5V) (ở đầu ra của VA103).Như vậy, đầu vào của VA202 sẽ có một điện áp tín hiệu có dấu dương và ở đầu ra là một điện áp âm. Điện áp này sau khi qua tầng khuếch đại công suất sẽ cấp điện cho rơle điện từ trái RLA điều khiển bánh lái quay theo chiều ngược lại. Bánh lái dần trở về mặt phẳng đối xứng của tàu. Con chạy của chiết áp phản hồi sẽ dịch chuyển về điểm giữa (0V). Lúc này, đầu ra của VA202 sẽ có tín hiệu là 0V. Khi bánh lái đã trở về mặt phẳng đối xứng nhưng do con tàu là đối tượng có qn tính lớn nên mũi tàu từ từ ngả sang trái. Lúc này có tín hiệu –Ve tới đầu vào của VA203, bánh lái lại được điều khiển quay sang phải.
Sau một vài chu kỳ dao động, con tàu sẽ trở lại hướng đi đặt trước với một sai số hướng đi cho phép.
2.2.3.Chế độ lái lặp :
- Chế độ này được sử dụng khi tàu được điều động ra vào cảng, đi lại trên các kênh, vịnh eo hẹp hay khi tàu hành trình trên biển với sóng gió lớn hơn cấp 6
Sơ đồ khối của hệ thống ở chế độ lái lặp :
H5.15. Sơ đồ khối của hệ thống ở chế độ lái lặp * Phương trình thuật tốn điều khiển :
y = K1β0 – K4β - Nguyên lý hoạt động :
- Bật cơng tắc chọn chế độ lái về vị trí F.U, Tay lái lặp cũng là một chiết áp phân thế có điểm giữa được ni bởi nguồn ±20V. Chiết áp này có cùng cực tính với chiết áp phản hồi góc bẻ lái.
- Khi ta quay tay lái đến một vị trí nào đó thì đầu ra của chiết áp này sẽ có một tín hiệu điện áp Vo.Tín hiệu này tỉ lệ với vị trí tay lái và cực tính của Vo (phụ thuộc vào hướng quay tay lái ).Chiết áp phân thế này yêu cầu phát ra 1 điện áp Vo biến thiên tuyến tính với vị trí của tay lái và cứ 1° lệch của tay lái tỉ lệ với 0.5V điện áp tín hiệu.
- Giả sử quay tay lái sang phải 10° thì tín hiệu Vo có giá trị là +5V. Tín hiệu điện áp này được đưa lên đầu của bộ khuếch đại VA202. Đầu ra của VA202 sẽ có tín hiệu là -K5V.
Tín hiệu này qua R133 R134 D113 VA104 tới tầng khuếch đại công suất. VT107-
VT106 cấp điện rơle điện tử trái RLA điều khiển bánh lái quay sang trái.
- Từ chiết áp phản hồi ,tín hiệu phản hồi góc bẻ lái –Vf được đưa về cửa PL2/11 qua tầng khuếch đại đệm VT103 tới bộ khuếch đại trung gian VA103. Đầu ra của VA103 có tín hiệu Vf qua R309 chuyển tới VA202.
- Như vậy, đầu vào của VA202 có tín hiệu là V=Vo – Vf tín hiệu V sẽ giảm dần theo sự tăng của góc quay bánh lái. Khi bánh lái quay được 100 trái thì tín hiệu V = 0, sau đó bánh lái dừng lại, q trình lặp đã được thực hiện.
- Điều khiển bánh lái quay phải được thực hiện tương tự nhưng theo chiều ngược lại.