Details

Объектом исследования является гидравлический следящий привод рулевой машины судна. Цель работы — проектирование и анализ привода, удовлетворяющего требованиям: угол перекладки 36° от ДП, время перекладки не более 4,0 с, ошибка не более 2,5°. Разработана принципиальная схема замкнутого контура на базе насоса A4VG 56 HW и двух гидроцилиндров 100/50×300 мм. Выполнены энергетический, кинематический и силовой расчёты, построены статические характеристики привода. Разработаны линеаризованные динамические модели. Применена комбинированная коррекция: локальная обратная связь по перепаду давления и ПИД-регулятор. Показатели замкнутой системы: время регулирования 1,495 с, перерегулирование 1,68 %, ошибка по заданию 0,341°, ошибка при возмущении 0,0235° — соответствуют требованиям ТЗ. В работе были использованы следующие информационные технологии, в том числе программное обеспечение: MATLAB (с пакетами Simulink и Control System Toolbox) для динамического моделирования и синтеза ПИД-регулятора; Microsoft Excel для инженерных расчётов; Microsoft Word для оформления пояснительной записки. Вывод: привод рекомендуется к внедрению в составе рулевых машин современных судов.

The object of the study is a hydraulic servo drive of the ship steering gear. The aim is to design and analyze a drive meeting the requirements: rudder angle 36° from centerline, movement time no more than 4.0 s, error no more than 2.5°. A closed-loop hydraulic circuit was developed based on the A4VG 56 HW pump and two cylinders 100/50×300 mm. Energy, kinematic and force calculations were performed; static characteristics were constructed. Linearized dynamic models were developed. Combined correction was applied: local pressure difference feedback and a PID controller. Closed-loop performance: settling time 1.495 s, overshoot 1.68%, steady-state error 0.341°, error under disturbance 0.0235° — meeting the specifications. The following information technologies were used in the work, including software: MATLAB (with Simulink and Control System Toolbox) for dynamic modeling and PID controller synthesis; Microsoft Excel for engineering calculations; Microsoft Word for document preparation. Conclusion: the drive is recommended for implementation in modern ship steering systems.