Проектирование судовых систем управления

Пособие "Проектирование судовых систем управления" А.А. Власенко, Р. И. Шемет

В учебном пособии рассматриваются выбор отдельных элементов, составление математических моделей, исследование устойчивости, качества, синтез замкнутого контура и разомкнутых связей судовых высококачественных систем управления.

Приводятся примеры расчета конкретной судовой системы и ссылки на необходимую дополнительную литературу. Пособие предназначено для курсантов, выполняющих расчеты по системам управления, а также может быть полезным для специалистов, разрабатывающих и эксплуатирующих судовую технику.

Общая характеристика и математическое описание судовых систем управления

• Общие сведения
• Принципы и законы управления. Типовые функциональные схемы систем управления
• Выбор реальных элементов систем управления
• Составление математической модели системы управления 
• Пример расчета судовой системы управления

Анализ устойчивости и качественных показателей работы систем управления

• Анализ устойчивости и обеспечение требуемого статизма 
• Анализ динамических показателей качества процесса управления
• Пример расчета судовой системы управления

Вопросы наладки и эксплуатации судовых систем управления

При освещении вопросов наладки системы следует различать наладку замкнутого контура и разомкнутых связей по возмущениям. При настройке замкнутого контура путем изменения коэффициентов усиления одного (или нескольких) элемента (зачастую с помощью потенциометра - делителя напряжения) добиваются требуемого статизма системы (допустимой статической ошибки) и необходимого запаса устойчивости. 

С помощью изменения коэффициента усиления в каналах по возмущениям добиваются компенсации действия возмущения в установившихся (а при необходимости и в переходных) режимах на управляемую величину.

Следует описать особенности подключения элементов друг к другу и согласования их работы. 

При освещении эксплуатационных вопросов следует указать мероприятия по проведению технических осмотров, поиска и устранения возможных неисправностей, а также рассмотреть различные аварийные ситуации, возможные последствия и способы их устранения.

Анализ устойчивости и обеспечение требуемого статизма системы управления

Первоочередным при разработке системы управления является обеспечение ее устойчивости, так как неустойчивая система является неработоспособной. 

Устойчивость системы характеризуется ее собственными динамическими свойствами (элементами, входящими в замкнутый контур систем управления) и не зависит от возмущений (для линейных систем управления). Поэтому на устойчивость влияет левая часть уравнения системы (полином при управляемой координате — характеристическое уравнение), и именно ее исследуют на устойчивость. 

Существуют различные методы исследования устойчивости. Наибольшее распространение получили алгебраический критерий Рауса — Гурвица и частотные — критерий Михайлова, метод Д-разбиения.

При пользовании алгебраическими методами от дифференциального уравнения динамики систем управления (СУ) с помощью преобразования Лапласа переходят к алгебраическому уравнению и оценивают устойчивость на основании коэффициентов характеристического уравнения. 

Применяя критерий Гурвица, судят об устойчивости СУ. Если СУ неустойчива (предпоследний определитель Гурвица меньше нуля), то необходимо принять меры для обеспечения устойчивости. Для этого изменяют параметры (коэффициенты усиления, постоянные времени элементов системы). Лучше всего это сделать уменьшением общего коэффициента усиления СУ.

Общая характеристика и математическое описание судовых систем управления

Задача автоматизации судовых технических средств состоит в осуществлении автоматического управления различными технологическими процессами. Автоматическим управлением называется управление, осуществляемое без непосредственного участия человека.

Рис. 1. Обобщенная функциональная схема системы управления

Одним из важнейших понятий теории и практики автоматического управления является понятие системы управления (рис. 1), состоящей из управляемого объекта (УО) и управляющего устройства (УУ).

Управляемым объектом называется устройство (совокупность устройств), которое нуждается в специально организованных воздействиях извне для осуществления его алгоритма функционирования.

Под алгоритмом функционирования понимается совокупность предписаний, ведущих к правильному выполнению технического процесса в каком-либо устройстве или совокупности устройств, составляющих систему. Управляющим устройством называется техническое устройство, с помощью которого осуществляется автоматическое управление.

Методы проектирования систем управления

Конспект лекций по дисциплине "Методы проектирования систем управления" (МПСУ)
(Методы повышения качества электроэнергии)

Содержание конспекта:

1. Теория оптимального управления
2. Синтез комбинационных логических устройств
3. Программируемая логика
4. Сравнительная оценка проектов технических средств
5. Качество электроэнергии
6. Тиристорные системы возбуждения

Материал по дисциплине "Охрана труда" (конспект, практические, дополнительный материал)

Дисциплина: "Охрана труда"
Материал по дисциплине "Охрана труда" (конспект, практические, дополнительный материал)

Содержание:

1. Конспект

• Понятие охрана труда
• Правила технической безопасности
• Управление охраной труда
• Закон Украины об охране труда
• Причины травматизма
• Цели управления охраной труда
• Терминология
• Управленческий цикл
• Причины несчастных случаев
• Классификация опасных грузов
• Принципы государственной политики
• Пожарная безопасность на судне

Право интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы

Дисциплина: "Интеллектуальная собственность" (ИС)
Лекция "Право интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы"

Одним из объектов права интеллектуальной собственности украинское законодательство признает компонование интегральной микросхемы.

Интегральные микросхемы — достаточно распространенное изделие в современной промышленности, которое используется во многих бытовых приборах, таких как компьютеры, мобильные телефоны и др. Поэтому применение той или иной интегральной микросхемы в промышленном изделии может определить его работоспособность, а, следовательно, и стоимость. Качество интегральной микросхемы может зависеть не только от ее элементов, но и от способа их расположения. Таким образом, порядок, способ расположения (компонование) элементов интегральной микросхемы является результатом интеллектуальной деятельности, который подлежит правовой охране. Следовательно, компонование интегральной микросхемы — это зафиксированное на материальном носителе пространственно-геометрическое размещение совокупности элементов интегральной микросхемы и соединений между ними.

Правовая охрана компонования интегральной микросхемы, регулируется Гражданським Кодексом Украины и  Законом Украины «Об охране прав на топографии интегральных микросхем» от 5 ноября 1997 г. Следует отметить, что после принятия Гражданского кодекса Украины данный закон не изменялся, поэтому его положения значительно устарели и требуют приведения их в соответствие новому кодексу. Так, например, в законе употребляется старый термин «топографии интегральных микросхем».

Правовая охрана компонования интегральной микросхемы имеет определенные особенности. В отличие от большинства объектов промышленной собственности, право интеллектуальной собственности на этот объект удостоверяется свидетельством, а не патентом. Однако получить свидетельство можно не на любое компонование. Только оригинальное компонование интегральной микросхемы пригодно для приобретения права интеллектуальной собственности.

Конспект лекций по дисциплине "Интеллектуальная собственность"

Дисциплина: "Интеллектуальная собственность" (ИС)
Конспект лекций по дисциплине "Интеллектуальная собственность"

Содержание:

• Общие положения права интеллектуальной собственности
• Объекты права ИС
• Субъекты права ИС
• Срок действия прав ИС
• Авторское право и смежные права
• Субъкты авторских прав
• Возникновение авторского права
• Личные не имущественные и имущественные права автора
• Правовое регулирование смежных прав
• Сроки действия смежных прав
• Право ИС на изобретения, полезную модель и промышленный образец. Патентное право.
• Право ИС на коммерческие наименования
• Право ИС на ТМ 
• Право интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы 
• Право интеллектуальной собственности на сорт растений, породу животных 
• Право интеллектуальной собственности на коммерческую тайну

Конспект лекций и дополнительная информация по дисциплине "Диагностика и обслуживание судовых технических средств"

Дисциплина: Диагностика и обслуживание судовых технических средств.
Конспект лекций и дополнительная информация по дисциплине "Диагностика и обслуживание судовых технических средств"

Содержание:

I. Программа oCD41(Generator)

II. Анализ отказов и повреждений СТС

III. Дефектация СТС

1. Визуально-оптическая оценка состояния деталей и их обмер
2.Методы дефектоскопии
2.1.Идентификация технического состояния методом акустической эмиссии
3.Контроль непроницаемости судовых конструкций и механизмов и испытания их на прочность

IV. Конспекты лекций Диагностирование, ТО и Р

Конспект лекций-1 ТОиД
Конспект ТО и Р СТС -2

V. Неисправности СТС и их устранение

• Вспомогательные Механизмы
• Газотурбинные двигатели
• Дизельные установки
• Зубчатые передачи
• Котельные установки
• Локализация неисправностей подшипников скольжения
• Паровые турбины
• Холодильные установки

Классификация видов разрушений и разрушающих воздействий деталей СТС

Дисциплина: Диагностика и обслуживание судовых технических средств.
Лекция: Классификация видов разрушений и разрушающих воздействий деталей СТС
       
Затраты на техническое обслуживание и ремонт (ТО и Р) судовой энергетической установки (СЭУ) зависят от надёжности, условий эксплуатации и конструктивных особенностей судов в целом. Кроме того, технологии и средства ТО СЭУ оказывают существенное влияние на безопасность мореплавания, условия работы и обитания на судне. Растущая сложность и взаимосвязь судового оборудования обостряют проблемы ТО, из которых, наряду с повышением надёжности отдельных агрегатов и узлов судовых технических средств (СТС) и выбором режимов эксплуатации СТС – является своевременное выявление повреждений, возникающих в СТС с использованием неразрушающих средств контроля технического состояния. Планирование ТО и Р на основе количественных показателей надёжности, заложенных в планах-графиках технического обслуживания не избавляет судовой экипаж от ошибок, связанных с несвоевременным их проведением. Исследования показывают, что только 25% случаев планирование ТО и Р с использованием показателей надёжности является результативным и соответствует реальному техническому состоянию СТС. В 60% проведение ТО и Р было преждевременным, а в 15% случаев ремонтно-восстановительные работы выполнялись после возникновения отказов. Анализ отказов и повреждений СТС является предпосылкой для технического диагностирования, что позволяет использовать метод ТО по реальному техническому состоянию.