Luận Văn Phân tích cơ sở lý thuyết và mô phỏng đặc điểm cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống tự động trên

Khóa luận tốt nghiệp
Đề tài: Phân tích cơ sở lý thuyết và mô phỏng đặc điểm cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống tự động trên tàu thuỷ


LỜI NÓI ĐẦU


Kỹ thuật điều khiển tự động đã làm nên sự kỳ diệu trong mọi lĩnh vực của


đời sống hiện đại. Là nghành khoa học đóng vai trò quan trọng trong chiến lược


công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước, tạo khả năng phát triển kinh tế với tốc độ


cao và bền vững. Do vậy đối với ngành tàu thuỷ việc tìm hiểu, nghiên cứu các thiết


bị, hệ thống tự động sử dụng trên tàu thuyền là việc làm cần thiết.


Nhà trường cần có những phương pháp thích hợp để giúp sinh viên nắm


được kiến thức một chách nhanh nhất trong thời gian có thể. Việc làm sinh động, cụ


thể hoá bài giảng là phương pháp cần thiết và hợp lý để giúp sinh viên tiếp thu kiến


thức một cách có hiệu quả nhất.


Nhận thấy đựơc ý nghĩa thực tiễn của nó. Tôi chọn đề tài: “Phân tích cơ sở


lý thuyết và mô phỏng đặc điểm cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống tự


động trên tàu thuỷ”. Nội dung của đề tài bao gồm:


- Cơ sở lý thuyết tự động.


- Đặc điểm và nguyên lý làm việc của hệ thống tự động phục vụ thiết bị năng


lượng và hệ thống tàu.


- Mô phỏng đặc điểm cấu tạo và và nguyên lý làm việc của một số hệ thống


ph ục vụ thiết bị năng lượng và hệ thống tàu.

Chương 1


ĐẶT VẤN ĐỀ


1.1. Khái quát chung


Trong quá trình công nghiệp hóa đất nước, để tăng năng suất lao động, giảm


lượng nhân công chúng ta đã sử dụng ngày càng nhiều các trang thiết bị hiện đại để


điều chỉnh tự động các quá trình sản xuất, chế biến gia công và các quá trình làm


việc của các thiết bị phục vụ cho cuộc sống con người. Và khi áp dụng các biện


pháp tự động lên con tàu đã mang lại cho nó một diện mạo mới. Nhờ vào việc đơn


giản hóa các thao tác điều khiển, tăng tính cơ động, giảm lượng nhân công trên tàu,


đảm bảo tàu hoạt động ở chế độ có lợi nhất đã nâng cao khả năng khai thác của tàu,


hành trình chuyến biển dài hơn. Vì vậy đã nâng cao đáng kể tính kinh tế của một


chuyến biển. Trong các hệ thống động lực tàu thủy vấn đề điều chỉnh tự động và


điều khiển tự động ngày càng có ý nghĩa rất lớn.


1.2. Phạm vi và ý nghĩa đề tài.


Tự động hóa đã trở thành nhân tố gắn liền với sự phát triển của nền kinh tế,


gắn liền với tiến bộ không những cho hiện tại mà còn là xu hướng cho tương lai.


Ngành vận tải đường thủy Việt Nam ngày càng được trang bị hiện đại với các hệ


thống động lực được tự động hóa cao. Việc nắm vững nguyên lý cơ bản, hiểu rõ bản


chất của quá trình làm việc và đặc điểm của các cơ cấu tự động, trên cơ sở đó sử


dụng có hiệu quả các thiết bị ự t động hiện có và tiến tới việc sửa chữa, chế tạo


những trang thiết bị mới là một hướng phát triển tất yếu.


Trong nhà trường, việc đào tạo nhân lực phục vụ cho hoạt động của tàu


thuyền phải đáp ứng đựơc yêu cầu thực tế đề ra. Với khối lượng kiến thức ngày


càng nhiều, đòi hỏi sinh viên phải nắm được trong một thời gian ngắn là rất khó.


Sinh viên sẽ khó có thể tiếp thu và tư duy vấn đề một cách sâu sắc nếu không có


phương pháp và cách thức giảng dạy hợp lý nhất. Giảng dạy phải đảm bảo phát huy


tính tích cực, tự giác, chủ động tư duy sáng tạo của người học, vun đắp lòng say mê


tìm hiểu, ý chí vươn lên.
Ngày nay với sự phát triển của công nghệ thông tin, máy tính đã trở thành


công cụ giảng dạy không thể thiếu trong nhà trường. Ứng dụng tính năng của máy


tính, ta có thể cụ thể hoá các kiến thức, tạo các mô hình động thông qua phương


pháp mô phỏng. Nhờ đó giúp cho sinh viên trong thờigian ngắn có thể tiếp thu được


lượng kiến thức lớn, có khả năng hiểu sâu và bản chất của vấn đề. Giúp cho đối


tượng tiếp nhận có cái nhìn trực quan hơn, bước gần hơn đến thực tế.


Sinh viên cần biết tư duy, nhưng nhờ có điều kiện tiếp cân bài giảng thông


qua trực quan sẽ tiếp thu nhanh hơn, cũng cố sự tự tin khi tư duy được nghiệm đúng


qua trực quan. Đồng thời với sự sinh động của bài giảng sẽ tạo cho sinh viên có


hứng thú học tập, tìm hiểu bài học sâu hơn.


Để phục vụ cho việc giảng dạy môn học trang bị động lực trong nhà trường,


tôi đã tìm hiểu về các hệ thống tự động trên tàu thuỷ. Tuy nhiên tự động hoá là một


quá trình phát triển không ngừng và ngày càng đa dạng. Ở đây tôi chỉ đề cập đến


những cơ sở ban đầu, những hệ thống đơn giản, cơ bản phục vụ cho thiết bị năng


lượng và hệ thống tàu.
Chương 2


CƠ SỞ LÝ THUYẾT TỰ ĐỘNG


2.1. Khái quát chung về điều khiển


2.1.1. Khái niệm về điều khiển và điều chỉnh


Điều khiển là một tập hợp tất cả các tác động mang tính tổ chức của một quá


trình nào đó nhằm đạt được mục đích mong muốn của quá trình đó. Hệ thống điều


khiển mà không có sự tham gia trực tiếp của con người trong quá trình điều khiển


được gọi là điều khiển tự động. Điều chỉnh là một khái niệm hẹp hơn của điều


khiển.


Điều chỉnh là tập hợp tất cả các tác động nhằm giữ cho một tham số cần điều


chỉnh của quá trình ổn định hay thay đổi theo một quy luật nào đó.


2.1.2. Hệ thống tự động điều chỉnh


2.1.2.1. Khái niệm


Một hệ thống tự động điều chỉnh gồm hai thành phần cơ bản là đối tượng


điều chỉnh và thiết bị điều chỉnh, đối tượng điều chỉnh là thành phần tồn tại khách


quan có tín hiệu ra là đại lượng cần điều chỉnh và nhiệm vụ cơ bản của điều chỉnh là


phải tác động lên đầu vào của đối tượng điều chỉnh sao cho đại lượng cần điều


chỉnh đạt được giá trị mong muốn. Thiết bị điều chỉnh là tập hợp tất cả các phần tử


của hệ thống nhằm mục đích tạo ra giá trị điều chỉnh tác động lên đối tượng. Giá trị


này được gọi là tác động điều chỉnh. Những tác động từ bên ngoài lên hệ thống


được gọi là tác động nhiễu.


Phương pháp để thiết bị điều chỉnh tạo ra ín t hiệu điều chỉnh được gọi là


phương thức điều chỉnh. Có ba phương thức điều chỉnh là: Phương thức điều chỉnh


theo chương trình, phương thức bù nhiễu, điều chỉnh liên hợp và phương thức điều


chỉnh theo sai lệch. Trong kỹ thuật người ta thường sử dụng phương thức điều chỉnh


theo sai lệch.


Điều chỉnh tự động có thể điều hành dưới hai dạng cơ bản sau:


- Hệ thống điều chỉnh hở.
Hình H. 2-2. Sơ đồ khối hệ thống điều chỉnh tự động kín.


Trong đó:


ĐT - Đối tượng điều chỉnh (điều khiển).


BĐC - Bộ điều chỉnh.


y - Thông số được điều chỉnh.


Xo - Giá trị cho trước của đại lượng được điều chỉnh.


e - Độ lệch điều chỉnh (điều khiển).


u - Tín hiệu điều chỉnh.


f - Tác động nhiễu loạn.


2.1.2.2. Sơ đồ tổng quát


Một hệ thống dù phức tạp đến đâu cũng bao gồm hai khối cơ bản là đối


tượng điều chỉnh và bộ điều khiển.


TÀI LIỆU THAM KHẢO


1. PGS.TS (1994), Cơ sở lý thuyết tự động điều chỉnh, Trường Đại học


Hàng hải.


2. Phan Thanh Hải – ThS Đặng Văn Uy (1998), Cơ sở lý thuyết tự động


điều chỉnh và điều khiển, Trường đại học Hàng hải.


3. Nguyễn Thanh Hoá, Trang bị điện tàu, Trường Đại học Nha Trang.


4. Nguyễn Văn Hoà (1998), Cơ sở lý thuyết điều khiển tự động, NXB Koa


học và Kỹ thuật, Hà Nội.


5. Đặng Hộ, (1985), Thiết kế trang trí động lực tàu thuỷ , NXB Giao thông


vận tải, Hà Nội.


6. Thượng tá, ThS Phạm Văn Ký, (2006), Tự động hoá trạm năng lượng tàu


thuỷ , Học viện Hải quân.


7. ThS Nguyễn Đình Long, (1994), Trang bị động lực, Trường đại học


Nha Trang.


8. Bùi Thế Vinh - Phạm Văn Đồng,(1997), Thiết bị nồi hơi, Trường Trung


học Công nghiệp Thực phẩm.