可編程控制器在船舶減搖鰭隨動(dòng)系統中應用

根據鰭角與鰭角反饋電壓的比例關(guān)系圖，將輸入幅值在±0.9V之間變化的正弦信號作為指令信號，使減搖鰭在指令信號的控制下，在±10°之間來(lái)回擺動(dòng)。保持指令信號的幅值不變，改變信號的頻率，得到被控系統相應的幅值和相角。根據實(shí)驗數據可以得到隨動(dòng)系統的幅頻特性和相頻特性，分別如圖5和圖6所示。需要注意的是，系統頻率特性圖中的橫坐標不是通常使用的對數分度lgω，而是直接使用ω。

觀(guān)察隨動(dòng)系統的幅頻特性圖可以看出，系統在頻率小于0.35Hz之前表現出了類(lèi)似放大環(huán)節的特性，且此時(shí)系統的輸出幾乎沒(méi)有任何明顯變化，與角頻率變化無(wú)關(guān)，非常準確地實(shí)現了指令信號的輸出，系統非常穩定。從0.35Hz開(kāi)始，隨著(zhù)頻率的增大，系統的幅頻特性和相頻特性均發(fā)生了改變。從整個(gè)變化過(guò)程來(lái)看，系統表現出類(lèi)似慣性環(huán)節的特性，因此可以將ω=0.35Hz近似地認為是系統的轉折頻率或交接頻率。

與幅頻特性相同，隨動(dòng)系統的相頻特性圖也顯示出系統在ω=0.35Hz之前的相角滯后非常小，在5°以?xún)?，可以忽略不計。?.35Hz之后相角發(fā)生了明顯的變化，整個(gè)變化趨勢也類(lèi)似于一個(gè)慣性環(huán)節。但與典型的慣性環(huán)節不同，在所認為的轉折頻率ω=0.35Hz處，系統的相角沒(méi)有滯后45°左右，系統也沒(méi)有象典型慣性環(huán)節一樣相移-arctgTω，與角頻率ω表現出嚴格的反正切關(guān)系。

從整個(gè)系統表現出的幅頻特性和相頻特性來(lái)看，改造后的隨動(dòng)系統可以近似地認為是由一個(gè)放大環(huán)節與慣性環(huán)節串聯(lián)組成，系統在頻率小于0.35Hz的低頻段表現出了較好的性能，符合減搖鰭系統對隨動(dòng)系統的要求，可以很好地工作。

由于PLC在軟件和硬件上具有突出的優(yōu)點(diǎn)，隨動(dòng)系統的穩定性和精度都有所提高，系統的安裝和修改也更為簡(jiǎn)單方便。經(jīng)過(guò)運行測試，改造后的隨動(dòng)系統符合設計要求，能夠穩定運行，確保了船舶減搖鰭系統的正常工作。隨動(dòng)系統的改造完成后，將利用可編程控制器繼續完成減搖鰭控制器的設計，從而形成一套完整的應用可編程控制器實(shí)現的船舶減搖控制系統。