Đề thi & đáp án lý thuyết Điện tàu thủy năm 2012 (Mã đề LT47)

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ĐỀ THI TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG NGHỀ KHOÁ 3 (2009 - 2012) NGHỀ: ĐIỆN TÀU THUỶ MÔN THI: LÝ THUYẾT CHUYÊN MÔN NGHỀ Mã đề thi: ĐTT - LT 47 Hình thức thi: (Viết) Thời gian: 150 Phút (Không kể thời gian chép/giao đề thi) ĐỀ BÀI Câu 1: (3 điểm) Cho sơ đồ điều khiển hệ thống mạch điện tự động bơm nước dùng rơle phao như hình vẽ. Yêu cầu: - Giải thích các ký hiệu trong sơ đồ - Trình bày nguyên lý hoạt động của sơ đồ Câu 2: (4 điểm) Trình bày cấu trúc và thuật toán điều chỉnh của hệ thống lái tự động trên tàu thủy? Câu 3: (3 điểm) (Câu tự chọn, do các trường biên soạn) …….. , ngày …. tháng ... năm 2012 DUYỆT<br /> HỘI ĐỒNG THI TỐT NGHIỆP TIỂU BAN RA ĐỀ<br /> <br /> CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ĐÁP ÁN ĐỀ THI TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG NGHỀ KHOÁ 3 (2009 - 2012) NGHỀ: ĐIỆN TÀU THUỶ MÔN THI: LÝ THUYẾT CHUYÊN MÔN NGHỀ Mã đáp án: ĐA ĐTT - LT 47 Câu 1 Nội dung I. Phần bắt buộc Cho sơ đồ điều khiển hệ thống mạch điện tự động bơm nước dùng rơle phao như hình vẽ. Yêu cầu: - Giải thích các ký hiệu trong sơ đồ - Trình bày nguyên lý hoạt động của sơ đồ Điểm<br /> <br /> 3,0<br /> <br /> * Giải thích các ký hiệu trong sơ đồ - CB1, CB2: Áptômát - P: Rơle phao - L1, L2: Đèn tín hiệu - OL: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải động cơ - K: Công tắc tơ - ON, OFF: Nút nhấn thường mở và thường đóng - M: Động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc * Nguyên lý hoạt động của sơ đồ<br /> <br /> 1,0<br /> <br /> - Đóng CB1, CB2 cấp nguồn cho hệ thống - Giả sử khi mức nước trong két giảm xuống đến một chiều cao tối thiểu, phao tụt xuống, tác động vào nút ”ON” làm cho cuộn dây công tắc tơ K có điện. Các tiếp điểm của K trên mạch động lực đóng lại cấp điện cho động cơ M, bơm nước hoạt động. Đồng thời tiếp điểm thường mở K trên mạch điều khiển đóng lại để duy trì cho mạch điện và tiếp điểm thường đóng K mở ra đèn L2 tắt. Đồng thời đèn L1 sáng báo hệ thống đang hoạt động. - Khi nước trong két lên đến một chiều cao qui định thì phao nổi lên tác động vào nút OFF làm cho cuộn dây điều khiển của công tắc tơ K mất điện. Các tiếp điểm của K mở ra ngắt mạch vào động cơ. Đèn L1 tắt và đèn L2 sáng báo hiệu động cơ dừng hoạt động. - Bảo vệ + CB1, CB2 bảo vệ ngắn mạch cho hệ thống + OL bảo vệ quá tải cho động cơ M. 2 Trình bày cấu trúc và thuật toán điều chỉnh của hệ thống lái tự động trên tàu thủy? * Sơ đồ cấu trúc Vì con tàu có quán tính lớn, đặc biệt con tàu có kích thước và trọng tải lớn, có tuyến hình khác nhau, có sự thay đổi đáng kể các thông số động học khi thay đổi trọng tải, loại hàng ... do vậy nếu chúng ta sử dụng sơ đồ hệ thống lái tự động cơ bản như ở trên thì chất lượng hệ thống sẽ không cao. Để nâng cao chất lượng hệ thống người ta thường đưa thêm các khâu hiệu chỉnh song song và phản hồi người ta cải thiện sơ đồ, mắc thêm các khâu hiệu chỉnh nối tiếp, song song... K2d/dt f  y 0 +   TH ML KD BL CT K1  + DD K4 K3dt K5d/dt LB<br /> <br /> 0,25 0,75<br /> <br /> 0,75<br /> <br /> 0,25 4,0<br /> <br /> 0,75<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> * Các phần tử trong sơ sơ đồ cấu trúc: Sơ đồ cấu trúc đầy đủ hệ thống lái tự động, trong đó: 0: Góc đặt hướng đi cho trước : Hướng đi thực của con tàu : Độ chênh lệch giứa hướng đi cho trước và thực tế K1 : Khối khuếch đại tỉ lệ độ lệch hướng KĐ: Khối khuếch đại tổng THTG: Khối thực hiện trung gian ML: Máy lái : Góc bẻ lái LB: Phân tử cảm biến hướng đi của tàu ĐH: Khâu đặt hướng đi cho trước CT: Đối tượng điều khiển ( con tàu ) K4: Tín hiệu phản hồi góc bẻ lái K1: Khối tạo tín hiệu tỷ lệ góc bẻ lái. K2d/dt: Khối tạo tín hiệu vi phân góc bẻ lái. K3dt: Khối tạo tín hiệu tích phân góc bẻ lái. LB: la bàn lấy tín hiệu phản hồi hướng đi thực của con tàu. K4: Khối tạo tín hiệu tỷ lệ góc quay bánh lái. K5d/dt: Khối tạo tín hiệu vi phân góc quay bánh lái. f: Tác động của nhiễu(sóng, gió, hải lưu,…). y: Tín hiệu điều khiển của hệ thống. * Phương trình thuật toán điều khiển hệ thống lái tự động đầy đủ như sau: y = K1 + K2d/dt + K3dt - K4 - K5d/dt. * Nguyên lý điều khiển: Khi hướng đi của con tàu trùng với hướng đi đặt trước (= 0) thì  = 0. Giả sử nhiễu tác động làm tàu lệch khỏi hướng đi cho trước (  0), khi đó hướng đi thực tế  của tàu sẽ được cảm nhận từ phản ánh về so sánh với hướng lệnh cho trước 0 xuất hiện  = 0 -   0. Các tín hiệu tỷ lệ, vi phân, tích phân sau khi được đưa vào khâu khuếch đại sẽ qua khối thực hiện trung gian tác động bẻ lái đưa tàu về hướng đi ban đầu. Khi bánh lái quay xuất hiện tín hiệu phản hồi K4 và K5d/dt làm giảm tín hiệu điều khiển y. Khi tàu trở về hướng đi đặt trước thì  = 0. Trong quá trình tàu dần trở về hướng đi đặt trước, tín hiệu điều khiển đổi dấu, bánh lái được quay theo chiều ngược lại dần trở về mặt phẳng đối xứng của con tàu. Như vậy khi mũi tàu trở về hướng đi đặt trước thì đồng thời bánh lái cũng trở về mặt phẳng đối xứng. Do có quán tính, tàu có xu hướng dao động một vài lần sau đó tàu sẽ trở lại hướng đi ban đầu.<br /> <br /> 0,75<br /> <br /> 0,5 1,5 1,0<br /> <br />