Авторулевой

Авторулевой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(11) 540258.

Союз Советских

Социалистииеских

Республин (61) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) Заявлено10.06,75 (21) 2144527124 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

G- 05 3 1/00

fecynapcxeeeesA наинтет

Свввта Мнннатров СССР вв делам изобретений

N eTKpblEVN (43) Опубликовано25.12.7633юллетень № 47 (53) УДК 62-50 (088.8) (45) Дата опубликования описания 17.05.77

Г. Э, Шлейер, А. С. Манучарьян, М. Г, Тахтамышев, Ф. E. Траиин, B. М. Корчанов и С. К,:Чинакал (72) Авторы изобретения

Ордена Ленина институт проблем управления АН СССР (71) Заявитель (54) АВТОРУЛЕВОЙ

Изобретение относится к автоматическому управлению подвижными объектами", в частнос» ти к автоматическому управлению, курсом судна.

Известен авторулевой (АР), содержаший сумматор, датчик положения руля, датчик ио тинного и заданного курса с элементом сравнения. Выход элемента сравнения через опе- рационный усилитель и масштабный делитель подключен к входу сумматора fl). !О

Известен авторулевой типа АБР,в котором кроме перечисленных сигналов,, используется также сигнал, пропорциональный интегралу от угла рассогласования курса судна по време ни ) 2).

Недостатком известных авторулевых является необходимость выключения их при силь» ном морском волнении, а также повьпценньт износ рулевого привода при развитом морс- 20 ком волнении.

Наиболее близким по техническому реше нию к предлагаемому является авторулевой, одержаший датчики угла рассогласования до курсу и yrna перекладки py>is, выходы кото- Л рых подключены к червому н второму входам усилителя, датчик угловой скорости судна, модель угловой скорости судна, вход которой подключен к датчику угла перекладки руля, а выход - к третьему входу усилителя мош ности (3f.

B известном авторулевом для сокрашения количества кладок руля в единицу времени н одновременном улучшении качества ста билизации использована модель угловой скорости судна, что позволило отказаться от применения сигтвала . угловой . скоросттт судна, обычно получаемого дифференцированием сигнала датчика курса.

В известном авторулевом на вход модели угловой скорости судна подается сигнал с датчика угла перекладки руля, а полученный на выходе модели сит нал пропорционален только составляюшей угловой скорости суд- на от управления (угла перекладки руля) P).

Однако для управления кур ом судна при слабом морском волнении в законе управленита фупевым прйводом отсутствует составляюшая угловой скорости судна от морского вуд ттеняя. Поэтому в случае слабого морского

540258 волнения качество стабилизации ниже, чем при управлении авторулевыми типа Уа- .:".БР.

Это объясняется тем, что парирование возму щения от морского волнения происходит только При появлении некоторого рассогласования,5 по углу.курса, а в авторулевых АР и АБР управляющее воздействие возникает с некоторым упреждением.

Однако при увеличении волнения на море авторулевые типа АР и АБР обычно выклю10 чают и переходят на ручное управление курсом судна. Это диктуется тем, что при силь ном морском волнении сигнал управления. IIe регружен составляющей угловой скорости судна от внешнего возмущения и полностью заби

Эает канал управления.

11ель изобретейия - повышение точности регулирования

Йпя этого предлагаемый авторулевой содержит фильтр и вычитаюшее устройство, к

20 первому входу. которого подключен датчик угловой скорости, а ко второму - выход моде,пи угловой скорости судна, выход вычитакъщего устройства через фильтр подключен к четвертому входу усилителя мощности..

На чертеже изображена блок схема, предлагаемого устройства.

Авторулевой содержит блок 1 угла рассо гласования по курсу, датчик 2 угловой ско:рости судна, датчик Э угла перекладки руля, 30 фильrp 4, рычитаюшее устройство 5, модель

5 угловой скорости судна, усилитель мошнос. ти 7.

Выход блока 1 угла рассогласования по курсу соединен с первым входом усилителя

7 мощности. Один из выходов датчика Э ут ла перекладки руля соединен с входом усилителя 7 мощности, а другой - ic входом модели 6 угловой скорости судна. Один из выходов модели 6 угловой скорости судна сое динен с входом усилителя 7 мощности, другой - с первым входом вычитаюшего уст ,ройства 5. КО второму входу вычитаюшего устройства подключен выход датчика 2 угло вой скорости судна. Выход вычитаюшего

45 устройства подключен к входу усилителя 7 мощности через фильтр 4.

Устройство работает следующим образом.

При отклонении судна от заданного курса на выходе усилителя мощности формируется сигнал, управляющий рулевым приводом. Руль начинает отклоняться, а под действием Отклоненного руля появляется угловая|скорость судна. В этом случае на выходе модели угловой скорости судна вырабатывается сос-,55 тавляюшая угловой скорости судна от управляющего воздействия - угла перекладки руля. На выходе вычитаюшего устройства вырабатывается разность сигналов полной угловой скорости судна от датчика угловой скорости судна и сигнала составляющей угловой скорости от управляющего воздействия с выхода модели угловой скорости судна. Этаразность соответствует составляющей угловой скорости судна от морского волнения (19 /dt)„= д%/dt -дЧ>/дС, где (gf/д1),„- составляющая угловой скорости судна только . от воздействия морского волнения; )1 /N - составляющая угловой скОрОсти судна тОлькО от воздействия угла перекладки руля ц 1 / - полная угловая скорость судна.

Если морское волнение отсутствует(дф/Я) „*

-.g то сигнал на выходе вычитаюшего .устройства будет равен нулю. Сигнал с выхода модели угловой скорости судна, кроме того, непосредственно поступает на вход усилителя мощности. Наличие этого сигнала необходимо для обеспечения требуемого запаса ус тойчивости замкнутой системы (судно-авторулевой-рулевой привод). На вход усилителя поступает также сигнал от датчика угла перекладки руля, выход вычитаюшего устфюйства подилючен также к входу усилителя мощности через фильтр. Полосу пропускания фильтра подбирают для конкретного типа судна такой, чтоб исключить частые перекладки руля при развитом морском волнении. Такой фильтр позволяет резко снизить загрузку рулевого привода при сильном волнении на море и совершенно не изменяет запаса устойчивости системы судно-авторулевой-рулевой привод .

На выходе усилителя мощности в результате формируется сигнал, управляющий руле вым приводом,и обеспечивающий требуемое качество управления.

Предлагаемое устройство, позволяет управлять судном при любой погоде длительное время. Рулевой привод при этом имеет ограниченную загрузку, что предотвращает его заклинивание, перегрев, повышенный износ и расход энергии. Кроме того, обеспечивается качество стабилизации судна значительно выше, чем у прототипа, так как в управлении участвует информация об угловой скорости судна от возмущающего воздействия.

Технико-эконо мическ ая,эффек ти в нос ть выражается в сокрашении времени. рейса на

3-5% и повышенном сроке эксплуатации. рулевых приводов, что может дать экономию около 5 тыс, руб. в год на судно.

54025S

Составитель Л. Птенцова

Редактор Р. Киселева Техерд М. Левицкая Корректор L. IlleKMap

Заказ 6042/40 Тираж 1028 Подписное

LIHHHrtH Государственного комитета Совета Министров CCCP по, делам изобретений и скрытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Формула изобретения

Авторулевой, содержаший датчики ут ла рассогласования по курсу,и угла перекладки руля, выходы которых подключены S к первому и второму входам усилителя мош. ности, датчик угловой скорости судна, модель угловой скорости судна, вход которой подключен к датчику угла перекладки руля, а выход — к третьему входу усилителя мошноо- ð ти, отличаюшийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, ав торулевой содержит фильтр и вычитаюшееусл-, ройство, к первому входу которого подключен датчик угловой скорости, а ко второму-, is выход модели угловой скорости судна, выход вычитакхцего устройства через фильтр.. подключен к четвертому входу усилителя мощности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

N. 460535, М. Кл . G 05 D. 1/00, 1973.

2, Техническая энциклопедия Автоматизация щоизводства и промышленная электроника, т, 4 М., 1965 г., статья Г. Э. Шлейфа Управление подводными объектами автоматическое.

3. Авторское свидетельство СССР

М 460534, М. Кл . g 059 1/00 1973 (прототип).