Система стабилизации ьортобортовой качки и курса судна

Система стабилизации ьортобортовой качки и курса судна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик пц 548842 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.04.74 (21) 2013469/11 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.77. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 30.03.77 (51) М. Кл. G 05D 1/08

В 63В 39/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 629.1.042 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Ш. Афремов, Л. В. Ельский, С. Г. Ермолаев, А. Д. Круглов, Ю. М. Осипов, И. П. Пегов и Б. Е. Рапопорт (71) Заявитель (54) СИСТЕМА СТАБИЛИЗАЦИИ БОРТОВОЙ КАЧКИ И КУРСА

СУДНА

Изобретение относится к морской технике и может быть использовано на всех быстроходных судах, снабжаемых системами автоматического управления курсом.

Известна система стабилизации движущегося объекта, например самолета, по курсу, содержащая авторулевой с подключенными к нему датчиками угла и угловой скорости крена (1).

В этом устройстве ставится задача учета крена для стабилизации по курсу, а сам крен не ограничивается.

Известна также система стабилизации бортовой качки и курса судна, преимущественно быстроходного, содержащая авторулевой с сумматором на входе и исполнительным механизмом рулевой машины, снабженной блоком обратной связи, датчики угла и угловой скорости рыскания и блок выработки сигнала, пропорционального углу бортовой качки, соединенные с соответствующими входами сумматора авторулевого (2).

Недостатком этого устройства является неуправляемость судна в момент превышения угла крена заданного значения, приводящего к выдержке руля в нулевом положении.

Цель изобретения — повышение эффективности стабилизации бортовой качки при сохранении эффективности стабилизации по курсу.

Для этого в систему введен блок выработки сигнала, пропорпционального угловой скорости бортовой качки, выход которого соединен с входом сумматора авторулевого.

5 На чертеже представлена функциональная схема системы стабилизации.

Система состоит из датчиков 1 угла и угловой скорости рыскания судна, блока 2 выработки сигналов, пропорциональных угловой

10 скорости бортовой качки, и блока 3 выработки сигналов, пропорциональных углу бортовой качки, соединенных свопмп выходами с сумматором 4 авторулевого 5, соединенным через исполнительный мнханизм 6 рулевой машины

15 7 с кормовыми рулями (на чертеже не показаны), оснащенными блоком 8 обратной связи.

Система работает следующим образом.

Сигнал, пропорциональный изменению пара20 метров рыскания, поступает от датчиков 1 на сумматор 4 авторулевого 5. Одновременно блоки 2 и 3 вырабатывают сигналы, пропорциональные углам и угловым скоростям бортоВой качки, которые поступают также В cум25 матор 4, где складываются с сигналами, Iloступившими от датчиков 1.

Затем суммарный сигнал поступает в механизм 6 машины 7, которая приводит в движение кормовой руль, положение которого фик30 спруется блоком 8 обратной связи.

548842

Редактор Г. Борисова

Заказ 535, 8

Тсхред А. Камышннкова

Корректор И, Позняковская

Изд. ¹ 245

Тираж 1069

Подписное

Типография, ир. Сапунова, 2

В результате и системс реализуется закон управления вида

f (V) V» 1 V с 1> 6) + К10 + КяО, где р — заданный угол перекладки руля; о — фактический угол перекладки руля;

t — функция, реализуемая в известных системах управления курсом; гр,гр — угол и угловая скорость рыскания судна;

К10 — сигнал, пропорциональный углам (О) бортовой качки;

КзΠ— сигнал, пропорциональный угловым скоростям (0) бортовой качки.

Выбор коэффициентов управления определяется необходимой степенью стабилизации ио крепу и по курсу, причем их величина зависит от интенсивности, направленности волнения и скорости хода. Использование кормового руля для стабилизации одновременно двух движений не приводит к ухудшению его эффективности при работе по основному до настоящего времени назначению — стабилизации курса. Причина этого — гидродинамичсскис связи между рысканием >i бортовой качкой судов, II03130ляюгцие компенсировать теоретически возможную потерю эффективности

lIplt работе Ilo стабилизации курса.

Действительно, рост углов крена ведет к увсличсиию несимметрии обтекания корпуса судна, пз-за чего возникают дополнительные боковые силы на корпусе, вызывающие уход судна с курса и необходимость перекладки рулей на больший угол. B свою очередь, силы, возникающие на рулях, переложенных на больший угол, приводят к увеличению кренящих моментов, причем величина углов крена в этом случае может существенно превысить углы крена, возникающие только от воздействия волн. Однако существует обратная картина: уменьшение углов крена автоматически приводит к уменьшению рыскания.

Таким образом, в работе одного рабочего органа, вертикального руля, удалось совме10 стить две функции: стабилизацию по бортовой качке и стабилизацию по курсу.

Формула изобретения

15 Система стабилизации бортовой качки и курса судна, преимущественно быстроходного, содержащая авторулевой с сумматором на входе и исполнительным механизмом рулевой машины, снабженной блоком обратной связи, 20 датчики угла и угловой скорости рыскания и блок выработки сигнала, пропорционального углу бортовой качки, соединенные с соответствующими входами сумматора авторулевого, отл и чающая ся тем, что, с целью повышения эффективности стабилизации бортовой качки при сохранении эффективности стабилизации по курсу, в систему введен блок выработки сигнала, пропорционального угловой скорости бортовой качки, выход которого соединен с входом сумматора авторулевого.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент ФРГ № 1431233, кл. 42r 21/02, 1974.

35 2. Лвт. св. № 404325, кл. В 63В 39/Об, 1974 (прототип),