Система автоматической стабилизации судна без хода

Система автоматической стабилизации судна без хода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союэ Советских

Социалистических республик

ОЛ ИСА

ИЗОБРЕТЕН И

К АВТОРСКОМУ СВИДИВЛЬСТВ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 23.02.76(21)е326631/2 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.12.77. Бюллетень (45) Дата опубликования описания 13.1

63 Н 25/00

05 9 1!0 21

Гееударетвеиииа иамитет

Севетв теиинетрев СССР ае денем изобретений и открытий

Д (629.12. ,01 5 (088.8 ) (72} Авторы изобретения

В. K. Болховитинов, А. И. Гольдин и Т. Е. Дымкина (7!} Заявитель (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАБИИ

СУДНА БЕЗ ХОДА

Изобретение относится к судовой автоматике. Оно может быть использовано для стабилизации буровых, спасательных и научноисследовательских судов в режиме стоянки.

Известна система автоматического управ- 5 пения положением судна, содержащая счетнорешаюший блок, входы которого соединены с датчиками перемещения судна в продольной и поперечной плоскостях и с датчиком отклонения по курсу, а также с блоками, 10 формирующими сигналы производной и интеграла. от укаэанных перемещений (lj.

Недостатком такой системы является сложность контуров управления и малая эффективность стабилизации при действии переменных внешних возмущений.

Известна также система автоматической стабилизации судна без хода, содерmamas датчики линейных перемещений и кур- 2р са судна, соединенные через преобразователь координат с одним из входов счетнорешаюшего блока, выход которого соединен с одни из входов исполнительного устройства, снабженного блоком обратной связи (2) ° 25 вт

«5кб И тр- » А

583032

К недостаткам этой системы относится малая эффективность стабилизации при дейст вии переменных внешних возмущений и неэкономичность в расходовании мощности исполнительных устройств при воздействии на судно постоянных возмущений, в случае его длительного нахождения в точке работ.

Для минимизации требуемой мощности в этом устройстве вводятся специальные датчики, например ветра, .течЬния и волнения мори, и по их показаниям вручную вводятся поправки к сигналам управления.

Белью изобретения является повышение эффективности стабилизации нри уменьшении расходуемой энергии.

Это достит.ается тем, что система снабжена последовательно соединенными блоком формирования коррекции и блоком управления продольным упором с изменяемой устав кой, подключенным своим выходом к другому входу исполнительного устройства, и блоком минимизации поперечного упора, соединенным своим входом с блоком обратной связи, а выходом - с одним из входов счетно-решающего блока и одним из входов бло583032

3 ока формирования коррекции, другие входы которого соединены соответственно с да г чиками линейных перемещений и курса судна и блоком обратной связи.

На чертеже представлена функциональ- я ная схема системы.

Система содержит датчики 1 и 2 линейных перемещений и курса судна, соединенные через преобразователь 3 координат о Одним из входов счетнорещающего г0 блока 4, выход которого подключен к одному иэ входов иснолчительного устрой ства 5, сйабженного блоком 6 обратной связи. К другому входу исполнительного уотройства подключен блок 7 управления продольным .упором с изменяемой уставкой, Вход которого соединен с выходом блока 8 формирования коррекции, входы которого coe„ динены соответственно с выходами блока

6 датчиков 1 и выходом блока 9 миними- 20 зации поперечного упора, вход которого подключен к выходу блока 6 обратной связи.

Система работает следуюпгим образом.

В счетно-рещакнцем блоке 4 по сигналам перемещения судна и отклонений по курсу ат датчиков 1, формируется сигнал управления работой исполнительного устройства 5 по созданию требуемых упоров и моментов, .компенсирующих влияние внешних возмущений так, чтобы отклонения судна в продольной, поперечной плоскостях и по курсу было бы минимальггым.

В случае длительного пребывания судна в районе проведения работ при наличии пос тоянных или медленно менякнцихся возмущений, устройство 5 постоянно расходует мощггость пО СОэд&нию упОров в прОдольнОй и поперечной плоскостях судна и момента относительно вертикальной оси, проходящей

40 через центр тяжести судна.

Информация о величине и направлении указанных упоров и моментов вырабатывае1 ся в блоке 6 обратной связи и вводится в счетнсрещаюгций блок 4 для формирования сигналов управлегпгя работой; устройства 5.

При этом установивщиеся значения указанных величин служат мерой внещних возмущений.

Минимизация расходуемой устройством .

5 мощности по созданию соответствующих упоров и моментов осуществляется в два этапа.

На первом этане мггггимизируетсг поперечный упор, данные о котором с блока 6 посту55 лают на вход блока 9, где сравниваются с уставкой, опреаеляк>гцей желаемое из условий эксгглуатаггигг судна значение (в том числе и нулеВОс значе IIII ) миннмйлганОГО

60 упора в IlonIpcчной плоскостгг.

Сигнал:рассогласования между текущим значением поперечного упора и его минимальным значением поступает на один из входов блока 4, который выдает команду устройству 5 на разворот судна 2 по курсу в сторону уменьшения поперечного упора путем ориентации носа судна 2 в направлении возмущения.

На втором этапе, когда закончена ориентация судна ь налравлении возмущения, система с помощью блоков 8 я 7 осушествляег, формирование импульсного управления продольным упором с целью минимизации расходуемой устройством 5 мощности по созданию этого упора.

На входы блока 8 поступают сигналы от блока 9 и датчиков 1, а также величина установившегося значения продольного упора с блока 6. По этим сигналам в блоке 8 формируется сигнал коррекции, поступающий затем на вход блока 7, с изменяемой уставкой, значение которой определяется условиями эксплуатации судна и зависит от глубины мес та работы.

В блоке 7 сигнал коррекции от блока 8 модулируется тактовыми импульсами с периодом, равным времени t эа которое происходит продольное смещение судна по оси Х при воздействии максимального возмущения. Эти импульсы сдвигаются на . величину г. 1 и формируют последовательность импульсов с амплитудой Мя, длительностью и периодом следования Т® 4K.* д, D

К - коэффициент пропорциональности; ф — величина установки.в блоке 7.

Значение Т определяется для конкретного судна и физически означает упреждение сигнала U c целью компенсации инерционных свойств судна нри его неуправляемом движении под действием внешних возмущений.

Величина Гу выбирается иэ условия разгона судна со скоростью 7+> g VD = ,где Ч0 - установивщееся значение 4 скорости движения по оси Х неуправляемого судна.

Исходя из этого, сигнал U óïðàâëÿåò устройством 5 но созданию импульсного продольного упора длительностью tD, под действием которого судно от положения равновесия начинает движение по оси на величину продолыгого смещения 1 с0 средней скоростью Чср Ъ - -,причем

Ф при смещении гЪК=*"а судно останавливается (Ч =-О) так как заканчивается действие продольного импульсного упора, после чего под действием slleurlIIIX возмущений оно начинает обратное (в сторону oTp)IIIQTolII,!I!ilx

583032

Составитель Г, Корнева

Редактор Г. Кузьмина Техред M. Левицкая Корректор П. Макаревич

Заказ 4819/32 Тираж 563 Подписное

UHHHllH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППГ! Г!атент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 значений смешения) неуправляемое движение со средней скоростью Vy.

Таким образом импульсное управление продольным упором, осуществляемое блоком 7, переводит. судна в режим возврат- 5 но-постуцательного движения по оси К с амплитудой смещения около нулевого по

Ф отношению к точке на дне.

Если в процессе минимизации продольного упора окажется, что направление действия10 возмущений изменилось, что, в свою очередь, привело к появлению поперечного упора и момента, то система начнет повторять вышеописанный режим, последовательно минЪмизируя новое значение поперечного упора путем ориентации судна на новое направление возмущения.

Формула изобретения 20

Система автоматической стабилизации судна без хода, содержащая датчики линейных перемещений и курса. судна, соединенные через преобразователь координат с 25 одним из входов счетно-решаюшего блока, выход которого соединен с одним из входов .исполнительного устройства, снабженного блоком обратной связи, о т л и ч а юш а я с я тем, что, с целью повышения эффективности стабилизации при уменьшении расходуемой энергии, она снабжена послейовательно соединенными блоком формирования е ! орцекцни и блоком управления продольным упором с изменяемой уставкой, подключенным своим выходом к другому входу исполнительного устройства, и блоком минимиза» ции поперечного упора, соединенным своим входом с блоком обратной связи, а выходом - с одним из входов счетно-рещаюше. го блока и одним из входов блока форма рования коррекции, другие входы которого соединены соответственно с датчиками линейных перемешений и курса судна и блоком обратной связи, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент великобритании % 994995, кл. а 3 а, 1964.

2. Патент Франции И 2153689, кл. 9 05 3 1/РО, 3.971.