Задатчик курса судна с прогнозированием

Задатчик курса судна с прогнозированием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Oll И"САН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 6l0721

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.12.76(21) 2428066!27-11 (51) М. Кл. с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опублнковано15.06.78.Бюллетень № 22 (45) Дата опубликования описания 605- 3В 63 В 49/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изооретений и открытий (53) УДК 621.3.083..8 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. Э. Шлейер, С. К. Чинакал, Л. Е. Эпштейн и Ж. О. Вальтер

Ордена Ленина институт проблем управления AH СССР (71) Заявитель (54 ) ЗАДАТЧИК КУРСА СУДНА С ПРОГНОЗИРОВАНИЕМ

Изобретение относится к области полуавтоматического и ручного управления подвижными объектами, в частности управления курсом морского судна.

Известен задатчик курса с прогнозирова5 нием, содержащий индикатор предсказанного значения курса, к входу которого подключен выход сумматора, один и другой входы которого подключены соответственно к выходам датчика курса и нелинейного преобразователя, один из входов которого подключен к выходу фильтра, датчик угловой скорости судна и датчик угла перекладки руля (1).

Недостатками известного задатчика являют ся его низкие точность и стабильность при волнении моря из-за влияния внешних возмущений, уровень которых в ряде случаев превышает уровень текущего сигнала отклонения судна от курса.

Целью изобретения является повышение точности и стабильности работы при волнении моря. 20

Цель достигается тем, что задатчик снабжен блоком моделирования угловой скорости судна, подключенным входом к выходу датчика угла перекладки руля, а выходом к другому входу нелинейного преобразователя и

25 одному из входов фильтра, другой вход которого подключен к датчику угловой скорос

На чертеже представлена функциональн:«, схема задатчика.

Задатчик курса судна с прогнозированием включает датчик курса судна, соединеннь!й выходом с одни ii li3 входов сумматора 2, другому и гретьему входам которого подключены выходы нслкнечного преобразоват, ля . 3 и фильтпа 4. Выходы преобразователя 8 подключены соответственно к выходам фильтра 4 и блока 5 моделирования угловой скорости судна. Выход блока 5 подключен также к одному из входов фильтра 4, другой вход которого соединен с выходом датчика 6 угловой коростн судна.

Вход блока 5 подключен к датчику 7, угла перекладки руля. К выходу сумматора 2 подключен индикатор 8 предсказанного значения курса.

Устройство работает следующим образом.

При необходимости изменить курс судна рулевой перекладывает руль в требуемом направлении, при этом на выходе датчика 7 угла перекладки руля вырабатывается напряжение, пропорциональное углу перекладки руля, которое поступает на вход блока 5 моделироп;:.610721

Формула изобретения ния угловой скорости судна, выполненный в виде специализированной электронной вычислительной машины, на которой набраны дифференциальные уравнения углового движения суд на.

На выходе блока 5 будет вырабатываться напряжение, пропорциональное составляющей угловой скорости судна от управляющего воздействия, отклоненного от диаметрали (балансировочного угла) руля.

От воздействия отклоненного от балансировочного угла руля судно начнет входить в циркуляцию, при этом на выходе датчика 6 угловой скорости судна вырабатывается напряжение, пропорциональное полной угловой скорости судна (включающее составляющую от внешних возмущений и составляющую от управляющего воздействия) . Напряжение с датчика 6 поступает на вход фильтра 4. На второй инверсный вход фильтра 4 поступает сигнал оценки угловой скорости с блока 5.

Назначение фильтра — ослабить (исключить) высокочастотную составляющую полного сигнала угловой скорости и компенсировать низкочастотные отклонения оценки угловой скорости судна, зырабатываемые блоком моделирования угловой скорости судна от полной угловой скорости, вырабатываемой. датчиком 6.

Возможна иная реализация фильтра, например в виде ограничителя уровня выходного сигнала по амплитуде. В этом случае сигнал на выходе фильтра позволяет учитывать только слабые возмущения, т. е. назначение фильтра 4 — резко ослабить в полном сигнале угловой скорости судна составляющую от возмущения морского волнения при неспокойном море. Исключение высокочастотных возмущений или ограничение большого уровня составляющей угловой скорости судна от морского волнения необходимо, чтобы обеспечить возможность матросу — рулевому эффективно использовать предлагаемый прибор при значительном морском волнении, повысить стабильность и точность показаний индикатора 8 (исключить многократные отключения прибора, связанные с рысканием судна).

Оценка угловой скорости судна блока 5 моделирования угловой скорости судна поступает на вход нелинейного преобразователя 3, на другой вход которого поступает сигнал для компенсации низкочастотных отклонений оценки угловой скорости от истинного значения.

На выходе нелинейного преобразователя 3 формируется напряжение, пропорциональное приращению курса, которое поступает на один из входов сумматора 2, на другой вход которого поступает сигнал текущего курса с датчика 1. На выходе сумматора 2 формируется предсказанное значение курса. Для повышения точности формирования предсказанного значения курса на вход. сумматора 2 поступает сигнал с выхода фильтра 4. Сигнал с выхода о

2Ю

25 зю

55 сумматора 2 поступает на индикатор 8 предсказанного курса.

При перекладке руля на индикаторе 8 вырабатывается величина будущего курса судна при условии, что матрос-рулевой, начиная с данного момента, приступит к одерживанию судна путем перекладки руля с максимальной скоростью в обратную сторону.

Внешнее возмущение при этом сказывается незначительно, так как основным является сигнал оценки угловой скорости от блока 5, а сигнал полной угловой скорости судна от датчика 6 используется только для коррекции и повышения качества процесса стабилизации цри спокойном мрре или наличии слабого волйения.

Наличие сигнала оценки угловой скорости и сигнала полной угловой скорости, прошедшей через фильтр, позволяет использовать также этот прибор при стабилизации судна в случае волнения. Действительно, если предсказанное значение курса будет уходить от заданного, то матрос-рулевой получает информацию о том, что спустя некоторое время судно окажется на новом направлении. В этом случае матросрулевой должен отклонять руль до тех пор, пока предсказанное значение курса не начнет убывать.

Работа задатчика в режиме стабилизации курса судна отличается только тем, что на индикаторе 8 вырабатывается будущее отклонение судна от курса, вследствие морского волнения. Если величина будущего отклонения достигает, либо превышает допустимую величину отклонения судна от заданного курса, то рулевой должен отклонить руль на такую величину, при которой предсказанное значение курса совпадает с заданным значением.

Задатчик курса с прогнозированием, содержащий индикатор предсказанного значения курса, к входу которого подключен выход сумматора, один и другой выходы которого поключены соответственно к выходам датчика курса и нелинейного преобразователя, один из входов которого подключен к выходу фильтра, датчик угловой скорости судна и датчик угла перекладки руля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и стабильности при волнении моря, он снабжен блоком моделирования угловой скорости судна, подключенным входом к выходу датчика угла перекладки руля, а выходом — к другому входу нелинейного преобразователя и одному из входов фильтра, другой вход которого подключен к датчику угловой скорости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 505156, кл. В 63 В 39/14, 16.07.74, 6!0721

Составитель Г. Корнева

Техред О. Луговая Корректор И. Гоксич

Тираж 561 Подписное

Редактор О. Торгашева

Заказ 3077/13

1)НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППГ! «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная. 4