DD156853A1

DD156853A1 - Verfahren und vorrichtung zur optimalen steuerung von schiffsantrieben

Info

Publication number: DD156853A1
Application number: DD22826481A
Authority: DD
Inventors: Dieter Hein
Original assignee: Dieter Hein
Priority date: 1981-03-13
Filing date: 1981-03-13
Publication date: 1982-09-22

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur energieoptimalen Fernsteuerung eines Schiffsantriebes mit wenigstens einer Hauptmaschine, die einen Verstellpropeller antreibt, wobei die Sollwerte von Motordrehzahl und Propellersteigung zunaechst unter Nutzung eines vorprogrammierten Zusammenhanges ueber einen gemeinsamen Manoeverhebel voreingestellt und anschliessend durch einen Extremwertregler in Zusammenwirken mit einem Lastregler automatisch solange schrittweise korrigiert werden, bis der bei vorgegebenem und waehrend der Extremwertsuche konstant gehaltenem Kraftstoffverbrauch fuer den quasistationaeren Betrieb maximal moegliche Propellerschub bzw. die maximal moegliche Schiffsgeschwindigkeit gefunden wurde.Damit wird trotz der sich staendig aendernden Einsatzbedingungen des Schiffes im gesamten Teillastbereich die guenstigste Drehzahl-Steigungs-Kombination gefahren und dadurch der Kraftstoffverbrauch beim Betrieb von Schiffsantriebsanlagen reduziert.

Description

Titel der Erfindung

Verfahren und Vorrichtung zur optimalen Steuerung von Schiffsantrieben

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur energieoptimalen Fernsteuerung eines Schiffsantriefaes mit wenig" stens einer Hauptmaschine, die einen Verstellpropeller an-= treibt, wobei die Sollwerte von Motordrehzahl und Propellersteigung zunächst durch getrennte Geber unabhängig voneinander oder wahlweise unter Hutzung eines vorprogrammierten Zusammenhanges zwischen Drehzahl und Steigung über einen gemeinsamen Manöverhebel als Drehzahl-ÖOeigungs-Kombination voreingestellt und anschließend automatisch solange korrigiert werden«, bis die bezüglich des Kraftstoffverbrauches günstigste Drehzahl-Steigungs-Kombination für die vom Be- · treiber im Teillastbereich der Schiffsantriebsanlage eingestellte Fahrstufe gefunden wurde.

Die Anwendung der Erfindung ist bei Schiffsantriebsanlagen mit .Verstellpropellern möglich^ bei denen die statischen Kennlinien der Hauptmaschinen im zulässigen Betriebsbereich Extremwerte aufweisen und insbesondere zur Kraftstoffeinsparung bei Seeschiffen zweckmäßig, bei denen sowohl die Propellersteigung als auch die Drehzahl der als Hauptmaschine verwendeten Dieselmotoren ferngesteuert werden können.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen.

Zur gemeinsamen Fernsteuerung von Dieselmotor und Verstell-

β

propeller werden nach dem Komhinatorprinzip aufgebaute meciianischej pneumatische oder elektronische Vorrichtungen verwendet, bei denen ein im voraus programmierter und in der Steuereinrichtung gespeicherter Zusammenhang von Drehzahl η und Propellersteigung H ( n~H~ZusammenJiang) in Abhängigkeit von der durch das Bedienungspersonal eingestellten jeweiligen Fahrstufe durch den unterlagerten Prehssahlregelkreis sowie den Steigungeregelkreis realisiert wird. Zur Vermeid dung unzulässiger Belastungszustände der Schiffsantriebsanlage sowie zur weitgehenden Berücksichtigung des Einflusses unterschiedlicher Betriebsbedingungen (z„B. Beladungszustand des Schiffes, Bewuchs des Schiffskörpers, Seegang,-u.a.) auf die jeweilige Lage des sich ständig verändernden optimalen n-H-Zusaramenhanges wird dieser im voraus programmierte Zusammenhang belastungsabhängig korrigiert. Zur Korrektur des n-H-Zusammenhanges vsird als Lastregler z.B.. ein I-Regler benutzt, an dessen Eingang der ebenfalls durch entsprechende Programmierung der Kombinatorsteuerung vorgegebene Füllungs-Sollwert F mit der.gemessenen augenblicklichen Füllung verglichen wird«, In Abhängigkeit von der auftretenden Regelabweichung bewirkt dieser Lastregler eine entsprechende Korrektur der Propellersteigung·, so daß- der vorprogrammierte n-H~Zusammenhang· letelieh durch einen fahrstufenabhängigen Drehzahl-IOllung-ZusaBimenhang (n-F~Zusamraenhang) korrigiert wird.

Der Vorteil einer derartigen automatischen belastungsabhängigen Korrektur des n-H-Zusammenhanges besteht darin, daß anstelle der breit gefächerten Kurvenschar von bezüglich des Gesamtvdrkungsgrades der Schiffsantriebsanlage günstigen n-H-Faiirkurven der viel weniger streuende n-F~Zusammenhang genutzt werden kann_e Dabei wird in den bekannten Steuerungssystemen als technisch-ökonomischer Kompromiß die Kurvenschar günstiger n~F~Fahrkurven durch einen einsigen n-F-Zusammenhang als Funktion der eingestellten Fahrstufe ersetzt»

Zu den Nachteilen derartiger festprogramrnierter Steuerungssysteme Kahlen nicht nur des;' sehr- hohe Aufwand bei der Ermittlung der für das jeweilige Schiff günstigsten Fahrkurven

und die fehlende Ubertragbarkeit der quantitativen Ergebnisse, sondern vorallem die fehlende automatische Programmkorrektur, Unzureichende a-priori-Informationen, Vereinfachungen bei der Programmierung und Fertigungstoleranzen, vor allem aber quantitativ nicht genau vorausschaubare Veränderungen der Lage des jeweiligen optimalen Arbeitspunktes durch sich ständig ändex-nde Betriebsbedingungen während des praktischen Einsatzes solcher Kombinatorsteuerungen bewirken, daß die vorhandenen Reserven für einen energieoptimalen Betrieb der Schiffsantriebsanlage nur unvollkommen ausgeschöpft werden. Bei einem adaptiven Steuerungssystem (GB-Patent Ur, 1210387$ Int* Kl* G 05 b 13/00) wird durch einen Extremwertregler zur Korrektur des vorprogrammierten n-H-Zusainmenhanges die Drehzahl schrittweise solange verändert und dabei der sieh im Ergebnis dieser Suchschritte ergebende Einfluß auf die Schiffsgeschwindigkeit durch einen zusätzlichen Geschwindigkeitsregler über eine entsprechende Korrektur der Propellersteigung kompensiert, bis bei der. im Teillsstbereich gefahrenen und durch den Geschwindigkeitsregelkreis konstant gehaltenen Schiffs geschwindigkeit eine solche n-H-Kombination gefunden wurde, bei der der Kraftstoffverbrauch am geringsten ist. Durch dieses adaptive. Steuerungssystem werden.einige prinzipielle Wachteile der Kombinatorsteuerungen weitgehend beseitigt. Die erforderliche präzise Bestimmung des Optimierungskriteriums geweils nach erneutem Erreichen des quasistationären Betriebszusta.ndes durch Messung des augenblicklichen Kraftstoffverbrauches bereitet allerdings erhebliche praktische Schwierigkeiten. Nachteilig sind bei diesem adaptiven Steuerungssystem auch die auftretenden relativ langen Suchzeiten für die Extremwert suche. ' . ;,.'

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine solche automatische Fernsteuerung von Hauptmaschinen und Verstellpropellern, die trotz der sich ständig ändernden Einsatzbedingungen des Schiffes einen energieoptimalen Betrieb im gesamten Teillsstbereich sichert und damit den Kraftstoffverbrauch beim Betrieb von Schiffsantriebsanlagen reduziert. .

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen₉ Bei deren Anwendung die beschriebenen Nachteile der bekannten Steuerungssysteme für Schiffsantriebsanlagen mit Verstellpropellern weitgehend beseitigt werden, . ' Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß durch ein sdaptives Steuerungssystem die im Teillastbereich teer,-^- vorgegebenem Kraftstoffverbrauch maximal mögliche Schiffsgeschwindigkeit oder wahlweise der größtmögliche Propellerschub durch automatische Drehzahl - und Steigungsvariation gesucht wird,·

Nach Vorgabe neuer 'Sollwerte für Motordrehzahl und Propeller-Steigung über zwei getrennte Fernsteuerzweige oder bei Verwendung einer herkömmlichen Kombinatorsteuerung stellt sich bei quasistationärem Betrieb ein den jeweiligen konkreten Betriebsbedingungen der Antriebsanlage entsprechender Kraftstoffverbrauch ein^ der zur Realisierung des vorgegebenen n-H- bzw« n-F-Zusammeniianges notwendig ist. Dieser, durch Einstellung des augenblicklichen Arbeitspunktes der Antriebsanlage vom Betreiber damit auch vorgegebene Kraftstoffverbrauch kann mit geeigneten Meßeinrichtungen direkt gemessen und als konstant zu haltender »Sollwert für die anschließende Extremwertsuche analog oder digital gespeichert werden«

Anstelle der direkten Messung des sich unter quasistationären Bedingungen einstellenden Kraftstoffverbrauches kann auch eine dem Kraftstoffverbrauch proportionale Größe Z₁B₁ ein durch eine Muliplissiereinrichtung aus den Meßwerten von Füllung und Drehzahl berechnetes Produkt für die Optimierung genutzt werden* Das Kriterium für die Extremwertsuche lautet also wahlweises

ν ._v bei B « const (1)

max

S bei B a const . (2)

max

ν bei i? · η κ const (3)

max _ ^w/

S bei F - η a const (4)

maz ^v '

Das Verfahren und die Vorrichtung zur optimalen Steuerung sind auch dadurch gekennzeichnet, daß nach Wahl eines neuen Arbeitspunktes der Schiffsantriebsanlage durchciden Betreiber zunächst die Ausführung dieser Stellbefehle abgewartet wird. Die sich dabei unter quasistationären Betriebsbedingungen ergebenden Istwerte von Drehzahl, Propellersteigung und Füllung sowie Schiffsgeschwindigkeit (oder Propellerschub) und Kraftstoffverbrauch stellen die Anfangsbedingungen für die anschließende Extremwertsuche dar.

Mir die in Abhängigkeit vom gewählten Optimierungskriterium (1) bis (4) während der Extremwertsuche konstant zu haltende üiebenbedingung wird eine entsprechende Regeleinrichtung eingesetzt. Durch einen weiteren Regler, einen Extremwertregler, wird im Zusammenwirken mit den untergeordneten Regelkreisen der Drehzahl-Steigungs-Zusammenhang automatisch äonlange korrigiert, bis die für die jeweiligen konkreten Betriebsbedingungen der Schiffsantriebsanlage bei konstant gehaltenem Kraftstoffverbrauch im zulässigen Betriebsbereich maximal mögliche Schiffsgeschwindigkeit bzw. der maximal mögliche Propellerschub durch die Extremwertsuche gefunden wurde.

Die Extremwertsuche kann schrittweise erfolgen und sowohl nach vorangegangenem getrennter Einstellung von Drehzahl und Propellersteigung als auch nach Festlegung der Anfangsbedingungen für ein Kombinatorprogramm einsetzen. Die Suchzeit ist dabei sowohl vom Abstand zwischen den Anfangsbedingungen und dem jeweiligen optimalen Arbeitspunkt als auch von dem der Steuerai;arichtung zugrunde liegenden Verfahren der Extremwertsuche abhängig. Zur Verbesserung der Regelgüte werdän erfindungsgemäß aber bei jedem Suchschritt gleichzeitig Drehzahl und Propellersteigung in der Weise verstellt, daß die in Übereinstimmung mit dem gewählten Optimierungskriterium (1) bis (4) konstant zu haltende Kebenbedingung gesichert ist. So ist z.B. eine Drehzahlerhöhung bei einem Suchschritt mit einer solchen Füllungsreduzierung verbunden, die nach Ausführung dieses Suchschrittes ein unverändertes Produkt aus Füllung und Drehzahl bzw. einen unveränderten Kraftstoffverbrauch ergibt. Vorzeichen und Größe des jeweils nächsten Suchschrittes werden vom zeitlichen Verlauf der

der Schiffsgeschwindigkeit bzw» vom Propellerschub abhängig gemacht ο

Die Vorrichtung zur optimalen Steuerung des Schiffsantriebes enthält ^e einen Fernsteuerzweig zur getrennten Fernsteuerung von Motordrehzahl und Propellersteigung, einen Manövrierhebel mit funktionell nachgeschalteten Programmträger zur gemeinsamen Vorgabe günstiger Sollwerte für Motordrehzahl und Propellerst^igung, einen Grenzlastregler zur Verhinderung unzulässiger Betriebszustände, eine Korrektureinrichtung zum schnellen Durchfahren kritischer Drehzahlbereiche_? Steuer- und Regeleinrichtungen zur Stabilisierung des während öer Extremwert suche konstant zu haltenden Kraftstoffverbrauches, sowie einen Extremwertregler zur Suche der bezüglich des gewählten Optimierungskriteriums günstigsten Drehzahl"Steigungs-Kombination.

Ausführungsbeispiel

Anhand von zwei Auaführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert.

Gemäß der dazugehörenden Zeichnung Pig, 1 werden in Abhängigkeit der vom Bedienungspersonal am Pernüedienungsgeber 1 eingestellten Fahrstufe über eine Hochfahrautomatik 2 und die drei !Sollwertgeber 4,5 und 6 die Sollwerte für den untergeordneten Drehzahlregelkreis $ die Propellersteigung sowie den Lastregelkreis vorgegeben» Der funktionelle Zusammenhang zwischen diesen Sollwerten ist nach bekannten theoretischen oder experimentellen Verfahren fahrstufenabhängig im voraus pro- · graminiert worden. Bei Fahrstufenwechsel sichert die Hobhfahrautomatik 2 eine ausreichend langsame Veränderung der Sollwerte und damit eine schonende Fahrweise_e Die Baugruppen 1 bis 5 sind auch Bestandteile herkömmlicher Kombinatorsteuerungen_$ sodaß eine derartige auf Schiffen eingesetzte Kombinato3?steuerung zur Vorgabe dieser drei Sollwerte benutzt werden kann» .

Der öollviert für die Motordrehzahl wird am Eingang des Drehzahlreglers 8 der Hauptraaschine 15 mit der durch die Drehzahlmeß einrichtung 12 gemessen.--en Drehzahl verglichen» Das Aus™

gangssignal des Drehzahlreglers, der z.B. ein PI-oder PID-Verhalten besitzt, bewirkt über den Drehzahlstellantrieb 10 solange eine Füllungsveränderung, bis die gemessene Drehzahl genau mit dem vorgegebenen Sollwert übereinstimmt. Der durch den Sollwertgeber 3 vorgegebene Drehzahlsollwert kann durch den Extremwertregler 7 korrigiert werden.

Am Eingang des mit dem Verstellpropeller 16 verbundenen Steigungsstellantriebes 14 liegt die Summe der Ausgangssignale des Sollwertgebers für die Propellersteigung 4 sowie des Lastreglers 9 an. Als Lastregler kann z.B. ein I-Regler mit umschaltbaren Integrationszeitkonstanten verwendet werden. Am Eingang des Lastreglers 9 wird die mit dem Füllungsistwertgeber 11 gemessene Füllung mit der über den Sollwertgeber 5 fahrstufenabhängig vorgegebenen Füllung verglichen«, Der Füllungssollwert kann ebenfalls durch den Extremwertregler 7 korrigiert werden«

Solange bei abgeschaltetem Extremwertregler auch das Ausgangssignal des Lastreglers 9 Mull ist, wird somit die Antriebsanlage durch den untergeordneten Drehzahlregelkreis sowie den Steigungsregelkreis nach dem vorprogrammierten n~H~Zusammenhang^gefahren. Weicht die gemessene Füllung vom ebenfalls vorprogrammierten Sollwert ab, dann korrigiert der Lastregler über die Propellersteigung die Belastung der Antriebsanlage solange, bis der ebenfalls vorprogrammierte n-F-Zusammenhang realisiert wurde.

Das Zeitglied 6 ist so eingestellt, daß der Extremwertregler nach einem Fahrstufenwechsel erst nach Erreichen des neuen quasistationären Zustandes, das heißt nach Realisierung des neuen n-F-Zusammenhanges wieder aktiviert wird. Das auf Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel dient zur automatischen Suche des bei konstantem Produkt Füllung mal Drehzahl maximal möglichen Propellerschubes (Kriterium 4 der Extremwertsuche). An den Extremwertregler 7 sind deshalb zur Bereitstellung der benötigten Meßwerte der Füllungsistwertgeber 11, die Drehzahlmeßeinrichtung 12 sowie die Schubmeßeinrichtung 13 angeschlossen.

Der Extremwertregler 7 enthält eine Multipliziereinrichtung, Filter, Speicher, Vergleicher, Begrenzerverstärker, zwei Sollwertgeber, ©ine Korrektureinrichtung zum schnellen Durchfahren

kritischer Drehzahlbereiche sowie ein Steuerteil zur Koordinierung des Zusammenwirkens der einzelnen Baugruppen» Zum ' Aufbau eines derartigen Extremwertreglers kann man die aufgezählten Funktionseinheiten entweder aus einzelnen, bekannten Bauelementen und Baugruppen zusammenstellen oder auch einen Mikrorechner verwenden,

Die unter Verwendung von Multipliziereinrichtung und Filter auä den Meßwerten von Füllung und Drehzahl ermittelte Größe, die in dem betriebenen Ausführungsbeispiel Fig« 1 die kontinuierliche Kraftstoff Verbrauchsmessung ersetzt, wird durch den Extremwertregler während der Extremwertsuche konstant gehalten« .Dazu werden durch den Bxtrernwertregler in Auswertung der aktuellen Meßwerte von Füllung und Drehzahl der durch den Sollwertgeber 3 bereitgestellte Drehzahl-Sollwert sowie der vom Sollwertgeber für den Lastregelkreis 5 bereitgestellte Füllungssollwert über entsprechende Mischstellen gleichzeitig so korrigiert_s daß nach Ausführung dieses durch den Extremwertregler korrigierten n-F-Zusaramenhanges ein unveränderter Kraftstoffverbrauch erwartet wird«, Dieser Sollwert steuerung ist eine Regelung in der Weise funktionell nachgeschaltet j daß in Abhängigkeit von dem sich nach Ausführung dieser veränderten Sollwerte wirklich ergebenden Kraftstoffverbrauch eine Feinkorrektur· durch geringfügige weitere Veränderung der Solldrehzahl oder der Sollfüllung vom Extremwertregler vorgenommen wird.

Aus dem beschriebenen Zusammenwirken von Extremwertregler, Drehzahlregelkreis und Lοsi;regelkreis ist ersichtlich, daß der Kraftstoffverbrauch durch eine Festwertregelung während der- Extremwertsuche konstant gehalten wird und dabei über eine Veränderung der Sollwerte von Motordrehzahl und Füllung der Arbeitspunkt der Schiffsantriebsanlage, gekennzeichnet durch den realisierten Drehzahl-Steigungs-Zusammenhangj variiert werden kann.

Die Extremwertsuche erfolgt nach einem Suchschrittverfahren« Das vereinfacht die Meßwerterfassung und - verarbeitung und reduziert den Verschleiß der Stelleinrichtungen« Vorzeichen und Größe des jeweils nächsten Suchschrittes werden dabei vom Vergleich des gemessenen 3?ropellerschubes vor und nach der vorangegangenen Änderung der bed. konstantem Kraftstoff-

verbrauch gefahrenen Drehzahl-Steigungs-Kombination abhängig gemacht. Die maximale Schrittweite und der Anderungsbereich der Sollwerte von Drehzahl und .Füllung werden dabei innerhalb des Extremwertreglers begrenzt.

Besitzt der Propellerschub innerhalb des vorgegebenen Korrekturbereiches ein Maximum, dann nähert sich der Arbeitspunkt mit immer kleiner werdenden Suchschritten diesem Extremwert. In unmittelbarer Nahe des Extremwertes werden damit die erreichbaren Verbesserungen so klein, daß eine vorhandene oder künstlich geschaffene Ansprechschwelle unterschritten wird und weitere Suchschritte unterbleiben. Damit ist der unter den augenblicklichen konkreten Bedingungen erreichbare maximale Propellerschub gefunden. Bei Vorgabe einer neuen Fahrstufe bzw, bei einer durch Störgrößeneinflüsse hervorgerufenen Veränderung der Meßwerte wird die Extremwertsuche automatisch wieder aufgenommen. .

Liegt der Extremwert außerhalb des vorgegebenen Sollwertkorrekturbereiches bzw. innerhalb eines kritischen Drehzahlbereiches, dann wird die Extremwertsuche an der Bereichsgrenze unterbrochen, die näher am Extremwert liegt. Muß während der Extremwertsuche ein kritischer Drehzahlbereich durchfahren werden, dann sorgt die zum Extremwertregler 7 gehörende Korrektureinrichtung für eine Vergrößerung des Suchschrittes, damit dieser kritische Drehzahlbereich mit einem Schritt schnell durchfahren wird« Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel zur Realisierung der Erfindung wird die bei vorgegebenen und konstant gehaltenem Kraftstoffverbrauch maximal mögliche Schiffsgeschwindigkeit automatisch gesucht. Gemäß der dazugehörenden Zeichnung 3?ig. 2 sind an die Eingänge des Extremwertreglers 7 die Sollwertgeber für die Motordrehzahl 3 und für den Lastregelkreis 5 sowie die Meßeinrichtung für die Schiffsgeschwindigkeit und das Zeitglied 6 angeschlossen, Aufbau und Zusammenwirken der Baugruppen 1 bis 6 sowie 9» 11, 14 und 16 unterscheiden sich nicht von dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel.

.Der in Pig. 2 dargestellte Drehzahlregelkreis zeigt einen mit dem Dieselmotor 15 mechanisch verbundenen Drehzahlregler 8, an dessen Eingang der Drehzahlstellantrieb ange-

fig.

schlössen ist (10), Eine derartige Anordnung ist zum Beispiel bei Verwendung eines mechanischHiyärgiullschen Drehzahlreglers typisch, bei dem der Drehzahlsollwert über einen elektromechanischen Stellantrieb fernverstellt vdrd,

Die Stabilisierung des Kraftstoffverbrauches während der Extremwertsuche erfolgt im Gegensatz zum vorangegangenen Ausführungsbeispiel nicht durch eine Pestwertregelung, sondern durch eine gesteuerte gemeinsame Veränderung der Sollwerte für den Drehzahl - und. lastregelkreis» Dazu wird im Eztremwertregler 7 nach jedem Fahrstufenwechsel durch Multiplikation der von den Sollwertgebern 3 und 5 abgegriffenen Ausgangssignale der während der Extremwertsuche konstant zu haltende Kraftstoffverbrauch berechnet„ Diese Berechnung des Kraftstoffsollwertes aus dem Korabinatorprogramm kann entfallen, wenn der Hochfahrautomatik 2 ein zusätzlicher Sollwertgeber ZUT fahrstufenabhängigen Vorgabe des Kraftstoff-Sollwertes für den Extremwertregler nachgeschaltet ist. Während der Extremwertsuche werden die Sollwerte für äen Drehzahl - und Lastregelkreis durch den Extremwertregler schrittweise so korrigiert, daß das Produkt der durch diese untergeordneten Regelkreise zu realisierenden Sollwerte konstant bleibt,» In Übereinstimmung mit Pig,. 2 ist also das Multiplikationsergebnis der Ausgangssignale der Sollwertgeber 3 und 5 identisch mit dem bei Multiplikation des sum™ maren Eingangssignals des·Drehzahlstellantriebes 10 mit der am positiven Eingang der Mischstelle vor dem Lastregler.9 anliegenden sumraaren Führungsgröße für den Lastregelkreis leicht kontrollierbarem Wert_s d_eh_e . .

n,, ,-.·- J¹Q-^iT ^ ( ⁿQ η Ί-Δη,, J(P,, % ^_n-. _Ί) ^β const »soll Soll boll Soll ooll doj1

»s

oll Soll boll Soll ooll doj.1.

Bei Verwendung eines integrierend wirkenden Lastreglers 9 und eines PI-Drehzahlreglers kann für den quasistationären Betriebszustand die genaue Übereinstimmung der durch den Extremwertregler 7 korrigierten Sollwerte mit den gemessenen Istwerten von Drehzahl und lullung vorausgesetzt werden. Durch daa Steuerteil im Bxtremwertregler wird deshalb der zeitliche Abstand zwischen zwei Suchschritten"so groß gewählt _? daß die Ermittlung- des Geschwindigkeitszuwachses" zur Festlegung von Vorzeichen und Größe des nächsten Such-

Schrittes jeweils für den eingeschwungenen Zustand vorgenommen wird. Bei großer Entfernung des Arbeitspunktes vom Extremwert ist eine schnellere Schrittfolge möglichr

Claims

Erfindungsanspruch

Verfahren und Vorrichtung zur energieoptimalen Fernsteuerung einer Schiffsantriebsanlage mit wenigstens einer Hauptiaa3chine _t die einen Verstellpropeller antreibt, gekennzeichnet dadurch^ daß die Sollwerte von Motordrehzahl und Propellersteigung zunächst durch getrennte Geber unabhängig von einander oder wahlweise unter Hutzung eines vorprogrammierten Zusammenhanges über einen geraeinsamen Manöverhebel voreingestellt und anschließend durch einen Extrerawertregler in Verbindung mit einem Lastregler automatisch solange korrigiert werden, bis im Ergebnis dieser gleichseitigen schrittweisen Korrektur der vorprogrammierten Sollwerte von Motordrehzahl und Füllung die .Schiffsantriebsanlage im zulässigen Betriebsbereich mit einer solchen Drehzahl-Steigungs-Kombination gefahren wirdj die bei vorgegebenen und während der Extremwertsuche automatisch konstant gehaltenen Kraftstoffverbrauch die unter den konkreten Betriebsbedingungen jewe ils maximal mögliche Schiff sgeschwindigke.it sichert«,

Verfahren und Vorrichtung nach Punkt 1 gekennzeichnet .da- -durch, daß anstelle der Schiffsgeschwindigkeit der maximal mögliche Propellerschub durch den Extremwertregler gesucht wird *

Verfahren und Vorrichtung nach Punkt 1 und 2 gekennzeichnet dadurch, daß die Kraftstoffverbrauchsmessung durch eine. Berechnung aus den Meßwerten von Füllung und Drehzahl ersetzt und durch eine Festwertregelung das Produkt Füllung mal Drehzahl während der Extremwertsuche konstant gehalten wird»

Verfahren und Vorrichtung nach Punkt 1 und 2 gekennzeichnet dadurchj daß die Stabilisierung des Kraftstoffverbrauches während der Extremwertsuche durch eine Steuerung der Sollwerte für den untergeordneten Drehzahlregelkreis mit PI - oder PID-Regler sowie den Lastregelkreis mit integrierend wirkendem Lastregler erfolgtj wobei durch den Extremwertregier die vom Kombinatorprogramm vorgegebenen Sollwertfi fiM-r» TlTo

schrittweise so korrigiert werden, daß das Produkt der korrigierten Sollwerte wahrend der Extremwertsuche konstant bleibt und der zeitliche Abstand zwischen diesen Suchschritten so groß ist, daß der Geschwindigkeitszuwachs bzw. Schubzuwachs im Ergebnis jedes Suchschrittes zur Festlegung von Vorzeichen und Größe des nächsten Suchschrittes ermittelt werden kann.

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