DE1756679A1 - Selbststeuereinrichtung,insbesondere fuer Schiffe - Google Patents

Description

LICEHTIA Fatent-Verwaltunge-OabH. Frankfurt/Hain 70, Xheodor-Stern-Kai 1

E-Nr. 5V221 25. Juni 1968

Krt/te

"Selbetsteuereinrichtung, insbesondere für Schiffe"

Die Erfindung betrifft eine Seibetsteuereinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für Schiffe, mit einer Regeleinrichtung, die einen zur Regelung des Schiff es auf seinen Bollkurs dienenden Kursregler alt P~I-D-Yerhalten und eine erst nach überschreiten einer vorgegebenen, einstellbaren Kursabweichung an» sprechende Vorrichtung aufweist, deren Ibfallschwellen einen kleineren Toleransberelch eingrensen als die Ansprechsehwellen.

Se sind Selbststeuereinriehtungen, insbesondere Rudersteuerungen für Schiffe bekannt, deren Hegeleinrichtungen erst nach Überschreiten einer bestimmten, vorsugebenea Kursabweichung ansprechen, wobei diese Anspreeheapfindliehkeit beliebig einstellbar ist· Die hiersu vorgesehene, mit der Kursabweichung beaufschlagte Vorrichtung ist dabei de» Kursregler vorgeschaltet, der nicht eingreift, sofern die eingeführte Kursabweichung unterhalb der Ansprechschwellen dieser Vorrichtung liegt. In

009815/0373

BAD ORIGINAL

S-Ir. 5V221

derartig«! Regeleinrichtungen let weiterhin bekannt, daß dme Einschalten dee Kursreglers nach Oberechreiten einer rorgegebenen Kursabweichung erfolgt, daß jedoch da« Abschalten erst innerhalb eines wesentlich kleineren, ebenfalle einstellbaren Toleransberelchea bsw. bei größerer Empfindlichkeit erfolgt, so daß eine entsprechend größere Kursgenauigkeit erslelt wird.

Zweck dieser Einrichtungen 1st ee, häufige Stellbefehle τοη der Ruderstelleinrichtung fernsuhalten und häufige Schaltbefehle, die die Torgesehenen flehmltglieder überaäseig beanspruchen und eventuell tür Oberlastung der Ruderstelleinrichtung führen können, su vermeiden.

Se let weiterhin bekannt, ale Kursregler einen F-I-D-Regler su verwenden, dessen Proportional-Integral-Dlfferentlal-Verhalten aus diesen drei Grundcharakteristiken durch Oberlagerung ge- ^ bildet let. Sobald dieser Begier eingreift, regelt er die Kursabweichung schnell aus und gleicht eine oder Mehrere Zeitkonstanten aus. Eine derartige Anordnung hat Jedoch den lachteil, daß eine große Kursgenauigkeit nur unter starker Belastung der Sehaltglleder, der Ruderetelleinrichtung und des Kursregler« ersielbar let. Hieran naß nämlich der Ansprechtoleranmbereich der nach Überschreiten einer angeführten Kursabweichung ansprechenden Vorrichtung sehr klein eingestellt werden, woraus eich eine große Zahl τοη Sehaltspielen der obengenannten Glieder ergibt. Wird die Toleransbrelte der Vorrichtung demgegenüber

009815/0373 - 5 -

BAD

E-Hr. 5V221

vergrößert, βο daß eich die Zahl der Scbalteplele dar einsei- ■ nen Glieder verringert, so ergibt sich jedoch eine geringere Kursgenauigkeit. Ea bedarf darnach einer feineren Abstufung dee Kursreglers, um eine relativ hohe Kursgenauigkeit auch bei geringer Ansahl der Schaltapiele iu erzielen.

Aufgabe der Erfindung ist ea daher, eine Hegeleinrichtung BU schaffen, mit deren Hilfe bei größerer Kursgenauigkeit häufige Schaltbefehle für die Buderatellelnrichtung vermieden werden und die unter Beseitigung der genannten Äachteile besser an die wechselnden Bedingungen angepasst ist, denen insbesondere Schiffe ausgasetBt sind· Die Aufgabe besteht weiterhin darin, die Einstellung des Reglere jeweils an die auf das Schiff einwirkenden und durch das Schiff selbst gegebenen veränderlichen Störgrößen ansupassen. Sie Lösung der Aufgabe besteht darin, daß der P-B-Anteil und der I-Anteil des Kursregiere unabhängig voneinander in parallelen Zweigen des Kursregler* ( erzeugt und nach ihrer Addition einem Filter mit Proportionalverhalten und veränderbarem Verstärkungsfaktor zugeführt werden, dessen Ausgange wert den Sollwert für die Buderveratellung bildet und auf ein der Ruderstelleinriohtung zugeordnetes Schaltglied geführt ist, daß in den ersten, den P-B-Anteil des Kursreglers bildenden Zweig die einstellbare, nach Überschreiten einer sugeführten vorgegebenen Kursabweichung ansprechende Vorrichtung eingeschaltet 1st, daß der »weite, den I-Anteil bildende Zweig sur Begrenzung der Änderung agaachwinrtigkelt der Begel-

009815/0373 -4-

BAD ORlQlNM.

abweiehung ein Begrensungsglled «of«eist, und daß Kltttl but Veränderung de· Verstärkungsfaktor· de· filter· in Abhängigkeit yon Kenngrößen dee Bohlffee oder eine· Sohlffsaodelle und Kittel sur Veränderung der Anspreohsenwellen der einstellbaren Vorrichtung in Abhängigkeit von der Anmahl der Buderstellbefehle über einen Zeitbereloh vorgesehen sind·

BIe Erfindung sieht tot, dsfi dem den Integral-Anteil des Seglers bildenden Zweig fortwährend die Begelabweiohung sur Aueregelung sugeführt wird. Bei jeder auftretenden Regelabweichung miso greift dieser Zweig de· Kurereglere ein, nobel er eeiner Charakteristik genie lengeea eingreift und die Begelabwelehung langsee, jedoch rollstindig aueregelt. Oberechreitet die Segel-Abweichung die Aneprecheehwellen der den Propotional-Dif terential-Zweig Yorgeechalteten Vorrichtung, dann «ird die Begelabweichung auch in diesen Zweig eingeführt und in diesen unabhängig Ton den Integralanteil auegeregelt. BIe luegangngrgßen beider Zweige werden ansehlieflend durch Addition tberlegert und den nachgeechalteten filter alt Proportional-Verhalten sugefOhrt, dessen Veretlrkungefaktor anfänglich festliegt und sich wlhrend des Betriebes eelbettätig an die inneren und äußeren 8t6rnoaente anpasst. Auf diese welee wird einnal Terhindert, daß die Einstellung des Kuraregiere sn scharf wird und die Segeleinrichtung infolge Instabilitäten su flohwingungen neigt. Andererseits wird die Ansahl der Sohaltspiele der Buderet eile lnrichtung, der BUgeordneten Schaltglieder und des Kurs-

009811/0373 " ⁵ "

BAD ORIGINAL

E-ITr. 5V221

reglere klein gehalten, die sonst bei plötglich auftretenden Veränderungen der äußeren und Inneren Bedingungen am Schiff dadurch hervorgerufen werden, daß der Kursregler alt fest eingestellter Verstärkung des Filters die Regelabweichung nicht vollständig ausregelt, also lauer wieder neu eingreift.

Greift bei einer bestimmten Einstellung der dem F-D-Zveig des Kursreglers vorgeschalteten Vorrichtung, die la weiteren als Gierlose bezeichnet ist, fortwahrend nur der I-Zweig des Kursreglers ein, der demnach häufige Stellbefehle auf die Schaltglieder und die Ruderstelleinrichtung gibt, so ist dieses ein Anzeichen dafür, daß der I-Zweig des Kursregler» wegen seines langsamen Singreifens und Aueregeins der Kursabweichung nicht in der Lage ist, diese allein schnell ausauregeln. Es ist daher erforderlich, die Ansprecheapfindlichkeit der Gierlose su erhöhen, das heisst den Toleranzbereich einzuengen und damit die Regelabweichung auch in den P-D-Zwelg des Kursreglers einzuführen. Diese Anpassung der Gierlose geschieht gemäß der Erfindung ebenfalls selbsttätig, so daß auch dadurch die Anzahl der Schaltspiele der ßudersteileinrichtung, der zugeordneten Schaltglieder und des Kursreglers kleingehalten wird. Trotz dieser vorteilhaften Herabsetzung der Anzahl der Schaltspiele, die den Verschleiß sämtlicher Elemente der Segeleinrichtung verringert, wird durch die Erfindung zugleich eine größere Kursgenauigkeit erzielt.

009815/0373

BAD ORlGJNAt

- 6 E-Vr. 5V221

In einer Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß but Veränderung des Verstärkungsfaktors dee filtere ein mit dem ßudertdnkel beaufschlagtes Schiffsaodell vorgesehen ist, das als ▲uegangewerte Jeweils den eingegebenen Ruderlettdnkeln entsprechende Schiffsmodell-Winkelgeschwindigkeiten abgibt, die alt den Istwinkelgesohwindlgkalten dee Schiffee verglichen werden, und daß die sich ergebende Differens sur Veränderung dee Verstärkungsfaktors kontinuierlich auf daa Filter geführt wird. Von Vorteil kann es sein, dme filter nicht kontinuierlich su beaufschlagen, sondern swlechen des filter und dem Vergleichspunkt von Ist winke lgeschwi nd1 gkelt und Schiffsmodell-Winkelgeschwindigkeit ein Glied ihnlich der beschriebenen Gierloee vorsusehen, das eret nach Überschreiten eines vorgegebenen einstellbaren Differenswertes anspricht.

wahlweise kann es von Vorteil sein, wenn sur Veränderung des Verstärkungsfaktors de· filtere ein den Ruder!stwinkel erfassendes und differenzierendes Glied vorgesehen ist, das bei Vorliegen einee konstanten Ruderistwinkels einen zugeordneten eineteilbaren Zeitgeber einschaltet und den erfassten Huderistwlnkel eines zugeordneten Speicher sur Sinepeicherung zuführt, deeeen Kingeng durch den Binschaltiapuls des Zeitgebers freigegeben wird und deeeen Ausgang auf einen Vergleichspunkt geführt 1st, wobei die dem Buderietwinkel proportionale SoIlwinkelgeechwindlgkeit des Schiffee den Insgsngswert bildet, und daß weiterhin ein den Istkurs des Schiffes erfassendes

-7-001815/0373

BAD

E-Hr. 5V221

und differenzierendes Glied vorgesehen ist, dessen Ausgange» wert die Ietvinkelgesohwindigkeit des Schiffes bildet und einen zugeordneten Speicher zugeführt wird, dessen Ausgang ebenfalle auf den Vergleichepunkt geführt ist und dessen Eingang durch den Abschaltimpuls des Zeitgebers freigegeben wird, wobei die Laufzeit des Zeitgebers Mindestens die Verzögerungszeit der Regelstrecke (Schiff) betragt·

Hierbei wird mit Hilfe des den Buderietwinkel differenzierenden Gliedes festgestellt, wann Über längere Zeit ein konstanter Ruderwinkel Tor liegt. In eine« be stierten Winkelbereich ist der Ruderist winkel einer zugehörigen Soll Winkelgeschwindigkeit des Schiffes proportional. Ub nun zu ermitteln, inwieweit die tatsächliche Winkelgeschwindigkeit des Schiffes infolge angreifender Störaomente von dieser, durch den vorgegebenen Ruderwinkel bestimmten Soll Winkelgeschwindigkeit abweicht, wird nach Ablauf der Verzögerungezeit, mit der sich die Istwinkelgeachwindigkeit auf einen Sprung bei der Ruderwinkelverstellung einstellt, ein Vergleich zwischen Soll- und Ist winkelgeschwindigkeit durchgeführt. Die Verzögerungszeit bis zu» Einregeln auf einen konstanten, durch den Ruderwlnkelaprung tatsächlich erzielten Kurs bzw. eine konstante Istwinkelgeschwindigkeit wird gemäß der Erfindung mittels eines Zeitgebers nachgebildet, dessen Laufzelt größer gewählt ist als die größte zu erwartende Zeitkonstante. Eine sich ergebende Differenz zwischen zu erwartender Sollwinkelgeschwindigkeit und tatsächlich vorliegender

00981 5/0373 - β -

BAD ORIGINAL

E-Nr. 5V221

^winkelgeschwindigkeit dee Schiffes ist ein Zeichen dafür, daß die Einstellung dee Kuraregiere, das heieet dee Filters, für die zur Zeit wirkenden StÖrmomente ungünstig ist und derart ▼erändert werden muß, daß diese Differenz etwa zu VuIl wird. Es liegt hierbei im Reimen dieser Erfindung, die Änderung des Verstärkungsfaktors des Filters für Rudervereteilungen nach Backbord oder nach Steuerbord unabhängig voneinander vorzusehen. Die Verfinderung des Veretarkungefaktore geschieht dabei Jeweils selbsttätig in Abhängigkeit von den ermittelten Differenz wert.

In weiterer Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß sur Veränderung der Ansprechschwellen der einstellbaren Vorrichtung den Schaltglied der Ruderstelleinrichtung ein die A^f^t?¹ der Ruderstellbefehle über einen Zeitbereieh integrierendes Glied alt zugeordnetem Speieher nachgeechaltet let, dessen Auegangewert alt einem vorgegebenen Wert verglichen und die sich ergebende Differenz als Stellgröße auf die einstellbare Vorrichtung geführt wird. Zur selbsttätigen Anpassung der Empfindlichkeit der Gierlose an unerwartete, auf das Schiff wirkende Störmomente dient hier die Anzahl der in einem vorgegebenen Zeitbereich er* folgenden Schaltimpulse dee Schaltgliedes, das der Rückstelleinrichtung zugeordnet ist. Es versteht sich Jedoch, daß hierzu beispielsweise auch die a««*m der Stellbewegungen dee Rudere selbst als Kriterium dienen kann.

weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen anhand

Läher erläutert ι

009815/0373

der Zeichnungen näher erläutert werden. Figur 1 zeigt ein

" ⁹ * / BAD OFiIGINAi. '

E-Nr. 5V221

Blockschaltbild des vollständigen !Regelkreises für die Ruderverstellung eines Schiffes, Figur 2 eine besondere Ausbildung der in Figur 1 gestrichelt eingezeichneten Anordnung sur AnpasBung des Verstärkungsfaktors eines Gliedes des Kursreglers an das jeweilige Verhalten des Schiffes, das infolge äußerer und innerer Störmomente veränderlich ist«

In dem Regelkreis in Figur 1 wird die für die Regelung erforderliche Kursabweichung αf aus einem Vergleich des Sollkursee

^ soll "^* ^{dea 1}^¹"¹¹⁸ ^ist e^ewonnen· ^Dep Sollkurs wird von einem nicht gezeigten Sollkurssteller und der Istkurs von einem nicht gezeigten Kreiselkompaß des Schiffes gebildet. Die Kursabweichung wird einem Kursregler 10 zugeführt, der einen unabhängigen Integral-Zweig (Block 11) mit einem vorgeschalteten Begrenzungsglied (Block 12) und einen unabhängigen Froportional-Bifferential-Zweig (Blöcke 13, 14-) mit einer vorgeschalteten Gierlose (Block 15) aufweist. Die Gierlose besitzt für Backbord und Steuerbord jeweils veränderbare Aneprechschwellen und Abfalleohwellen, wobei der durch die Abfallschwellen eingegrenzte Toleranzbereich kleiner ist als derjenige, den die Ansprechschwellen bestimmen, de Ausgangsgrößen des B-B-Zweiges (Blocke 13, 14, 15) und dee I-Zweiges (Blöcke 11, 12) werden addiert und auf ein Filter (Block 16) mit Proportional-Verhalten und veränderbarem Verstärkungsfaktor geführt, dessen Ausgangsgröße den Sollwert für die Ruderverstellung bildet. Der Ruder-

- 10 -

009815/0373

BAD ORIGINAL

B-Hr. 5V221

sollwert wird auf ein der Buderetelleinrichtung (Block· 17, 18) zugeordnetes Schaltglied (Block 19) nach Art eines Triggers geführt. Als Ausgangsgröße bildet die Ruderstelleinriohtung (Blöcke 17, 18) den Ruderwinkel η ^₁ dea das Schiff (Blöcke 20, 21) alt der Istwinkelgeschwindigkeit ^_iet folgt, aus deren Integration (Block 22) sich der Istkurs *^_ilt des Schiff es ergibt, der auf den SoIl-Ietkurs~?erglelch geführt wird.

Liegt die in den Kursregler 10 eingeführte Kursabweichung *^ innerhalb einer fest eingestellten Ansprechtolerana der Gierlose (Block 15)« so spricht diese nicht an. Der B-D-Zweig (Blöcke 13» 14) des Reglers wird somit nicht eingeschaltet. Sie Kursabweichung wird von der Tersweigungsstelle lediglich auf den I-Zweig (Blöcke 11, 12) des Reglers geführt, dessen Ausgangsgröße dem P-Glied (Block 16) alt rerinderbarem Teretärkungefaktor zugeführt wird. Aufgrund des Integral-Verhaltene des X-Zweiges des Kursreglers 10 wird die Kursabweichung a & langsam und genau ausgeregelt·

Liegt die dem Kursregler 10 «ugeführte Kursabweichung t\J außerhalb der Ansprechtolerans der Oierlose (Bloek 15), so gibt diese den Eingang auf den B-D-Zweig (Blöcke 13, 14, 15) des Reglere frei. Die Kursabweichung wird nun unabhängig voneinander sowohl in den I-Zweig als auch in dem B-D-Zweig des Reglers auegeregelt, und die sich ergebenden Ausgangsgrößen werden addiert und anschließend des B-Glied (Bloek 16)

009f IS/0373 .-*·-

BAO ORIGINAL

Aufgrund der P-D- und I-Charakteriatik des fieglers ■y^'··! die Kursabweichung nun schnell ausgeregelt.

T^w,e Gierlose (Block 15) 1st derart ausgebildet, daß sich ihre /meprephschwellen je nach den Schiffsbedingungen selbsttätig an diese anpassen. Sie Anpassung geschieht hier in Abhängigkeit ^ton der An*nhi der Schaltimpulse, die innerhalb eines bestimmten Zeitbereiches von des Schaltglied (Block 19) abgege- ä ben werden und jeweils einen Ruderetellbefehl darstellen, über eine Verzweigungsetelle am Ausgang des Schaltgliedes (Block 19) wird die Anzahl der Schaltimpulse differenziert und integriert (Blöcke 25, 24) und in eines Glied 25 über den vorgegebenen Zeitbereich gezählt. Nach eines Vergleich mit einer in einem Glied (Block 26) fest vorgegebenen Anzahl von Schaltlmpulaen wird aus der sich ergebenden Differenz ein Stellsignal für die Verstellung der Ansprechschwellen der Gierlose (Block 15) gebildet und dieser aufgegeben. Ist die Anzahl der Schaltimpulse größer als vorgegeben, so ist dies ein Anzeichen dafür, daS die Ansprechtoleranz der Gierlose zu groß gewählt ist, so daß die Hegelabweichung nur von dem I-Zweig des Reglers allein ausgeregelt werden muß, der dies in kurzer Zeit allein nicht vermag. In diesem Fall wird über das auf die Gierlose geführte Btellsignal deren Toleranzbereich verringert, so daß dann zusätzlich der P-D-Zveig des Reglers eingeschaltet wird und die anstehende Kursabweichung sehr schnell ausgeregelt wird.

- 12 -

009815/0373

BAD ORfGiNAL

* 12 E-Nr. 5V221

Dee Filter (Block 16) ait P-Verhalten let ebenfalle «in· An* Ordnung zugeordnet, aittele der sich deeeen Verstärkungsfaktor an die jeweiligen Schiffebedingungen selbsttätig anpasst. Es let nämlich infolge der Vieltahl dar auf daa Schiff wirkenden und von dem Schiff selbet auegehenden, eich fortwährend andern* den Störgrößen ungünstig, eine feste Einstellung des P-Gliedee (Block 19) -u wählen, da der Kursregler 10 bsi sich ändernden Störgrößen nicht immer in seiner optimalen Einstellung arbeitst. Bei einer Anordnung ist sur Veränderung des Verstärkungsfaktors dee P-Gliedes (Block 16) sin Schiffsmodell (Blöcke 27, 28) vorgesehen, das mit dea von einer Vereweigungestelle abgesweigten wert des eingestellten Buderwinkele ^ _tet beaufschlagt wird und das als Auegangswerte jeweils dan sugeftihrten Euderwinkeln entsprechende Schiffeaodell-Winkelgeschwindigkeiten ω _βο11 ab* gibt. Diese Schiffsmode11-Winkelgeschwindigkeiten ω _ßoll werden auf einen Vergleichspunkt geführt und alt der let winkelgeechwindigkelt ω _iflt des Schiffes verglichen. 01· sich ergebende DIf* ferenz -tD wird als Stellsignal auf das P-Olied (Block 16) geführt. Weicht nämlich die tatsächliche winkelgeschwindigkeit ω _iet des Schiffes von der su srwartenden echiffeaodell-Winkelgeschwindigkeit ω _βο11 ab, so ist dies ein Anstichen dafür, daß an dea Schiff (Blöcke 20, 21, 22) Störgrößen angreifen, die eine Verstellung des Verstärkungsfaktors des P-Gliedee (Block 16) erforderlich machen. Es ist möglich, die sich ergebenden DIf* ferenzwerte *^ kontinuierlich auf das P-Glied xu geben und dessen Verstärkung nach dea Different wert aS su führen. Ebenso kann jedoch noch ein Glied nach Art der Gloriose swiechsngsschaltet

009815/0373 - 15 -

BAD ORIGfNAL

- 13 E-Nr. 5V221

sein, so daß die Anpassung des Verstärkungsfaktors des P-Gliedes erst nach überschreiten eines vorgegebenen Toleranz* bereiches kontinuierlich erfolgt. Der Toleranzbereich kann auch hler veränderbar sein und von Schiffekenngrößen geführt werden.

Eine gestrichelt eingezeichnete Anordnung kann ebenso zur selbsttätigen Anpassung des Verstärkungsfaktors des P-Gliedes (Block 16) dienen. Diese Anordnung ist in Figur 2 ausführlicher dargestellt, so daß sich die Wiedergabe hier nur auf das Prinzip beschränkt. Die Anpassung erfolgt hler in Abhängigkeit von der Differenz zwischen einer dem Ruderwinkel ^ _iet proportionalen Sollwinkelgeschwindigkeit to _βοχχ ^dee Schiffes, die über einen Zeitbereich konstant verläuft, und der Istwinkelgeschwindigkeit uJ. . des Schiffes, die ebenfalls zu dieser Zelt konstant ist. Der sich ergebende Differenzwert au) wird als Stellsignal für die Veränderung der Einstellung des P-GIiede8 (Block 16) diesem zugeführt.

Weitere Einzelheiten sind aus Figur 2 ersichtlich. Der Ruderwinkel ^ _iet wird einem Differential-Glied (Block 29) zugeführt, das zur Feststellung eines konstanten Ruder Winkels dient. Verläuft der Ruderwinkel -^ _iBt konstant, so wird dessen Wert in einen Speicher (Blöcke 30, 31) eingegeben. Hierzu wird der Eingang des Speichers durch den Einschalt impuls eines zur Zeit η _iet gleich konstant angeetoesenen Zeitgliedes (Blöcke

009815/0373
BAD ORIGINAL

E-Nr. 5V221

32, 33) freigegeben. Parallel hiersu wird der Istkurs tf des Schiffes gemessen und ebenfalls in einen Differentialglied (Block 34) differenziert, dessen Ausgangsgröße die Istwinkelgeschwindigkeit u>^. des Schiffes bildet. Nach Beendigung der Laufseit des Zeitgebers wird durch dessen Abschaltimpule der Eingang eines Speichers (Blöcke 35t 36) freigegeben, so daß die IstWinkelgeschwindigkeit ω , .

ψ des Schiffes in einen Vergleichspunkt nit der Sollwinkelgeschwindigkeit ω _8oll des Schiffes verglichen werden kann. Die Sollwinkelgeschwindigkeit u> _s0^ ist in kleinen Bereichen des Ruderwinkel η _iflt proportional, so daß sie auch als Kenngröße des Ruderwinkels dienen kann. Die sich aus de« Vergleich von u> _BOll und uj ^ ergebende Differenz 1st ein Haß für die vorzunehmende Veränderung des Verstärkungsfaktors des P-Gliedes (Block 16, Figur 1). Das sich dazu ergebende Stellsignal ist durch den Block 37 angedeutet und kann bei Ruderverstellungen

. nach Backbord (Blöcke 38, 39) oder nach Steuerbord (Blöcke 40» 41) getrennt voneinander auf das P-Glled geführt werden.

Ee ist ersichtlich, daß der Grundgedanke dieser beschriebenen Anordnung davon ausgeht, nach einem Sprung in der Ruderverstellung eine eich einstellende, konstante Istwinkelgeschwindigkeit des Schiffes nach Ablauf der entsprechenden Zeitverzögerung abzuwarten und diesen Viert u) _i|rt danach mit einem Wert cu _eoli» der proportional dem Ruder winkel ^ _iet'» zu vergleichen« sofern sich in der Zwischenzeit keine neue Ruderwinkeländerung ergeben

009815/0373 -15-

BAD ORIGINAL

E-Nr. 5V221

hat. Die Laufselt dee Zeltgebers (Blöcke 32, 33) entspricht der zu erwartenden Zeitverzögerung des Xetkurses u> _lßt nach einem Sprung In den Ruderwinkel ^ ^_β^. Liegen diese Voraussetzungen vor, so besagt eine sich ergebende Differen» swischen ^ω soll ^{und 1}^lSt' ⁴^ ^aui *** ^^-^ Störgrößen einwirken, die verhindern, daß die Winkelgeschwindigkeit bsw. der Kurs des Schiffes die aus den eingegebenen Suderwinkel su erwartenden Werte erreicht. Deanaeh ist eine Veränderung In der Einstellung des P-Gliedee (Block 16, Figur 1) erforderlioh, ua den Kursregler an die herrschenden Bedingungen ansupassen. Diese Anpassung erfolgt jeweils selbsttätig.

Selten Beschreibung
6 Patentansprüche
2 Blatt Zeichnungen alt 2 Figuren

009815/0373
BAD ORIGINAL

Claims (4)

1. PATEHTAHSPRÜOHE

   1« Selbststeuereinrichtung für Fahrseuge, insbesondere für Schiffe, mit einer Regeleinrichtung, die einen sur Regelung des Schiffes auf seinen Sollkurs dienenden Kursregler mit F-I-D-Verhalten und eine erst nach überschreiten einer vorgegebenen, einstellbaren Kursabweichung ansprechende Vorrichtung aufweist, deren Abfanschwellen einen kleineren Toleranzbereieh eingrenzen als die Anspreehsohwellen, dadurch gekennzeichnet, daß der P-D-Anteil und der I-Anteil des Kursreglers unabhängig voneinander in parallelen Zweigen (Blöcke 15« 1*t und Blöcke 11, 12) des Kursreglers (10) erzeugt und nach ihrer Addition einem Filter (Block 16) mit Proportionalverhalten und veränderbarem Verstärkungsfaktor zugeführt werden, dessen Auegangewert den Sollwert tUr die Ruderverstellung bildet und auf ein der Ruderstelleinrichtung zugeordnetes Schaltglied (Block 19) geführt ist, daß in den ersten, den P-D-Anteil des Kursregiere bildenden Zweig die einstellbare, nach Überschreiten einer angeführten vorgegebenen Kursabweichung ansprechende Vorrichtung (Block 15) eingeschaltet ist, daß der sweits, den I-Anteil bildende Zweig sur Begrenzung der JLnderungsgesohwindigkeit der Regelabweichung ein Begrenzungeglied (Blook 12) aufweist, und daß Mittel zur Veränderung des Verstärkungsfaktors des Filters (Block 16) in Abhängigkeit von Kenngrößen des Schiffes oder eines Schiffsmodells und Kittel sur Veränderung der Anspreohschwellen der einstellbaren Vorrichtung (Blook 15) in Abhängigkeit von der Anzahl der Ruderstellbefehle über einen Zeitbereich vorgeeel

   373
   BAD ORtQINAL.

   E-Nr. 54/221
2. 2. Selbststeuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung des Verstärkungsfaktors des Filters (Block 16) ein mit den Ruderistwinkel ( ^ _iet) beaufechlagtes Schiffaaodell (Blöcke 27, 28) vorgesehen ist, das als Ausgangswerte jeweils den eingegebenen Ruderistwinkeln entsprechende Schiffsmodell-Winkelgeschwindigkeiten ( ω _8oll) abgibt, die Bit den IstWinkelgeschwindigkeiten ( au _l8t) des Schiffes verglichen werden, und daß die sich ergebende Differenz ( δ <£ ) zur Veränderung des Verstärkungefaktors kontinuierlich auf das Filter geführt wird.
3. 3· Selbststeuereinrichtung nach Anepruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Filter und dem Vergleichspunkt von letwinkelgeschwindigkeit und Schiffsmodell-Winkelgeschwindigkeit ein erst nach Oberschreiten eines vorgegebenen, einstellbaren Differenzwertes ansprechendes Glied vorgesehen ist.
4. 4. Selbststeuereinriohtung nach Anepruch 1, dadurch gekennzeichnet, ( daß die Veränderung des Verstärkungsfaktors des Filtere in Abhängigkeit von der Differenz zwischen einem konstanten Buderwinkel (^ _iet) proportionaler Soll winke lgeschwi ndlgkeit ( u> _eoll) des Schiffes und konstanter Istwinkelgeschwindigkeit ( u) _iet) des Schiffes erfolgt.

   5· Selbeteteuereinriohtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung des Verstärkungsfaktors des Filtere ein den Buderietwinkel (^ _iet) erfassendes und differenzierendes Glied (Block 29) vorgesehen let, das bei Vorliegen eines konstanten

   009815/0373
   BAD ORIGINAL·

   E-Hr. 5V221

   Ruderistwinkels einen zugeordneten einetellbaren Zeitgeber (Blöcke 32, 33) einschaltet und den erfassten Ruderistwinkel einen zugeordneten Speicher (Blöcke 30, 3D »ur Einepeicherung zuführt, dessen Eingang durch den Einaohaltimpuls des Zeitgebers freigegeben wird und dessen Ausgang auf einen Vergleichspunkt geführt ist, wobei die dem Buderistwinkel proportionale Sollwinkelgeschwindigkeit ( o> _flOl^) des Schiffes den Ausgangewert bildet, und daß weiterhin ein den Istkurs (^^_Bt) des Schiffes erfassendes und differenzierendes Glied (Block 34) vorgesehen ist, dessen Auegangswert die Istwinkelgeschwindigkeit (o> _i8t) des Schiffes bildet und einem zugeordneten Speicher (Blöcke 35» 36) zugeführt wird, dessen Ausgang ebenfalls auf den Vergleichspunkt geführt ist und dessen Eingang durch den Abschaltimpuls des Zeitgebers freigegeben wird, wobei die Laufseit des Zeitgebers mindestens die Verzögerungszeit der Regelstrecke (Schiff) betragt.

   6· Selbst steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der Anspreohschwellen der einetellbaren Vorrichtung (Block 15) dem Sehaltglied (Block 19) der Rückstelleinrichtung ein die Anzahl der Ruderstellbefehle über einen Zeitbereich integrierende· Glied mit zugeordnetem Speicher nachgesohaltet 1st, dessen Ausgangswert mit einem vorgegebenen Wert rerglichen und dl· sich ergebende Differenz al· Stellgröße auf dl· einstellbare Vorrichtung geführt wird·

   IZGBRZA Fatent-Verwaltungs-GmbH. 009815/0371

   BAD ORtGINAL

   L e e r s e i t e

   BAD ORIGINAL