DE202006018499U1

DE202006018499U1 - Control unit for a dragon-like element by elongation and/or shortening of several control lines of a movable platform comprises at least one sensor for determining the motion of the platform

Info

Publication number: DE202006018499U1
Application number: DE202006018499U
Authority: DE
Original assignee: Skysails GmbH and Co KG
Current assignee: Skysails GmbH and Co KG
Priority date: 2006-12-05
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2016-12-06

Abstract

The control unit for a dragon-like element by elongation and/or shortening of several control lines of a movable platform comprises at least one sensor for determining the motion of the platform, and a unit for shortening and/or elongation of the control lines.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung eines drachenähnlichen Elementes welches von einer beweglichen Plattform, beispielsweise mit einem Schiff, aus gesteuert wird.The The present invention relates to the control of a kite-like one Elementes of a movable platform, for example with a ship that is controlled from.

Das drachenähnliche Element ist direkt durch mehrere Leinen mit der beweglichen Plattform verbunden und wird von dieser gehalten und gesteuert.The dragon-like Element is directly connected by several lines to the movable platform and is held and controlled by this.

Die Leinen können entweder das drachenähnliche Element halten oder durch Verkürzung oder Verlängerung das drachenähnliche Element steuern, z.B. durch eine Winde, Winsch oder Aktuatoren. Die Position des drachenähnlichen Elementes wird relativ zur beweglichen Plattform verändert. Diese Positionsveränderung kann dazu dienen, das drachenähnliche Element in eine beliebige Position relativ zur beweglichen Plattform zu bringen, oder um es relativ zur beweglichen Plattform dynamisch zu manövrieren, um so die scheinbare Windgeschwindigkeit am drachenähnlichen Element- und somit die Zugkraft- zu erhöhen.The Linen can either the kite-like one Hold element or by shortening or extension the dragon-like Control element, e.g. by a winch, winch or actuators. The position of the dragon-like Element is changed relative to the moving platform. These position change can serve the dragon-like Element in any position relative to the moving platform or bring it relative to the moving platform dynamically to maneuver, so the apparent wind speed at the kite-like Element and thus the tensile force increase.

Stand der Technik ist, dass das Steuern drachenartiger Elemente mit einer oder mehrerer Leinen zwar beschrieben ist, aber dass bis jetzt noch keine Lösung gefunden wurde und es auch nicht erforderlich war, die Steuerung mehrerer Leinen auf einer beweglichen Plattform zu koordinieren.was standing The technique is that controlling kite-like elements with one or more linen is indeed described, but that so far no solution found and it was not necessary to control several Coordinate lines on a moving platform.

Die effektiven Längen der Steuerleinen, die an unterschiedlichen Positionen auf die bewegliche Plattform führen, werden durch die Bewegungen der Plattform stark beeinflusst. Dies bedeutet, dass bei herkömmlichen mehr-leinig gesteuerten drachenähnlichen Elementen die Bewegungen der Plattform die Flugposition oder die Flugfiguren des drachenähnlichen Elementes beeinflusst. Dieser Einfluss war bis jetzt nicht sehr groß, da die erforderlichen Verkürzungen/Verlängerungen der Steuerleinen im Vergleich zu den Bewegungen der beweglichen Plattform relativ groß waren. Man könnte auch sagen die Empfindlichkeit der Steuerung war nicht sehr hoch. Außerdem hatten die drachenähnlichen Elemente bis jetzt ein relativ niedriges Cl/Cd Verhältnis was bedeutet dass die Bewegungen einer Plattform von der aus gesteuert wurde ebenfalls keinen großen Einfluss auf das Flugverhalten hatten.The effective lengths the control lines, which at different positions on the movable platform to lead, are strongly influenced by the movements of the platform. This means that in conventional mehr-leinig controlled dragon-like Elements the movements of the platform the flight position or the Flying figures of the dragon-like Element influences. This influence has not been so great large, because the required shortening / extensions the control lines compared to the movements of the moving Platform were relatively large. You could also say the sensitivity of the controller was not very high. Furthermore had the dragon-like ones Elements so far a relatively low Cl / Cd ratio what means that the movements of a platform controlled from the was also not a big one Had an influence on the flight behavior.

Die Notwendigkeit dieser Erfindung entsteht erst wenn drachenartige Elemente mit hocheffizienten Flugeigenschaften, einem hohen Cl/Cd Verhältnis, auf einer beweglichen Plattform kontrolliert gesteuert werden sollen und auch wenn die benötigten Steuerbewegungen gering sind. Bewegungen der Steuerplattform beeinträchtigen den Flugpfad des drachenähnlichen Elementes erheblich, bis zu dem Punkt wo sie unkontrollierbar werden können.The Necessity of this invention arises only when kite-like Elements with high-efficiency flight characteristics, a high Cl / Cd Relationship, controlled on a mobile platform and even if the required tax movements are low. Affect movements of the control platform the flight path of the dragon-like Elementes considerably, to the point where they become uncontrollable can.

Diese Erfindung beschreibt Lösungsansätze wie die Bewegungen der beweglichen Plattform kompensiert werden können um ein hocheffizientes drachenähnliches Element welches mit kleinen Steuerbewegungen lenkbar ist kontrollieren zu können.These Invention describes approaches such as the movements of the movable platform can be compensated for a highly efficient kite-like one Control element which is steerable with small control movements to be able to.

Ein Lösungsansatz ist dass die Bewegungen der Plattform in allen 6 Freiheitsgraden durch eine Kombination aus

(1) installierten Trägheitssensoren
(2) Erdmagnetfeldsensoren
(3) Schwerkraftsensoren
(4) GPS oder Differential GPS

auf der Plattform erfasst wird. Aus diesen solcherart erfassten Bewegungen der Plattform in allen 6 Freiheitsgraden können dann mittels eines Ausgleichmechanismus die Längen der Steuerleinen verkürzt oder verlängert werden, um die effektive Längenänderung durch diese Bewegungen zu kompensieren.One approach is that the movements of the platform in all 6 degrees of freedom through a combination of

(1) installed inertial sensors
(2) Earth magnetic field sensors
(3) gravity sensors
(4) GPS or differential GPS

recorded on the platform. From these thus detected movements of the platform in all 6 degrees of freedom can then be shortened or extended by means of a compensation mechanism, the lengths of the control lines to compensate for the effective change in length by these movements.

Die ausgleichenden Längen der Steuerleinen (und eventuell auch der Halteleinen) werden mit geeignetem Ausgleich-Algorithmus berechnet.The balancing lengths the control lines (and possibly also the tethers) are suitable Compensation algorithm calculated.

Die zum Lenken des drachenartigen Elementes benötigen Veränderungen der Steuerleinenlänge werden mit dem Ergebnis des Ausgleich-Algorithmusses addiert.The to steer the kite-like element will require changes in the control line length is added to the result of the compensation algorithm.

So wird das drachenähnliche Element nicht durch die Bewegungen der Plattform beeinflusst und bleibt so kontrollierbar.So will be the dragon-like Element is not affected by the movements of the platform and remains so controllable.

Ein weiterer Lösungsansatz ist, dass die unterschiedlichen Vorrichtungen zur Veränderung der Länge der Steuerleinen auf einem gelagerten Fundament angeordnet sind.One further solution is that the different devices to change the length the control lines are arranged on a stored foundation.

Das in mindestens einem Freiheitsgrad beweglichem Fundament bewirkt, dass sich die wegen der Steuerbewegungen der Plattform erforderlichen Ausgleichsbewegungen der Steuerleinen verringern. Die Sensoren sind in diesem Fall auf dem Fundament angeordnet.The effecting in at least one degree of freedom movable foundation that the compensatory movements required because of the tax movements of the platform reduce the steering lines. The sensors are on in this case arranged on the foundation.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, die Steuerleinen in der Nähe einer oder in einer Achse zusammenzuführen, um welche die bewegliche Plattform sich bewegt. Auf diese Weise kann die Größe der Kompensationsbewegungen im Hinblick auf Bewegungen der Plattform um diese Achse verringert oder auf null reduziert werden. Insbesondere ist es vorteilhaft, die Steuerleinen an einem Punt der Plattform zusammenzuführen, der nahe zu oder in einem Schnittpunkt von zwei Achsen oder vorzugsweise drei Achsen liegt, um welche die Plattform sich bewegt. Auf diese Weise können die Kompensationsbewegungen im Hinblick auf die rotatorischen Bewegungen der Plattform um die entsprechenden Achsen erheblich verringert oder auf null reduziert werden. So ist es bei einer beweglichen Plattform in Gestalt eines Schiffes insbesondere bevorzugt, die Steuerleinen in der Gierachse, vorzugsweise in der Nähe des oder in dem Schnittpunkt der Gier-, Roll- und Stampfachse zusammenzuführen.Furthermore, it may be advantageous to merge the control lines in the vicinity of or in an axis about which the movable platform moves. In this way, the size of the compensation movements with respect to movements of the platform about this axis can be reduced or reduced to zero. In particular, it is advantageous to merge the control lines at a point of the platform which is close to or at an intersection of two axes or preferably three axes about which the platform moves. In this way, the Kompensationsbe Movements are significantly reduced or reduced to zero with respect to the rotational movements of the platform about the respective axes. Thus, in the case of a moving platform in the shape of a ship, it is particularly preferred to bring together the control lines in the yaw axis, preferably in the vicinity of or in the intersection of the yaw, roll and ramming axes.

Claims

Control device for a kite-like element, which by extending and / or shortening several control lines controlled from a mobile platform is characterized by at least one sensor for detection the movement of the moving platform and one on the moving one Platform attachable compensation device for shortening and / or Extend the control lines.

Control device for a kite-like element, which by extending and / or shortening several control lines controlled from a mobile platform is, characterized in that the control device a point of articulation for the Includes control lines that are arranged near or in an axis is about which the movable platform pivots, preferably in nearby one or at an intersection of two or three axes arranged is about which the movable platform pivots.

A device for precisely controlling a kite-like Elements with multiple control lines on a moving platform characterized in that arranged on the movable platform Control lines / tethers depending effectively extended from the movement of the control platform and shortened become.

Device according to one of the preceding claims, characterized marked that the extension and foreshortening the control and holding lines by, for example, by winches, winches or Actuators is made

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the extension / shortening of Control and tethers is controlled by an algorithm whose Input variables the Movement of the movable platform in six degrees of freedom are.

Device according to one of the preceding claims characterized in that the movements of the movable platform of for example, inertial sensors, Earth magnetic field sensors, gravity sensors or GPS / differential GPS to be detected.

Device according to one of the preceding claims characterized in that the mechanisms for lengthening / shortening the Control and tethering ropes on one in at least one degree of freedom movable foundation are arranged.