DE2042753A1

DE2042753A1 - Schiffsautopilotsystem

Info

Publication number: DE2042753A1
Application number: DE19702042753
Authority: DE
Inventors: Yoichi Kamakura Kanagawa Hirokawa (Japan), Masuzawa, Jsao, Tokio P
Original assignee: Tokyo Keiki Seizosho Co Ltd
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1969-08-30
Filing date: 1970-08-28
Publication date: 1971-04-15
Also published as: DK133025B; DE2042753B2; SE366705B; JPS5030915B1; GB1315506A; US3696282A; DE2042753C3; DK133025C

Description

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KABUSHIKIKAISHA TOKYO KEIKI SEIZOSHO, Tokyo, Japan

Schiffsautopilotsystem

Die Erfindung betrifft ein automatisches Steuerungssystem, insbesondere ein Schiffsautopilotsystem.

Ein automatisches Schiffssteuerungssystem weist im allgemeinen zwei Hauptfunktionen auf. Eine besteht darin, ein Schiff in einer geraden Linie entlang seiner Kurseinstellung (eingestellter Kurs) vorwärts zu bringen. Diese Funktion wird meistens für eine Langstrecken-Navigation benötigt. Die andere Punktion dient für eine automatische Änderung des Schiffskurses. Es gibt viele Fälle, in denen die Kurseinstellung so geändert werden soll, daß eine "Route des großen Kreises" (great circle route) zum Bestimmungsort gewählt wird, zur Verhinderung eines Zusammenstoßes mit anderen Schiffen und für verschiedene andere Zwecke. Im Falle der automatischen Kursänderung wird es meist vorgezogen, daß das Schiff in Übereinstimmung mit einer neuen Kurseinstellung gesteuert wird, wobei die Anzahl der Steuerungsoperationen und der Geschwindigkeitsverlust auf ein Minimum herabgesetzt werden, was ohne übersteuern in einer kürzest möglichen Zeit geschehen soll.

Theoretisch besteht die erstere Funktion in einem Stationärzustandsverhalten und die zweite in einem übergangszustandsverhalten.

Der bekannte Autopilot ist im Hinblick auf die Kurshalteeigenschaft (Kurshaltequalität) ausgeführt und eingestellt. In den letzten Jahren ist jedoch eine Vergrößerung der Schiffsgröße und eine Erhöhung der Schiffsreisegeschwindigkeit vorherrschend

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geworden. Hierdurch übersteigt das Verhalten des Schiffes zur Bewegung des Ruders die Grenze der manuellen Steuerungsoperation. Es ist daher meistens unmöglich, ein herkömmliches Verfahren zu benutzen, durch das eine Änderung des Schiffskurses durch eine manuelle Steuerungsoperation ausgeführt wird und bei dem, nachdem das Schiff nahezu die Kurseinstellung erreicht hat, die manuelle Steuerungsoperation in eine automatische Steuerungsoperation umgeschaltet wird. Hieraus ergibt sich, daß die Punktion der automatischen Kursänderung in letzter Zeit besonders hervorgetreten ist. Wegen der Verringerung der Anzahl der Bedienungsleute aufgrund der Automation von llavigationsinstrumenten sind ferner ungelernte Personen verpflichtet, die Steuerungsoperationen auszuführen, so daß die automatische Kursänderungsfunktion mehr und mehr an Wichtigkeit gewinnt.

Damit das übergangszustands- und Stationärzustandsverhalten eines automatischen Steuerungssystems unter einschränkenden Bedingungen auf einem Höchstwert gehalten werden kann, ist es notwendig, die Parameter der Regelschleife zu ändern. Die hier erwähnten einschränkenden Bedingungen sind Probleme der hardware-Teile des Schiffes (wie z.B. die Ungeradlinigkeit, die eine Punktion des Schiffes überträgt, welche von dem Ruderwinkel, einer Begrenzung des Ruderwinkels, einer oberen Grenze der Geschwindigkeit der Ruderbewegung usw. abhängt) sowie Probleme der Leistung (wenn beispielsweise der Ruderwinkel größer gehalten wird, sehr oft, selbst um das Schiff gut auf dem eingestellten Kurs zu halten, würde seine Reisegeschwindigkeit aufgrund des Widerstandes auf das Schiff abnehmen und ein Reibungsteil des Steuerungsgetriebes würde leicht verschleißen).

Die Leistung des Schiffsautopilotsystems kann verbessert werden, wenn optimale Verhalten durch Verwendung optimaler Parameter in Fällen einer Schiffsänderung und einer geraden Kurs- . haltung bewirkt werden können.

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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Schiffsautopilotsystem zu schaffen, welches eine hohe Leistung besitzt.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Schiffsautopilotsystem derart auszubilden, daß die für eine Kursänderung
oder eine Kurshaltung erforderliche Punktion gleichzeitigAnit
einer Änderung eines Parameters geschaltet werden kann, um eine verbesserte Leistung und eine zuverlässige Operation zu erreichen.

Die Erfindung geht aus Vjon einem Schiffsautopilotsystem, in dem ein Kurseinstellsignal und ein Kurssignal von einem Schiff
einem Komparator zugeführt werden, dessen Ausgangssignal durch " eine Operationseinrichtung einem Servomotor zugeführt wird, wodurch das Schiff gesteuert wird.

Bei einem derartigen Schiffsautopilotsystem besteht die Erfindung darin, daß eine Schaltung vorgesehen ist, durch die, nur in der Zeit, wenn das Schiffsautopilotsystem eine automatische
Kursänderung durchführt, verschiedene Konstanten und Punktionen des Systems so geändert werden, daß sie sich zum Betrieb für die automatische Kursänderung eignen, während solche Funktionen des Schiffsautopilotsystems, die für die Kursänderung nicht erforderlich sind, beseitigt werden.

Anhand der Zeichnung sind im folgenden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Prinzipschaltung eines herkömmlichen Autopilotsystems;

Fig. 2 eine Prinzipschaltung eines ersten Ausftihrungs-

beispiels eines erfindungsgemäßen Schiffsautopilotsystems;

Fi^. 3 eine Schemadarstellung eine Beispiels von einer
Einrichtung zur Speisung des Hauptteils des in
Fig-. 2 veranschaulichten Beispiels;

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Fig. 4a eine Schaltung eines konkreten Beispiels des in Fig. 3 veranschaulichten Teils;

Fig. ^B eine Prinzipschaltung einer gegenüber Fig. ^A abgewandelten Ausfuhrungsform;

Fig. 5 und 6 Prinzipschaltungen von anderen erfindungsgemäßen Beispielen.

Zum besseren Verständnis dieser Erfindung soll zunächst eine detaillierte Beschreibung des Aufbaus und der Funktion eines herkömmlichen automatischen Schiffssteuerungssystems dienen, wie es in Fig. 1 veranschaulicht ist. Ein Kurssignal 0 eines Schiffes 12 oder dergleichen, das von einem darauf angebrachten Kompaß abgeleitet ist, wird von einem Addierer 1 zugeführt und mit einem in den Addierer eingegebenen Kurseinstellungssignal 0i verglichen. Falls eine Abweichung zwischen dem Kurssignal 0 des Schiffes und dessen Kurseinstellungssignal 0i besteht,wandelt der Addierer 1 die Abweichung in ein Fehlersignal 0e um. Das sich ergebende Fehlersignal 0e wird einer Witterungseinstellvorrichtung bzw. -anlage 2 zugeführt. Beim veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Witterungseinstellvorrichtung 2 in Form einer Todfeldschaltung ausgeführt,'welche mittels eines Filters oder eines Dämpfungsgiiedes ersetzt werden kann. Die Witterungseinstellvorrichtung 2 dient zur Verhinderung eines Rudermißbrauchs, welcher von einer Steigerung der Steueroperationen herrührt, die durch ein Abtreiben des Schiffes unter dem Einfluß äußerer Störungen bei Schlechtwetterbedingungen bewirkt werden. Das Fehlersignal 0e wird an einen Integrator 3, einen Proportionalverstärker l\ und an eine Differenzierungsvorrichtung 5 abgegeben, welche eine Operationseinrichtung bilden; die resultierenden Signale werden in einem Addierer 6 miteinander kombiniert.

Wie allgemein bekannt ist, steuert der sogenannte Autopilot das Steuergetriebe unter Verwendung eines Geschwindigkeitssignals K0e, das der Dreh- bzw. Wendegeschwindigkeit des Schiffes

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proportional ist, ferner eines Signals K0e, welches der Abweichung zwischen dem Schiffskurs und der Kurseinstellung proportional ist, damit eine das Schiff enthaltende Regelschleife stabilisiert wird. In manchen Fällen verwendet der Autopilot in der das Schiff enthaltenden Regelschleife für die Steuerung des Steuergetriebes eine Integration eines integrierten Signales KJ0e und der zuvor erwähnten Signale, um den Schiffskurs in Übereinstimmung mit der Kurseinstellung 0i zu halten.

Das somit erhaltene Operationssignal K (/0e + 0e + 0e) wird als Antriebskraft einem Motor 9 zugeleitet, nachdem es einem den Ruderwinkel begrenzenden Steuermechanismus 16, einem Addierer 7 und einem Verstärker 8 in dieser Reihenfolge zugeführt.worden ist. Der Motor 9 betätigt über einen Getriebemechanismus 10 ein Ruder Ik. Von einem durch die Rotation der Antriebswelle des Motors 9 gesteuerten Rückkoppelsignalgenerator 11 wird ein dem Steuerwinkel proportionales Signal abgeleitet und zum Eingang des Verstärkers 8 zurückgeführt. Das Ruder Ik wird also zwecks Übereinstimmung mit dem Operationssignal durch eine Hilfs-Regelschleife betätigt, welche durch den Addierer 7, den Verstärker 8, den Motor 9, den Getriebemechanismus 10 und den Signalgenerator 11 gebildet ist.

Im allgemeinen ist ein maximaler Ruderwinkel durch seinen λ mechanischen Aufbau begrenzt; einige Ruderarten sind jedoch mit einem Mechanismus versehen, der das Ruder so steuert, daß es nur in einem Winkel betätigt wird, der kleiner als der größte Winkel bei einer automatischen Steuerung ist, damit die Gefahr eines Unfalls verhindert wird. Dieser Ruderwinkel-Steuermechanismus ist so eingestellt, daß er gegenüber gewöhnlichen Ruderwinkeln unempfindlich ist, die unter normalen Steuerbedingungen gewählt werden; er ist außerdem so angebracht, daß, wenn er außer Betrieb ist, nicht die Möglichkeit besteht, daß das Ruder plötzlich bis zum größten Winkel gedreht wird, was eine unvorhergesehene Wendung des Schiffes mit sich brächte.

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Es 1st Stand der Technik, in den Autopiloten eine Alarmvorrichtung oder -anlage 15 einzubauen, welche eine Hupe oder dergleichen enthält, die einen Alarm auslöst, wenn der Schiffskurs über einen vorbestimmten Wert hinaus von der Kurseinstellung abgewichen ist. In diesem Falle beruht der Alarm auf dem Ereignis der Abweichung zwischen dem Schiffskurs und der Kurseinstellung, so daß bei einer automatischen Kursänderung die Alarmvorrichtung so lange Alarm gibt, bis der Schiffskurs in einem vorbestimmten Bereich nahe der neuen Kurseinstellung eingestellt ist. Um eine derartige Belästigung zu vermeiden, ist die Alarmvorrichtung mit einem Rückstellschalter versehen.

Das zuvor gesagte hat den Aufbau, die Punktion und den Betrieb eines herkömmlichen Autopiloten umrissen, wie er beispielsweise in Fig. 1 dargestellt ist.

Um den Schiffskurs in Übereinstimmung mit seiner neuen Kurseinstellung ohne Übersteuerung und in der kürzestmöglichen Zeit bei einer automatischen Kursänderung zu berichtigen, was als ein Übergangsaustandsverhalten des zuvor genannten automatischen Steuersystems bezeichnet werden kann, wäre es ideal, wenn ein Operationsparameter der Operationseinrichtung gewählt werden würde, welcher sich von dem der Kurshaltung unterscheidet; die gegenüber der Kursänderung schädliche Funktion des Autopiloten könnte im Falle einer automatischen Kursänderung ferngehalten bzw. beseitigt werden.

Fig. 2 veranschaulicht ein Beispiel eines erfindungsgemäßen automatischen Steuersystems, das mit einem Schalter versehen ist, der im Falle einer Kursänderung durch Einrichtungen wirksam ist, durch die auf den Autopiloten so eingewirkt wird, daß er die zuvor genannte ideale Betriebsweise verrichtet. In Fig. 2 sind dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 für solche Teile beibehalten worden, die in Aufbau und Betriebsweise gleich sind, weshalb sie der Kürze wegen nicht noch einmal im einzelnen beschrieben werden.

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In dieser Funktion sind die durch dicke Linie dargestellten, erfindungsgemäßen Teile zum herkömmlichen Autopilotsystem hinzugefügt. Im veranschaulichten Beispiel sind Arbeitskontakte IVL bis Mj. zum Kurzschließen der Witterungseinstellvorrichtung 2, des Integrators -3, der Differenzierungsvorrichtung 5 und des den Ruderwinkel begrenzenden Steuermechanismus 16 vorgesehen; zusatz- ■ lieh ist ein Unterbrecherkontakt B zwischen der Alarmvorrichtung 15 und der Ausgangsseite des Addierers 1 vorgesehen.

Diese Kontakte werden im folgenden der Reihe nach beschrieben. Der Kontakt M₁ dient zum Kurzschließen der Witterungseinstellvorrichtung 2. Eine leichte Steigerung der Zahl der Steuervor- | gänge ist während einer kurzen Zeitspanne bei einer Änderung des Schiffskurses ohne Bedeutung. Es ist vielmehr wünschenswert, die Witterungseinstellvorrichtung zu steuern, damit das Schiff mit Genauigkeit auf die neue Kurseinstellung gebracht wird. Der Kontakt M₁ ist von besonderem Nutzen, wenn er mit einer Witterungseinstellschaltung einer Todfeldart verwendet wird.

Der Kontakt Mp dient zum Rückstellen des Integrators 3· Im Beispiel der Fig. 2 wird der Integrator von einem Operationsverstärker 3>i und einem Rückkopplungskondensator 3p gebildet, so daß der Ausgang des Integrators 3 durch Kurzschließen der integrierten Ladung des Kondensators mittels des Kontakts M₂ zurückgestellt wird. Wenn das Schiff seinen Kurs geändert hat, wird { der Einfluß, der durch die von festen äußeren Beeinträchtigungen (z.B. Winde usw.) herrührende Dreh- bzw. Wendekraft auf das Schiff ausgeübt wird, mitunter vor und nach der Kursänderung in das Gegenteil umgekehrt. Dies kann mit dem Kontakt M_? verhindert werden, durch den das integrierte Ausgangssignal des vorherigen Schiffskurses zurückgestellt und eine integrierende Funktion der neuen Kurseinstellung ausgeführt wird.

Der Kontakt M-, wird für die Änderung der Geschwindigkeits-Zeitkonstante der Differenzierunßsvorrichtung 5 benutzt. Im Beispiel der Fig. 2 ist nämlich ein Differenzierkondensator 5_? der Differensierungsvorrichtung 5 mit einem herkömmlichen Differ.enzierkondensator S₂J unter Anwendung des Kontakts M-, parallelge-

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schaltet, durch den nur bei einer Kursänderung der Differenzierkondensator 5₂ in ^die Differenzierungsvorrichtung 5 eingeschaltet wird, um dadurch die Geschwindigkeits-Zeitkonstante zu erhöhen. Mit 5-. ist ein Operationsverstärker der Differenzierungsvorrichtung 5 bezeichnet. Bei einer automatischen Kursänderung

t.

ist es notwendig, daß zur Aufhebung der großen Wendeträgheit des Schiffes selbst eine ausreichende Ruderabstützung durch eine längere Zeitdauer als für die gewöhnliche Kurshaltung vorgesehen ist. Dies vermindert das Maß der Übersteuerung und ermöglicht es dem Schiff, sich der neuen Kurseinstellung in kürzester Zeit anzupassen.

Der Kontakt M^ dient zum Kurzschließen der Ruderwinkel-Steuerschaltung (Steuermechanismus 16), um die kleine Ruderwinke lbegrenzung abzubauen. Für eine Kursänderung ist ein großer Ruderwinkel erforderlich, vergleichen mit dem Ruderwinkel zur gewöhnlichen Aufrechterhaltung des Kurses; die Steuerfunktion des Ruders muß voll ausgenutzt werden, damit das Schiff innerhalb kurzer Zeit auf die neue Kurseinstellung gebracht wird. Wenn der den Ruderwinkel begrenzende Steuermechanismus wirksam ist, kann kein besonderer Effekt erreicht werden, auch wenn die Zeitdauer wie oben beschrieben - erhöht ist«

Der Kontakt B dient zum vorübergehenden Abschalten der Alarmvorrichtung 15· Da die Alarmvorrichtung 15 aufgrund des Kursabweichungssignales 0e funktioniert, das im Falle einer Kursabweichung auftritt, löst sie bei jeder Kursänderung Alarm aus. Es ist wünschenswert, die Alarmvorrichtung 15 während der Änderung des Kurses automatisch abzustellen.

Die Funktion des Autopiloten kann weiterhin verbessert werden, indem eine Kontaktvorrichtung vorgesehen wird, durch die verschiedene zusätzliche Schaltungen des Autopiloten während der Kursänderung in Ruhelage gehalten werden, was im Beispiel der Flg. 2 jedoch nicht veranschaulicht ist.

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In Pig, 3 ist mit 21 eine ein Kurssignal erzeugende Synchronmaschine bezeichnet, die in einem auf dem Schiff angebrachten Kreiselkompaß eingesetzt ist. Das Ausgangssignal der Synchronmaschine 21 wird einer in einem Autopiloten untergebrachten Aufnahmesynchronmaschine 22 zugeführt. Ferner wird der Synchronmaschine 22 ein Kurssignal 0 des Schiffes zugeführt,"Eine Abweichung zwischen dem Kurssignal 0 und einem Kurseinstellsignal 0i wird von einem Differentialgetriebe 28 aufgenommen und durch eine Synchronmaschine 23 in ein Abweichungssignal .0e* umgewandelt. Das resultierende Abweichungssignal 0e· wird durch einen Differentialmodulator 25 in ein Gleichstromsignal 0e umgewandelt, das in eine elektrische Schaltung 30 des Autopiloten eingespeist I wird. ■

Ein Kurseinstellknopf 24 des Autopiloten ist im allgemeinen so konstruiert, daß er sich in Ruhestellung leer dreht, damit Gefahr vermieden wird, welche andererseits ausgelöst werden könnte, w&nn der Bedienungsmann den Knopf durch Zufall berühren würde. Bei einer Kursänderung wird der Knopf 24 zwecks Koppelung von Kupplungsgliedern 27 gedrückt und zwecks Drehung des Differentialgetriebes 28 durch die Kupplung 27 gedreht. Der Knopf 24 wird durch elß£ Feder 39 ständig nach oben gegen eine Halterung 31 gedrückt, so daß ein Loslassen des Knopfes nach der Einstellung des Kurses die Glieder der Kupplung 27 außer Eingriff j bringt. Zu dieser Zeit wird der Bügel eines Mikro3Chalters 26 bewegt, wodurch sein Kontakt betätigt und somit ein Impuls, erzeugt wird, der anzeigt, daß das Schiff seinen Kurs automatisch geändert hat. Da die Zeit zum Schließen des Mikroschalters 26 für den Kurswechsel nicht konstant ist, wird das vom Mikroschalter 26 herrührende Impulssignal durch eine Speicherschaltung 32 an einen Zeitgeber 33 abgegeben, um diesen zu betätigen. Nach einer vorgegebenen Einstellzelt erzeugt der Zeitgeber 33 ein Rückstellsignal als Ausgang, wodurch die Speicherschaltung 32 gelöscht wird. Währenddessen wird das Ausgangssignal der Speicherschaltung 32 an ein Relais oder einen Halbleiterschalter 34 weitergegeben, um diesen zu betätigen. Das Signal 0e wird über einen Verstärker 35 einem veränderlichen Zeiteinstell-Widerstand

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33^ des Zeitgebers 33 zugeführt. Diese Schaltung ist bei dieser Erfindung nicht unbedingt erforderlich, leistet jedoch die folgende Punktion, wodurch die Wirkung des vorliegenden Systems verbessert wird.

Innerhalb eines Bereiches, in dem das Ausgangssignal 0e' der Synchronmaschine 23 sich noch nicht im Sättigungsbereich befindet, ist das Abweichungssignal 0e zum Kursanderungswinkel proportional. Währenddessen erhöht sich außerdem zwecks Änderung des Schiffskurses der Zeitgeber bei einer Vergrößerung des Kursänderungswinkels. Dementsprechend kann durch eine automatische Änderung der ZeiteinsteMung des Zeitgebers in übereinstimiiiung mit dem Signal 0e das Relais für einen gewissen Zeitabschnitt wirksam gehalten werden, der für eine Änderung des Schiffskurses erforderlich ist.

Pig. ¹IA veranschaulicht ein Beispiel des Schaltungsaufbaus des in Pig. 3 dargestellten Systembeispiele. Teile der Pig. 4, die denen der Pig. 3 gleich sind, sind der Einfachheit halber mit denselben Bezugszeichen versehen. ¥enn das Schiff seinen Kurs geändert hat, wird der Mikroschalter 26 geschlossen, wodurch die Speicherschaltung 32 beispielsweise wie eine FlIp-Plop-Schaltung oder eine bistabile Multivibratorsehaltung getriggert wird. Das Ausgangssignal der Speicherschaltung 32 wird einer Relaiseinrichtung 3¹* zwecks deren Betätigung zugeführt. Entsprechende Kontakte 3^«, 34₂» 3^k... der Relaiseinrichtung 3¹I bilden in der Weise Schalteinheiten für die entsprechenden Schaltungen, daß der Autopilot auf eine Kursänderung gut anzusprechen vermag. Ferner wird ein Teil des Ausgangssignales der Speicherschaltung 32 über einen variablen Widerstand R, und einen Widerstand R₁, einem Integrationsverstärker 36^ des Integrators 36 zugeleitet, dessen Ausgangssignal als Last eine ; Diode mit einem Durchschlagspunkt und einem Widerstand R₁- aufweist, In diesem Falle ist die Diode D₅ eine Shockley-Diode SCR, SVS, UJT oder dergleichen, welche einen Strom durchfließen läßt, wenn eine dort zugeführte Spannung ihre Durchschlagsspannung übersteigt. Wenn die Ausgangsspannung des Integrators 36 die Durch-

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Schlagsspannung der Diode D^ übersteigt, wird am Widerstand Rc» der zwischen Diode D,- und Masse vorgesehen ist, eine Spannung erzeugt, die als Löschsignal zur Speicherschaltung 32 weitergeleitet wird, um diese zu löschen. Mit dem variablen Widerstand 'FU, der zwischen dem Ausgang der Gedächtnisschaltung 32 und dem Eingang des Integrators 36 vorgesehen ist, wird das Eingangssignal zu dem Integrator 36 gesteuert, wodurch seine Integrations-Zeitkonstante geändertfand somit die Betriebszeit der Relaiseinrichtung 3^ eingestellt wird. Durch diese Reguliervorrichtung wird ,der Wendezeit entsprochen, welche von der Größe und Art des Schiffes abhängt; die Vorrichtung wird entsprechend der Größe und Art des Schiffes eingestellt, wenn sie auf ihm angebracht wird. I

Ein Transistor Q₂ wird mit dem Signal 0e gespeist, das ihm von einem Eingangsanschluß 37 zugeführt ist; das Eingangssignal zum Integrator 36 wird durch eine Änderung der inneren Impedanz des Transistors Q₂ zwischen seinem Kollektor C₂ und Emitter E₂ eingestellt. Da das Signal 0e ein bipolares Signal ist, dessen Polarität mit der Richtung der Abweichung wechselt, ist das Eingangs» signal 0e durch «eine Umformerschaltung 33 i« eine einzige Polarität ausgerichtet, wobei die Umformerschaltung 33 eine Diociä D-, aufweist und zwischen dem Eingangsanschluß 37 und der Basis B₂ des Transistors Q₂ angeordnet ist. Wenn also das Signal 0e positiv ist, fließt es durch einen Widerstand R₁ und eine Diode D₁, welehe zwischen dem Eingangsanschluß 37 und der Basis B₂ des Transistors Q₂ angeordnet sind, zur Basis B₀, wodurch die Impedanz des Transistors Q₂ zwischen dessen Kollektor C₂ und Emitter E₂ herabgesetzt wird; währenddessen wird ein Teil des Eingangssignals des Integrators 36 der Speicherschaltung 32 als bypass über eine Diode D^ sowie den Kollektor C₂ und Emitter E₂ des Transistors Q₂ zur Masse geleitet. Ist das Signal 0e negativ, so wird es über den Widerstand R₁ der Umformerschaltung 38 zugeführt und dadurch in seiner Polarität umgekehrt, so daß es ein positives Signal wird, das dadurch die Diode D₂ zur Basis B₃ des Transistors Q₂ weitergeleitet wird, um dessen Impedanz zwischen seinem Emitter E₂ und Kollektor C₂ und somit das Eingangssignal zum Integrator 36 zu ändern.

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Pig. ^B ist in ihrem Aufbau mit Pig. 4A identisch mit Ausnahme der Verwendung eines Halbleiterschalters als Ersatz für die Reläiseinrichtung 3¹*. In einem Anwendungsfall, wo entsprechende Kontakte der Relaiseinrichtung voneinander zu isolieren sind, ist es zweckmäßig, eine solche Schaltung, wie sie in Fig. 4b veranschaulicht ist, zu verwenden. Beim Beispiel der Pig. ^B werden nämlich die Kontakte M₁ und M₂ (zum Kurzschließen der Witterungseinstellvorrichtung 2 und des Integrators -3) durch entsprechende Feldeffekttransistoren MOS₁ und MOS₂ (mit isoliertem Gate) ersetzt und das Ausgangssignal der Speicherschaltung 32 wird den Gates MOS_1Q und MOS_2ß der Transistoren MOS₁ bzw. MOS₂ zugeleitet. Die Witterungseinstellvorrichtung 2 und der Integrationskondensator 3₂ des Integrators 3 sind zwischen dem Sourceanschluß MOS₁₂ und dem Drainanschluß MOS₁₀ des Transistors MOS₁ bzw. zwischen dem Sourceanschluß MOS₀₀ und dem Drainanschluß MOS_2D des Transistors MOS₂ eingeschaltet. Wenn mit einer derartigen Anordnung das Ausgangssignal der Speicherschaltung 32 den Gates M0S_1G und MOS₃₀ der Transistoren MOS₁ bzw. MOS₂ zugeführt wird, werden die Witterungseinstellvorrichtung 2 und der Integrator 3 durch die leitfähig gewordenen Transistoren MOS₁ bzw. MOS₂ kurzgeschlossen; sind die Eingangssignale der Gates weggefallen, so sind die Kurzschlußschaltungen unterbrochen. Diese Transistoren MOS₁ und MOS₂ erfüllen dementsprechend genau die gleiche Funktion wie die Relaiseinrichtung 3^ der Fig. ¹IA. Obwohl das Ausführungsbeispiel der Fig. ²JB Im Zusammenhang mit einer Ausführung beschrieben wurde, bei der nur die Kontakte M₁ und Mp (vgl. Fig.2) der Relaiseinrichtung 3^ von Fig. ^A durch die isolierten Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate ersetzt sind, können die Kontakte M,, M^ und B in gleicher Weise durch Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate ersetzt werden.

Wenn kurzzuschließende Schaltungen, wie z.B. die der Witterungseinstellvorrichtung usw., nicht gegeneinander isoliert werden müssen, kann eine gleiche Funktion durch die Verwendung von gewöhnlichen Transistor-Schaltkreisen erreicht werden.

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Fig. 5 veranschaulicht eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung, wobei die gleichen Elemente wie in Fig. 3 auch dieselben Bezugszeichen aufweisen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Abweichungssignal 0e als ein Triggersignal verwendet, das eine Kursänderung darstellt. Das Ausgangssignal 0e der Synchronmaschine 23 wird einem Demodulator 25 zugeleitet, dessen Ausgangssignal 0e einem Komparator 45 eingespeist wird. Der Komparator 45 erzeugt ein Ausgangssignal, wenn das Eingangssignal 0e einen gewissen Einstellwert übersteigt. Das Ausgangssignal des Komparators 45 wird der Speicherschaltung 32 zugeführt, um diese zu triggern, wodurch sie den Zeitgeber 33 startet und die Halbleiterschalt- oder Relaiseinrichtung 34 speist. Ferner ä wird das Ausgangssignal des Zeitgebers 33 zur Speicherschaltung 32 als Löschsignal zugeführt. Das in Fig. 5 veranschaulichte System ist insofern vorteilhaft, da es in rein elektronischer Weise getriggert werden kann.

Fig, 6 zeigt eine weitere Modifikation der Erfindung, wobei gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 5 gleiche Elemente darstellen. Dieses Ausführungsbeispiel ist in seinem Aufbau einfacher als das der Fig. 5* Das Signal 0e vom Demodulator 25 wird nämlich dom Komparator 45 zugeleitet, wodurch nur sein Einstellwert gesteuert wird und die Relaiseinrichtung 34 wird direkt über das Ausgangssignal des Komparators 45 angetrieben.

Außer den in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispielen sind im Rahmen der Erfindung selbstversändlich noch andere Ausführungsformen möglich.

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Claims

Patentansprüche

(l.)/Schiffsautopilotsystem, in dem ein Kurseinstellsignal und
e±n Kurssignal von einem Schiff einem Komparator zugeführt
werden, dessen Ausgangssignal durch eine Operationseinrichtung
einem Servomotor zugeführt wird, wodurch das Schiff gesteuert
wird, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Schaltung vorgesehen ist, durch die, nur in der Zeit, wenn
das Schiffsautopilotsystem eine automatische Kursänderung durchführt, verschiedene Konstanten und Punktionen des Systems so geändert werden, daß sie sich zum Betrieb für die automatische
Kursänderung eignen, während solche Punktionen des Schiffsauto-

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pilotsystems, die für die Kursänderung nicht erforderlich sind,
beseitigt werden.
2.) Schiffsautopilotsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung einen Speicher für die automatische Kursänderung enthält, die gemeinsam mit einer automatischen Kursänderungseinrichtung wirkt, und daß die Schaltung ferner einen
durch das Ausgangssignal des Speichers betätigten Zeitgeber sowie eine Relaiseinrichtung zur Änderung der verschiedenen Konstanten während der Betätigung des Zeitgebers enthält.
3.) Schiffsautopilotsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung zur automatischen Änderung der Betriebszeit des Zeitgebers in Übereinstimmung mit einem durch die Kursänderung bewirkten Abweichungswinkel vorgesehen ist.
4.) Schiffsautopilotsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung vorgesehen ist zur Speisung des Speichers, nachdem der Winkel der Kursänderung einen vorbestimmten Wert überstiegen hat.

5·) Schiffsautopilotsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, " daß die Schaltung eine Relaiseinrichtung zur Änderung der verschiedenen Konstanten und eine Schaltung enthält zur Speisung der Relaiseinrichtung, nachdem der Winkel der Kursänderung einen vorbestimmten Wert überstiegen hat.

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