DE2355202B1 - Anordnung zur Bestimmung der Phasendifferenz zwischen der Rollschwingung eines Schiffes und der Tankfluessigkeitsschwingung in einem Stabilisierungstank - Google Patents
Anordnung zur Bestimmung der Phasendifferenz zwischen der Rollschwingung eines Schiffes und der Tankfluessigkeitsschwingung in einem StabilisierungstankInfo
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Description
a) ein erster Kanal (10) mit einer Reihenschaltung eines idealen Integrators (10 a) mit
einem frequenzabhängigen Glied (10 b) bildet aus der gemessenen Rollgeschwindigkeit (φ)
des Schiffes einen abgeleiteten Rollwinkel (φ') mit einer frequenzabhängigen Phasenverschiebung
gegenüber dem wahren Roll- zo winkel (ψ),
b) ein zweiter Kanal (11), dessen Frequenzgang dem Frequenzgang des frequenzabhängigen
Gliedes (105) im ersten Kanal (10) entspricht, bildet aus der gemessenen Flüssigkeitsstandsdifferenz
(h) eine abgeleitete Flüssigkeitsstandsdifferenz (A ti) mit der
gleichen frequenzabhängigen Phasenverschiebung, wie sie der abgeleitete Roliwinkel (φ')
gegenüber dem wahren Rollwinkel (φ) aufweist,
c) die Phasenvergleichsschaltung (12) bildet eine analoge Meßspannung (Uα) aus dem abgeleiteten
Rollwinkel (φ') und abgeleiteten Flüssigkeitsstandsdifferenz (A ti).
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanal zur Bildung
eines abgeleiteten Rollwinkels (φ') aus der gemessenen Rollgeschwindigkeit (φ) durch ein Verzögerungsglied
(10) gebildet ist (F i g. 2).
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verzögerungsglied (10")
mit Vorhalt verwendet ist (F i g. 4).
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Kanal zur Bildung einer abgeleiteten Flüssigkeitsstandsdifferenz (A ti)
aus der gemessenen Flüssigkeitsstandsdifferenz (A ti) durch ein Vorhalteglied (H') gebildet ist
(Fig. 2).
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß ein mehrstufiges Vorhalteglied (H") mit Verzögerung verwendet ist (Fig. 4).
6. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vergleichsschaltung (12') mit zwei
Grenzwertmeldern (15 bzw. 16) zur Bildung von der jeweiligen Polarität ihrer Eingangssignale entsprechenden
binären Phasensignalen (A, B) aus dem abgeleiteten Rollwinkel (φ') bzw. aus der abgeleiteten
Flüssigkeitsstandsdifferenz (A ti) und einer logischen Schaltung (17,18,19) zur Bildung
von Zeitsignalen (Tl, T2) durch konjunktive Verknüpfung
der Phasensignale bzw. der inversen Phasensignale, und einer Auswerteschaltung (20) zur Bildung einer von der Phasendifferenz
zwischen Rollwinkel und Flüssigkeitsstandsdifferenz abhängigen analogen Meßspannung (U <x)
aus den Zeitsignalen (F i g. 2).
7. Anordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Auswerteschaltung (20) mit zwei
von den Zeitsignalen (Tl, TZ) angesteuerten
elektronischen Schaltern (22, 23) zur wechselweisen Durchschaltung von Referenzspannungen
(+Ureh —Ure!) mit gleichem Betrag und entgegengesetzter
Polarität auf ein Verzögerungsglied (24) zur Bildung einer von der Phasendifferenz
abhängigen Meßspannung (U oi).
8. Anordnung nach Anspruch?, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswerteschaltung ein
mehrstufiges Verzögerungsglied (25) höherer Ordnung verwendet ist (F i g. 4).
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bestimmung der Rollschwingung eines Schiffes und der
Tankflüssigkeitsschwingung in einem Stabilisierungstank mit einem Meßwertgeber zur Erfassung der Rollgeschwindigkeit
des Schiffes und einem Meßwertgeber zur Erfassung der Flüssigkeitsstandsdifferenz im Stabilisierungstank
und mit einer Phasenvergleichsschaltung.
Bei der Schlingerdämpfung von Schiffen mit Hilfe eines Stabilisierungstanks hängt die Stabilisierungswirkung von der im Tank befindlichen Flüssigkeitsmenge ab. Um eine optimale Stabilisierungswirkung
erreichen zu können, muß der Tankinhalt in Abhängigkeit von der Frequenz der Wellen des Seeganges
verändert werden, die das Schiff am häufigsten treffen. Diese Frequenz ändert sich je nach Wassertiefe, Windrichtung und -stärke^ Landentfernung,
Schiffsgeschwindigkeit und Kurs.
Eine optimale Stabilisierungswirkung ist dann gegeben, wenn die Phasendifferenz zwischen der Bewegung
der Tankflüssigkeit im Stabilisierungstank und dem Rollwinkel des Schiffes π/2 beträgt. Bei bekannten
Tankstabilisierungsanlagen wird die Phasendifferenz zwischen der Flüssigkeitsschwingung im Stabilisierungstank
und der Rollschwingung des Schiffes unmittelbar erfaßt, ohne daß zuvor die zu vergleichenden
Größen selbst ermittelt werden (DT-PS 6 53 404, FR-PS 14 70 048). Die vorgeschlagenen Meßgeber für
die Phasendifferenz sind sehr aufwendig, insbesondere hinsichtlich ihrer umfangreichen mechanischen Konstruktionselemente.
Bei einer bekannten Rollstabilisierungseinrichtung der eingangs genannten Art sind Einrichtungen zum
Messen der Tankflüssigkeitsschwingungen und der Rollschwingungen des Schiffes vorhanden, die
Signale erzeugen, die über eine Reglereinheit selektiv
die Vorrichtung zum Füllen und Entleeren des Tanks betätigen bis eine Phasennacheilung der Tankflüssigkeitsschwingung
von etwa 90° erreicht ist (DT-AS 19 19 601). Eine unmittelbare Messung des Rollwinkels
des Schiffes erweist sich in der Praxis jedoch als aufwendig. Wesentlich einfacher ist eine Messung
der Rollgeschwindigkeit des Schiffes, beispielsweise mit Hilfe eines Kreisels. Aus der gemessenen Rollgeschwindigkeit
kann durch Integration der Rollwinkel ermittelt werden. In der Praxis läßt sich jedoch bei
den beim Seegang auftretenden sehr kleinen Frequenzen im Bereich von 0,02 bis 0,2 Hz eine Integra-
tion über lange Zeiten nicht durchführen, da die Null- Flüssigkeitsstandsdifferenz aufweisen, sowie eine lo-
punktfehler realer Meßwertgeber und Integratoren gische Schaltung zur Bildung von Zeitsignalen durch
das Ergebnis unzulässig verfälschen. Mit hinreichen- konjuktive Verknüpfung der Phasensignale bzw. der
der Genauigkeit integrierbar sind nur Wechselspan- inversen Phasensignale, und eine Auswerteschaltung
nungen bis zu einer endlichen unteren Grenzfrequenz, 5 zur Bildung einer von der Phasendifferenz zwischen
die durch die Güte des verwendeten Integrationsver- Rollwinkel und Flüssigkeitsstandsdifferenz abhängi-
stärkers und die Größe des Integrationskondensators gen analogen Meßspannung aus den Zeitsignalen,
bestimmt wird. Bei einer wirtschaftlichen Lösung liegt Eine hierfür besonders gut geeignete Auswerteschal-
jedoch die untere Grenzfrequenz realer Integratoren tung kann zwei von den Zeitsignalen angesteuerte
so hoch, daß bei den üblichen Frequenzen des See- io elektronische Schalter zur wechselweisen Durchschal-
gangs ein zu großer Fehler auftritt. tung von Referenzspannungen mit gleichem Betrag
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Pha- und entgegengesetzter Polarität auf ein Verzögerungssendifferenz
zwischen der Rollschwingung eines glied enthalten, das eine von der Phasendifferenz abSchiffes
und der Tankflüssigkeitsschwingung in einem hängige Meßspannung bildet. Als Verzögerungsglied
Stabilisierungstank richtig zu bestimmen, ohne daß 15 in der Auswerteschaltung kann ein mehrstufiges Verbei
den sehr niedrigen Frequenzen des Seegangs die zögerungsglied höherer Ordnung verwendet sein.
Nullpunktfehler der verwendeten Meßwertgeber und Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihre in den Verstärker das Meßergebnis unzulässig verfälschen. Unteransprüchen gekennzeichneten Ausgestaltungen
Nullpunktfehler der verwendeten Meßwertgeber und Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihre in den Verstärker das Meßergebnis unzulässig verfälschen. Unteransprüchen gekennzeichneten Ausgestaltungen
Die erfindungsgemäße Anordnung enthält, aus- werden im folgenden an Hand der Figuren näher begehend
von der eingangs genannten Anordnung, die 20 schrieben. Es zeigt
Kombination der folgenden Merkmale: F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Flüs-
Kombination der folgenden Merkmale: F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Flüs-
a) Ein erster Kanal mit einer Reihenschaltung eines sigkeitsstandsregelung für den Stabilisierungstank
idealen Integrators mit einem frequenzabhängi- emf Sch,lffes mt emer erfindungsgemäßen Phasengen
Glied büdet aus der gemessenen Rollge- messanordnung
schwindigkeit des Schiffes einen abgeleiteten 25 F}£2™ Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungs-
Rollwinkel mit einer frequenzabhängigen Pha- gemäßen Phasenmeßanordnung
senverschiebung gegenüber dem wahren RoU- _. Fl& ?a. blsJc den zeitlichen Verlauf einiger
winkel Signale in der Phasenmeßanordnung der F1 g. 2,
b) ein zweiter Kanal, dessen Frequenzgang dem Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsge-Frequenzgang
des frequenzabhängigen Gliedes 3° maßen Phasenmeßanordnung mit Gliedern höherer
im ersten Kanal entspricht, bildet aus der gemes- Ordnung.
senen Flüssigkeitsstandsdifferenz eine abgeleitete ^1S-1 «*# emen im RumPf 1 eines Schiffes ange-
Flüssigkeitsstandsdifferenz mit der gleichen fre- ordneten langgestreckten Stabilisierungstank 2, der
quenzabhängigen Phasenverschiebung, wie sie 511J <prschife über die Schiffsbreite erstreckt und
der abgeleitete RoIIwmkel gegenüber dem wah- 3S teilweise mit einer Flüssigkeit 3 gefüllt ist. Der Stabiren
Rollwinkel aufweist, hsierungstank 2 ist über eine Pumpe 4 mit einem
c) die Phasenvergleichsschaltung bildet eine ana- Reservetank 5 verbunden, so daß die Flüssigkeitsloge
Meßspannung aus dem abgeleiteten Roll- me*f ™ Stabilisierungstank m Abhängigkeit von
winkel und der abgeleiteten Flüssigkeitsstands- Stellbefehlen des Kommandoteils 6 zur Erzielung
differenz 40 einer optimalen Stabihsierungswirkung an die Frequenz
der Wellen des Seeganges angepaßt werden
Bei der erfindungsgemäßen Stabilisierungseinrich- kann.
tung wird kein Phasenvergleich zwischen dem Roll- Zur Erfassung der Rollgeschwindigkeit φ des
winkel des Schiffes und der Flüssigkeitsstandsdifferenz Schiffes dient beispielsweise der federgefesselte Kreiim
Stabilisierungstank durchgeführt, sondern es wird 45 sei 7, dessen Achse den Abgriff eines mit Gleichspanein
Phasenvergleich zwischen einem abgeleiteten Roll- nung gespeisten Potentiometers 8 verstellt, so daß an
winkel und einer abgeleiteten Flüssigkeitsstandsdif- ihm eine der Rollgeschwindigkeit φ proportionale
ferenz vorgenommen. Die beiden abgeleiteten Größen Spannung abgegriffen werden kann. Der Meßwertsind
gegenüber den wahren Größen mit der gleichen geber 9 erzeugt eine der Flüssigkeitsstandsdifferenz
frequenzabhängigen Phasenverschiebung behaftet. 50 Ah im Stabilisierungstank proportionale Spannung,
Das Ergebnis des Phasenvergleichs zwischen den ab- beispielsweise durch Vergleich der Druckwerte in den
geleiteten Größen stimmt daher mit der tatsächlichen beiden Staurohren.
Phasendifferenz der wahren Größen überein. Die Rollgeschwindigkeit φ kann aus den erwähnten
Phasendifferenz der wahren Größen überein. Die Rollgeschwindigkeit φ kann aus den erwähnten
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung Gründen nicht ohne weiteres zum Rollwinkel φ aufsehen
vor, daß der erste Kanal zur Bildung eines ab- 55 integriert werden. Sie wird daher an der Eingangsgeleiteten
Rollwinkels aus der gemessenen Rollge- klemme 13 einem ersten Kanal 10 zugeführt, der aus
schwindigkeit durch ein Verzögerungsglied gebildet der Reihenschaltung eines idealen Integrators 10 a
ist, vorzugsweise durch ein Verzögerungsglied mit mit dem Frequenzgang
Vorhalt. Der zweite Kanal zur Bildung einer abgeleiteten Flüssigkeitsstandsdifferenz kann durch ein 60 ρ = -*■
Vorhalteglied gebildet sein, vorzugsweise durch ein 1 pT
mehrstufiges Vorhalteglied mit Verzögerung.
Vorhalt. Der zweite Kanal zur Bildung einer abgeleiteten Flüssigkeitsstandsdifferenz kann durch ein 60 ρ = -*■
Vorhalteglied gebildet sein, vorzugsweise durch ein 1 pT
mehrstufiges Vorhalteglied mit Verzögerung.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfin- und einem frequenzabhängigen Glied 10 b mit dem
dung kann die Vergleichsschaltung zur Bildung der frequenzgang F, besteht. Dabei ist der Frequenzanalogen
Meßspannung zwei Grenzwertmelder zur 65 gang F2 so gewählt, daß die Reihenschaltung des
Bildung von der jeweiligen Polarität ihrer Eingangs- idealen Integrators 10 a mit dem frequenzabhängigen
signale entsprechenden binären Phasensignalen aus Glied 10 b einen praktisch realisierbaren Frequenzdem
abgeleiteten Rollwinkel bzw. der abgeleiteten gang ergibt. Im einfachsten Fall kann
1+pT
gewählt werden.
Im Kanal 10 entsteht aus der gemessenen Rollgeschwindigkeit φ ein abgeleiteter Rollwinkel ς/ mit
einer frequenzabhängigen Phasenverschiebung gegenüber dem wahren Rollwinkel φ, wobei die frequenzabhängige
Phasenverschiebung vom frequenzabhängigen Glied 10 b mit dem Frequenzgang F2 bestimmt ist.
Gegenüber dem Frequenzgang eines idealen Integrators ist der Gesamtfrequenzgang des Kanals 10 um
den Frequenzgang F2 des frequenzabhängigen Gliedes 10 b verfälscht. Um trotzdem die Phasenlage des abgeleiteten Rollwinkels φ mit der gemessenen Flüs-
sigkeitsstandsdifferenz Ah im Stabilisierungstank 2 vergleichen zu können, wird die gemessene Flüssigkeitsstandsdifferenz
A h der Eingangsklemme 14 eines zweiten Kanals 11 zugeführt. Der zweite Kanal 11
weist den gleichen Frequenzgang F2 wie das frequenzabhängige
Glied 10 b des ersten Kanals auf. Die abgeleitete Flüssigkeitsstandsdifferenz A ti hat daher die
gleiche frequenzabhängige Phasenverschiebung gegenüber der wahren Flüssigkeitsstandsdifferenz Ah, die
auch der abgeleitete Rollwinkel φ gegenüber dem wahren Rollwinkel φ hat. Da somit beide abgeleiteten
Größen der gleichen frequenzabhängigen Phasendrehung unterworfen sind, können sie zur Bildung der
Differenz ihrer Phasenlage einer Vergleichsschaltung 12 zugeführt werden. Die Vergleichsschaltung 12
gibt eine der Phasendifferenz zwischen Rollwinkel und Flüssigkeitsstandsdifferenz proportionale analoge
Meßspannung U α. ab, die im Kommandoteil 6 in entsprechende Befehle für die Pumpe 4 als Stellglied
umgesetzt wird.
F i g. 2 zeigt die schaltungstechnische Realisierung eines Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen
Anordnung zur Bestimmung der Phasendifferenz. Der erste Kanal 10' ist als Verzgögerungsglied
ausgebildet, an dessen Eingang 13 die Rollgeschwindigkeit φ ansteht und das den abgeleiteten Rollwinkel
φ' ausgibt. Das Verzögerungsglied enthält einen Operationsverstärker F10, dessen Rückkopplung aus
der Parallelschaltung eines Widerstandes i?10 und
eines Kondensators C10 besteht.
45
Der zweite Kanal 11' ist als Vorhalteglied ausgebildet und wird an seiner Eingangsklemme 14 mit der
gemessenen Flüssigkeitsstandsdifferenz Δ h beaufschlagt und liefert eine abgeleitete Flüssigkeitsstandsdifferenz/l/z'.
Das Vorhalteglied besteht aus einem Operationsverstärker V11, dessen Eingangsbeschaltung
aus der Reihenschaltung eines Widerstandes R11 und eines Kondensators C11 besteht.
Damit das Verzögerungsglied 10' und das Vorhalteglied 11' das gleiche Zeitverhalten aufweisen,
müssen sie die gleiche Zeitkonstante T haben. Es gilt daher die Dimensionierungsvorschrift:
mo
C =
6o
Die abgeleiteten Hilfsgrößen ψ und A ti sind gegen
die wirklichen Größen ψ und Δ h um den gleichen frequenzabhängigen
Phasenwinkel verschoben. Die Phasendifferenz zwischen den abgeleiteten Hilfsgrößen ist
daher genauso groß wie die wahre Phasendifferenz zwischen den entsprechenden wahren Größen.
Zur Bestimmung dieser Phasendifferenz wird der abgeleitete Rollwinkel <y/ dem Grenzwertmelder 15
und die abgeleitete Flüssigkeitsstandsdifferenz Δ ti dem Grenzwertmelder 16 der Vergleichsschaltung 12'
zugeführt. Die beiden Grenzwertmelder 15 bzw. 16 bilden der jeweiligen Polarität ihrer Eingangssignale
entsprechende binäre Phasensignale A bzw. B. So kann beispielsweise jeweils bei der positiven Halbwelle
von φ' und A ti am Ausgang des zugehörigen Grenzwertmelders ein 1-Signal und bei der jeweils
negativen Halbwelle ein 0-Signal anstehen.
Die Phasensignale A und B bzw. das im Umkehrglied
19 gebildete inverse Phasensignal Ή werden in den UND-Gattern 17 und 18 zu den Zeitsignalen Tl
und Γ 2 verknüpft:
Tl =A&~E
Tl=AScB.
Wenn der abgeleitete Rollwinkel φ' und die abgeleitete
Flüssigkeitsstandsdifferenz Δ ti um π/2 gegeneinander verschoben sind, bilden die Zeitsignale
genau ein Viertel der Meßperiode jeweils ein 1-Signal.
Bei einer von π/2 abweichenden Phasendifferenz dauert eines der beiden Zeitsignale länger als das
andere. Die Zeitdifferenz zwischen den beiden Zeitsignalen ist der von π/2 abweichenden Phasendifferenz
α proportional.
Das Ausmessen der Zeitdifferenz zwischen den beiden Zeitsignalen kann in bekannter Weise digital
oder auch analog durch Integration über eine Periodendauer erfolgen. Dies hat jedoch den Nachteil, daß
die Periodendauer des Seeganges bestimmt werden muß. In einem realen Seegang ist jedoch ein Gemisch
vieler verschiedener Frequenzen enthalten, so daß eine sichere Erfassung einer bestimmten
Periodendauer im allgemeinen nicht möglich ist. Die Unsicherheiten, die sich bei einem solchen Verfahren
bei der Bestimmung der Phasendifferenz ergeben, können zwar durch eine aufwendige Schaltung gemildert
werden, die erst dann einen Meßwert als richtig anerkennt, wenn er über eine vorgegebene Anzahl
ausgemessener Perioden unverändert bleibt. Dabei kann es jedoch vorkommen, daß sich bei unruhigem
Seegang die Werte dauernd ändern und daher über eine längere Zeit überhaupt kein Meßwert zur Verfügung
steht.
Diese Nachteile lassen sich mit einer Auswerteschaltung 20 vermeiden, die auch bei unruhigem Seegang
stets einen brauchbaren Meßwert zur Verfügung stellt. Die Auswerteschaltung 20 enthält zwei von den
Zeitsignalen angesteuerte vorzugsweise elektronische Schalter 22 und 23, die beispielsweise als Feldeffekttransistoren
ausgebildet sein können. Die beiden Schalter 22 und 23 schalten wechselweise Referenzspannungen
+ Uret und — Uref auf das Verzögerungsglied
24 zur Bildung der Meßspannung U α. Das Verzögerungsglied
24 enthält einen Operationsverstärker K24 mit der Parallelschaltung eines Widerstandes R24
und eines Kondensators C24 in der Rückführung. Die
Verzögerungszeit des Ve"rzögerungsgliedes 24 wird dabei so groß gewählt, daß sie mehreren Perioden
des Wellenganges entspricht.
Die Wirkungsweise der Vergleichsschaltung 12' wird unter Bezugnahme auf die zeitliche Darstellung
der Signalverläufe in Fig. 3 beschrieben. Fig. 3a
zeigt den zeitlichen Verlauf einer Schwingung des abgeleiteten Rollwinkels φ' und der abgeleiteten Flüssigkeitsstandsdifferenz
/17/. Die abgeleitete Flüssig-
keitsstandsdifferenz A hf eilt dem. abgeleiteten Rollwinkel
φ' um etwa 60° nach. Zur optimalen Nacheilung von 90° besteht daher die Phasendifferenz α.
Fig. 3b zeigt die von den Grenzwertmeldern 15 und 16 gebildeten binären Phasensignale A und B sowie
die von der Logikschaltung aus den Gattern 17, 18 und 19 gebildeten Zeitsignale Π und Tl.
Solange das Zeitsignal Tl den elektronischen Schalter 23 durchlässig steuert, liegt die Referenzspannung
— Uref am Verzögerungsglied 24, dessen
Ausgangsspannung Ua entsprechend ansteigt. Wenn
das Zeitsignal Γ 2 verschwindet und statt dessen das Zeitsignal Π erscheint, wird der elektronische Schalter
23 gesperrt und der elektronische Schalter 22 durchgesteuert. Am Eingang des Verzögerungsgliedes
24 liegt nun die Referenzspannung +Uref, und die
Ausgangsspannung Ua des Verzögerungsgliedes 24 sinkt entsprechend ab. Da im dargestellten Beispiel
das Zeitsignal Tl länger ansteht als das Zeitsignal Tl,
ergibt sich insgesamt ein positiver Mittelwert der Aus- so gangsspannung Ua an Klemme 21. Dieser ist ein Maß
für die Differenz α zum optimalen Wert π/2 der Phasenverschiebung
zwischen dem Rollwinkel des Schiffes und der Flüssigkeitsstandsdifferenz im Stabilisierungstank.
Bei einer Phasendifferenz von 90° zwischen φ' und
Ah' sind die Schalter 22 jeweils für gleiche Zeiten geschlossen, und der Spannungsmittelwert am Ausgang
21 ist 0. Bei einer von 90° abweichenden Phasendifferenz zwischen φ' und Δ h' bleibt einer der beiden
elektronischen Schalter langer geschlossen als der andere. Am Ausgang 21 erscheint dann eine
Spannung Ua, die dieser Abweichung proportional
ist. Das Vorzeichen der Meßspannung Ua gibt an, ob
die Phasendifferenz größer .oder kleiner als 90° ist.
Der Vorteil der beschriebenen Auswerteeinrichtung 20 besteht darin, daß eine Integration über ein bestimmtes,
jedoch schwer bestimmbares Zeitintervall vermieden wird. Es findet praktisch eine Integration
mit gleitenden Integrationsgrenzen statt, die nicht mehr bestimmt werden müssen.
Im Ausführungsbeispiel der F i g. 2 wurden die Verzögerungsglieder 10' und 24 und das Vorhalteglied
11' als Glieder erster Ordnung beschrieben. Es ist jedoch ohne weiteres möglich und liegt im Rahmen
der vorliegenden Erfindung, hier auch Glieder. höherer Ordnung vorzusehen. Dies ist insbesondere
dann wünschenswert, wenn der Einfluß höherfrequenter Störgrößen beseitigt werden oder der Nullpunktfehler
der Meßwertgeber eleminiert werden muß.
Fig.4 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit Verzögerungsgliedern
und Vorhaltegliedern höherer Ordnung. Der erste Kanal 10" enthält- ein Verzögerungsglied
mit Vorhalt, während der zweite Kanal 11" ein zweistufiges VorhaltegUed mit Verzögerung aufweist.
Die Auswerteschaltung enthält ein Verzögerungsglied 25 zweiter Ordnung. Dieses besteht wiederum aus
einem Operationsverstärker F25, in dessen Rückführung die Parallelschaltung aus einem Widerstand R25
und einem Kondensator C25 liegt. Die Eingangsbeschaltung
besteht aus einem T-Glied mit Längswiderständen und einem Querkondensator. Diese Anordnung
hat den Vorteil, daß trotz einer großen Glättungswirkung eine rasche Ansprechgeschwindigkeit
erzielt wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 509 517/130
Claims (1)
1. Anordnung zur Bestimmung der Phasendifferenz
zwischen der Rollschwingung eines Schiffes und der Tankflüssigkeitsschwingung in einem
Stabilisierungstank mit einem Meßwertgeber zur Erfassung der Rollgeschwindigkeit des Schiffes
und einem Meßwertgeber zur Erfassung der Flüssigkeitsstandsdifferenz im Stabilisierungstank und
mit einer Phasenvergleichsschaltung, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden
Merkmale:
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2355202A DE2355202C2 (de) | 1973-11-05 | 1973-11-05 | Anordnung zur Bestimmung der Phasendifferenz zwischen der Rollschwingung eines Schiffes und der Tankflüssigkeitsschwingung in einem Stabilisierungstank |
US05/519,677 US3968353A (en) | 1973-11-05 | 1974-10-31 | Apparatus for determining the phase difference between the rolling oscillation of a ship and a liquid contained in a stabilizing tank |
JP49127447A JPS5073398A (de) | 1973-11-05 | 1974-11-05 | |
GB4785074A GB1451025A (en) | 1973-11-05 | 1974-11-05 | Circuit for measuring a phase difference between two signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2355202A DE2355202C2 (de) | 1973-11-05 | 1973-11-05 | Anordnung zur Bestimmung der Phasendifferenz zwischen der Rollschwingung eines Schiffes und der Tankflüssigkeitsschwingung in einem Stabilisierungstank |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2355202B1 true DE2355202B1 (de) | 1975-04-24 |
DE2355202C2 DE2355202C2 (de) | 1976-01-08 |
Family
ID=5897233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2355202A Expired DE2355202C2 (de) | 1973-11-05 | 1973-11-05 | Anordnung zur Bestimmung der Phasendifferenz zwischen der Rollschwingung eines Schiffes und der Tankflüssigkeitsschwingung in einem Stabilisierungstank |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3968353A (de) |
JP (1) | JPS5073398A (de) |
DE (1) | DE2355202C2 (de) |
GB (1) | GB1451025A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3026714A1 (de) * | 1979-07-17 | 1981-02-12 | Philips Nv | Phasenvergleichsschaltung |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4549267A (en) * | 1983-06-10 | 1985-10-22 | Drabouski Jr Stephen J | Moment stability system for large vessels |
US4872118A (en) * | 1984-08-09 | 1989-10-03 | Naidenov Evgeny V | System for automated monitoring of trim and stability of a vessel |
DD245107A3 (de) * | 1984-08-15 | 1987-04-29 | Schiffbau Veb K | Verfahren zur regelung eines rolldaempfungstanks |
KR19980048355A (ko) * | 1996-12-17 | 1998-09-15 | 이대원 | 선박 균형 장치 |
JP3537785B2 (ja) * | 2001-08-09 | 2004-06-14 | 紀孝 松村 | 船舶の動揺軽減水槽装置及びその制御方法 |
US7737569B2 (en) * | 2006-10-24 | 2010-06-15 | Seadyne Energy Systems, Llc | System and method for converting ocean wave energy into electricity |
US8079321B2 (en) | 2006-12-15 | 2011-12-20 | Exxonmobil Upstream Research Company | Long tank FSRU/FLSV/LNGC |
CA2693197A1 (en) * | 2007-07-16 | 2009-01-22 | Ncl Corporation Ltd. | Systems and methods for installing a bowling center on a ship |
NO332151B1 (no) * | 2009-08-06 | 2012-07-09 | Eirik Hellesvik | Rulledempningstank |
US8461730B2 (en) | 2010-05-12 | 2013-06-11 | Science Applications International Corporation | Radial flux permanent magnet alternator with dielectric stator block |
US9051918B1 (en) | 2011-02-25 | 2015-06-09 | Leidos, Inc. | Vertical axis wind turbine with tensile support structure having rigid or collapsible vanes |
US9133815B1 (en) | 2011-05-11 | 2015-09-15 | Leidos, Inc. | Propeller-type double helix turbine apparatus and method |
US8866328B1 (en) | 2011-06-07 | 2014-10-21 | Leidos, Inc. | System and method for generated power from wave action |
NO336785B1 (no) * | 2011-10-26 | 2015-11-02 | Eirik Hellesvik | Fremgangsmåte og anordning ved en rulledempningstank i skip |
US9331535B1 (en) | 2012-03-08 | 2016-05-03 | Leidos, Inc. | Radial flux alternator |
US11365992B2 (en) * | 2019-12-10 | 2022-06-21 | Schneider Electric Systems Usa, Inc. | Systems and methods for validating a vortex fluid flow signal |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2901996A (en) * | 1952-08-26 | 1959-09-01 | Muirhead & Co Ltd | Control apparatus for the stabilization of ships |
US3322942A (en) * | 1963-05-10 | 1967-05-30 | Gen Precision Inc | Reset integrator using digital and analog techniques |
US3421060A (en) * | 1964-10-27 | 1969-01-07 | Findlay Irvine Ltd | Apparatus for stabilising ships |
US3428788A (en) * | 1965-01-15 | 1969-02-18 | Sperry Rand Corp | Ship's motion predictor |
US3521593A (en) * | 1968-04-19 | 1970-07-21 | Flume Stabilization Syst | Phase controlled roll stabilization system for ships |
US3516377A (en) * | 1968-07-03 | 1970-06-23 | Flume Stabilization Syst | Variably damped passive tank stabilizer |
US3604386A (en) * | 1968-12-30 | 1971-09-14 | Filotecnica Salmoiraghi Spa | Automatic installation for the transversal balancing of a ship |
US3847348A (en) * | 1973-11-14 | 1974-11-12 | Us Navy | Roll computer |
-
1973
- 1973-11-05 DE DE2355202A patent/DE2355202C2/de not_active Expired
-
1974
- 1974-10-31 US US05/519,677 patent/US3968353A/en not_active Expired - Lifetime
- 1974-11-05 GB GB4785074A patent/GB1451025A/en not_active Expired
- 1974-11-05 JP JP49127447A patent/JPS5073398A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3026714A1 (de) * | 1979-07-17 | 1981-02-12 | Philips Nv | Phasenvergleichsschaltung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3968353A (en) | 1976-07-06 |
DE2355202C2 (de) | 1976-01-08 |
GB1451025A (en) | 1976-09-29 |
JPS5073398A (de) | 1975-06-17 |
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