DE3317647A1

DE3317647A1 - Manoevriersystem fuer ein wasserfahrzeug oder dergleichen

Info

Publication number: DE3317647A1
Application number: DE3317647A
Authority: DE
Inventors: Masanari Akashi Hyogo Inagaki; Osamu Kobe Hyogo Nagata; Hajime Kobe Hyogo Yamada
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1982-05-18
Filing date: 1983-05-14
Publication date: 1983-12-08
Also published as: FR2527355A1; JPS58202197A; JPH0311960B2; US4532877A; GB8313563D0; GB2124406B; DE3317647C2; GB2124406A; FR2527355B1

Description

..^:^^: "'..'"./■ 33 1 76A7

Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha, No. 1-1, Higa.5hikawasaki-cho 3-chorae, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo-ken, Japan ^ _. _ _ __ __ .._ _ —. — _ _ — — — — — — — _ .— -— —- _ — — — ~ — M — — — — — — — — —— —» w — — —» ^ — — — — — — ·— — — — — — —· — — — — —· Manövriersystem für ein Wasserfahrzeug oder dergleichen

Die Erfindung betrifft ein Manövriersvstem für ein wasserfahrzeug or.er dergleichen, welches mit einer Manövrierausstattung versehen ist, weiche eine Mehrzahl von Manövriereinrichtungen, wie Schubeinrichtungen und Hauptschrauben, umfaßt.

Landferne schwimmende und halb eintauchende Bohranlagen oder manche Arbeitsboote, wie z.B. Schlepper, Versorg-ingsboore und dgl., müssen mit einem sehr engen Radius bei der Drehbewegung oder auf dem Fleck im Hinblick auf die Natur der mit ihnen zu bewerkstelligenden Operationen gedreht werden. Diese Wasserfahrzeuge weisen in der Regel eine niedrige Gescnwindigkeit auf und sind sehr schwierig zu steuern, wenn ein herkömmliches Ruder verwendet wird. Um hier eine Lösung zu schaffen, wurden spezielle Steuersysteme für diese Art von Wasserfahrzeugen vorgeschlagen. Im Fall von landfernen, halb eintauchenden Bohrtür men z.B., welche eine quadratische Grundform aufweisen, werder. vier steuerbare Schubeinrichtungen verwendet, veη welchen jede an einer Säule an einer der vier Ecken des Bohrturms angebracht ist. !.-η Fall von Arbeitcschiffen ist eine Mehrzar,! von drehbaren Düsenschubeinrichtungen und Antriebseinheiten vergesehen .,orden, .vcrlche In der Lage sind, die Schubrichtung zu eir.^jvr,, unu -,/euhe

wiei/if*' /

am Bug und Heck angeordnet sind und die Manövrierausstattung darstellen. Die von diesen Manövriereinrichtungen erzeugten Schübe v/erden so zusammengefaßt, daß eine gewünschte Vortrieb?·- oder Drehbewegung erreicht wird.

Bei gewöhnlichen Handelsschiffen gibt es Beispiele für Bug- und eine Heckschubeinrichtungen, welche dazu herangezogen werden, um das Schiff längs eines Kais._in einem Hafen in Position oder von dort weg zu bringen, so daß das Schiff dazu veranlaßt werden kann, durch diese Manövriereinrichtungen im Zusammenwirken mit einer gewöhnlichen Steueranlage, wie z.B. einer Hauptschraube, eine gewünschte Bewegung auszuführen.

Bei einem Manovriersystem für ein Schiff od.dgl. der vorgenannten Art mit einer Vielzahl von Manövriereinrichtungen, welche eine Manövrierauss"attung repräsentieren, ist es bisher üblich, jede der Manövriereinrichtungen mit Betätigungseinrichtungen zur Steuerung des Schiffes zur individuellen Betätigung der Manövriereinrichtungen mittels der zugehörigen Betätigungseinrichtungen zu versehen. Beim Manövrieren des Schiffes durch das vorgenannte V3rfahren entsteht das Problem, daß der Vorgang kompliziert uid die Reaktion der Manövriereinrichtungen langsam ist, weil verschiedene Manövriereinrichtungen so betätigt wercen sollten, daß eine Manövrieranordnung, welche spezifische Schiffssteueranforderungen erfüllen muß, zu einer bestimmten Zeit durch einen Steuermann betätigt wird, welcher mit der Betätigung der speziellen Manövrieranordnung des entsprechenden ifchiffi-rumpfs vertraut ist.

3ei einem Schiff mit einer Mehrzahl von Manövriereinrichtungen erteilt jede Manövriereinrichtung dem Rumpf einen ^hub, weicher individuell durch die Manövrieranordnung erzeugt wird. Bei dem Manövrieren eines Schiffes ist ein resultierender Schub in Form einer Vektorsumme der erzeugten Einzel Schübe ;.nc eir.-τ Summe von Drenmomenten durch die Einzelschübe erforderlich.

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Wenn z.B. cine Steuerung mittels eines Steuerknüppels mit einem Steuerhebel und einem V/ählknopf :;ur Steuerung des resultierende: Schubs und der Summe der Drehmomente möglich wäre, konnte das Schiff wunschgemäß manövriert werden, und zwar unabhängig von der Zahl und der Art der Schubeinrichtungen, welche verwendet werden, wobei das vorgenannte Problem herkömmlicher Steuerungen vermieden würde und das Manövrieren entsprechend den Steuererfordernissen bewerkstelligt werden könnte.

Ein Manövriersystem, welches in der Lage ist, der. resultierender Schub und die Summe der Drehmomente zu steuern, bietet die vorgenannten Vorteile. Ein derartiges Manövriersysterr, v/eist jedoch eoenfalls Nachteile auf. Einer liegt darir., α aß wenn einige dsr Manövriereinrichtungen nicht in der Lage sind, einen Scnub entsprechend dem vorliegenden Befehl zu erzeugen, die Manövrieranordnung ausfällt, oder v/enn der Vorgabewert höher als die Kapazität der Manövriereinrichtungen ist. der resultierende Schub und die Summe der Drehmomente in komplizierter Weise beeinflußt werden, wobei ein weiteres Manövrieren des Schiffes unmöglich wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Dementsprechend ist es Gegenstand der Erfindung, ein Manövriersystem für ein Wasserfahrzeug oder dergleichen vorzusehen, welches in der Lage ist, den resultierenden Schub und die Summe der Drehmomente zu steuern, um eine verbesserte Manövrierfähigkeit zu erreichen.

Hierzu ist erfindungsgemäß ein Manövriersystem für ein Wasserfahrzeug oder dergleichen vorgesehen, welches eine Manövrierausstattung aufweist, die eine Mehrzahl von Manövriereinrich-' tungen umfai3t, wie Schubeinrichtungen und Haupts -hrauben, wobei das Manövriersystem Schubeinstelleinrichtungen u:.d Drehmomenteinstelleinrichtungen aufweist, um die Manövrieriusstattunq se einzustellen, daß ein resultierender Schub un-i eine Summe

von Drehmomem.en entsteht, wie sie erforderlich sind, um den Erfordernissen zur Manövrierung des Wasserfahrzeugs gerecht zu werden; Schubzuteilungseinrichtur.^j:! .r.L ~. dnem L'ingac ,·;.. für den resultierenden Schub vorgegeben durch die SchübeinstoiL-einrichtungen und ein Drehmomenteingabesignal vorgegeben von den Drehmomenteinstelleinrichtungen, wobei diese Signale auf solche Schubeingabesignale reduziert werden, welche für die Manövriereinrichtungen der Manövrierausstattung erforderlich sind, um solche Schubeingabesignale zu den jeweiligen Manövriereinrichtungen zu geben; Reduktionsverhältnis-Betätigungseinrichtungen zun Vergleich der Schubeingabesignale, welche an die jeweiligen Manövriereinrichtungen gegeben werden, mit dem maximal zulässigen Schub, welcher für die einzelnen Manövriereinrichtungen gesondert vorgegeben ist, um die Reduktionsverhältnisse zur Verminderung der Schubeingabesignale zu berechnen und gleichzeitig ein Reduktionsverhältnis aus allen Reduktionsverhältnissen herauszusuchen, welches eine maximale Verminderung erforderlich macht·, wobei dieses Reduktionsverhältnis als Ausgangssignal· in Form eines Maximal-Reduktionsverhältnis-Signals vorgegeben wird; und Schubverminderungseinrichtunger, welchen die Schubeingabesignale eingegeben werden, we 1 ehe zu. den einzelnen Manövriereinrichtungen aus den SchubzuteiLungseinrichtungen gegeben werden, wobei eine- Reduktionsoperation de-rart vollzogen wird, daß die Schubeingabesignale, welche ar. die jeweiligen Manövriereinrichtungen aus den Schubzuteilungseinrichtungen gegeben werden, auf die maximal erlaubten Werte mit Hilfe des Maximal-Reduktionsverhältnis-Signals gebracht werden, welches durch die Reduktionsverhäitnis-Betätigungseinrichtungen abgegeben wird, um auf diese Weise reduzierte Schubeingabesignale auszugeben, wobei durch die Manövriereinrichtungen Schübe erzeugt werden, welche durch die verminderten Schübeinrabesignale gesteuert werden können; einen resultierenden Schub und ein Drehmoment zur Manövrierung des Wasserfahrzeugs, we:ch-j die Manövrierausstattung aufweist, welche eine Mehrzahl von steuerbaren Manövriereinrichtungen umfaßt; und die Er::eup,un;;

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vcn Unterschieden in den Richtungen zwischen eier ι 3chüben, welche durch die Schubeinstelleinrichtungen vorgegeben .-/erden, wobei Unterschiede in der Richtung zwischen dem Schub, v/eicher durch die Schubeinstelleinrichtungen vorgegeben wird und dem resultierenden Schub durch die Kombination der Einzelschübe der Manövriereinrichtungen vermieden werden können.

Ein Manövriersystem für ein Wasserfahrzeug oder dergleichen der vorstehenden erfindungsgemäßen Konstruktion v/eist in den Schub zu?, eiiungseinri ch tungen Zutei lungs ve rhältni-sänäerungseinrich tungen auf, welche die Funktion haben, die Schubzuteiiungsverhält ni sse de.-r Schubeingabesignale, welche an die jeweiligen Manövriereinrichtungen von den Schubzuteilungseinrichtungen gegeben v/erden, auf ein Signal hin zu ändern, welches anzeigt, ob die Sc-hubeinrichtungen in Betrieb sind eder nicht, wobei die Richtung dt'S Schubs der durch die Schubeinstelleinrichtungen vorgegeben ist, und die Richtung des resultierenden Schubs, welcher durch die Kombination der von der Manovriereinrichtung erzeugten Schübe erhalten v/ird, in Übereinstimmung gebracht v/erden können, und zwar zu jeder Zeit, ohne daß eine Änderung der Schübe und Drehmomente erforderlich ist, welche durch die Sehuoeinstelleinricheungen und die Drehmomenteinstelleinrichtungen vorgegeben sind, auch wenn die Zahl der Manövriereinrichtungen der Manövrier ausstattung, welche in Betrieb sind, sich ändert.

Zusätzlich ist bei einem Manövriersystem für ein Wasserfahrzeug oder dergleichen der vorgenannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß es Matrix-Betätigungseinrichtungen zur Durchführung der Schubzuteilungsoperation der Schubzuteilungseinrichtungen umfaßt, welchen das resultierende Schubeingabesigr.al eingegeben wird (eine iongitudinaie Komponente X und eine tuerkorr.ponente Y), weiches von den Schubeinstelleinrichtungen geliefert wira, und aas Drehmomenteinr.abesignai (Eingabewert N) , weiches von uviη Lrerur.ornenteinstelleinrichtungen geliefert wird, wobei Schub-

ORIGlNAL INSPECTED COPY

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eingabesignale (eine longitudinale Komponente χ. und eine Querkomponente χ., i = 1.2 n) erzeugt v/erden, und zwar als Ausgar.gs-

signale an die Manövriereinrichtungen, die in Betrieb sind (deren Zahl η beträgt), wobei eine Zuteilungsoperation durchgeführt werden kann derart, daß die Summe der Quadrate (Σ(x² . + x² .)) der Schubeingabesignale, welche den Manövriereinrichtungen zugeführt wird, minimiert wird, um so eine wirtschaftliche Manövrierung des Wasserfahrzeugs zu ermöglichen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Dabei zeigen

Fig. 1 eine sthematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung beim Einbau in ein Manövriersystem eines landfernen Bohrturms mit einer Manövrierausstattung mit visr steuerbaren Schubeinrichtungen;

Fig. 2 ein Blockdiagramm der Manövrierausstattung, die in Fig. 1 dargestellt ist; und

Fig. 3 ein Blockdiagramm der Reduktionsverhältnisbetät igungf-einrichtungen, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind, ir: Einzelheiten dargestellt.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsfcrm des erfir.dungsgemäßen Manövriersystems, wie es in einem landfernen Bohrturm mit rechteckigem Querschnitt eingebaut ist, v/elcher eine Manövrierausstattung auf v/ei st, die vier steuerbare Schubeinrichtungen 81, 82, 83 und 84 umfaßt, wovon jede an einer Säule an einer der vier Ecken des Bohrturms angebracht ist.

" "' ^r- *'^; ■ ■** ■ '", 'Λ'¹*^{r y}*^i:'; t \i3ti P se *^u ν s i ι! r i ^' '"'jPi ^^ν\ '^2 ~.* ~~ "~ ^r' 54 werdc-p. durch eine Steuereinheit lco, welche nachfolgend näher beschrieben wird, mittels eines Steuerknüppels 3ol und eines Wählknopfes 3o2 so betätigt, daß die Summe der durch die vier steuerbaren Schubeinrichtungen 81, 82, 83 und 84 erzeugten Schübe in Übereinstimmung mit der Richtung und Größe eines durch den Steuerknüppel 3ol vorgegebenen Schubs gebracht wird, um auf diese Weise eine Drehbewegung zu veranlassen, wie sie durch den Wählknopf 3o2 vorgegeben wird.

Jede der vier steuerbaren Schubeinrichtungen 81, 32, 83 und S^ kann so gesteuert v/erden, daß die Höhe des durch diese erzeugten Schubs durch den Ausschlagwinkel vorgegeben .-;ird, und daß die Richtung des Schubs durch den Steuerwinkel vorgegeben wird.

Bezugnehmend auf Fig. 2 bezeichnet loo die Steuereinheit und 2oo die Manövrierausstattung mit den vier steueroaren Schubeinric tungen bl, S2, 83 und 84. Die Steuereinrichtung loo umfaßt SchubeiriSteileinrichtungen Io mit einem Stellorgan 1 zur Einstellung der Kraftkornponente in Richtung der X-Achse zur Eingabe von Befehlen für eine Longitudinalkomponente X des resultierenden Schubs, und ein Stellorgan 2 zur Einstellung der Kraftkomponente in Richtung der Y-Achse zur Eingabe von Werten hinsichtlich der Querkomponente Y des resultierenden Schubs. 3 bezeichnet Drehmomenteinstelleinrichtungen zur Vorgabe von 3efehlen hinsieht lieh der Summe der Drehmomente. Die Longitudinaiicomponente X und die Querkomponente Y des resultierenden Scnubs und die Summe IJ der Drehmomente werden den Ste 11 Organen 1 und 2 der Schubeinstelleinrichtung Io und der Drehmomenteinstel!einrichtung auf aar 3asis von Richtung und Größe des Schubs \>irregehen,' wie .2 ie durch den Steuerknüppel 3ol und die Drehbewegung des Wahlkrior.fes 3o2 vorgegeben werden, und zwar ent^preehend einem vorgegebenen Programm. 4 bezeichnet Schubzuteiiu.-.gseinrichtungen, ■.velcr.-.? '\-n; sprechend der Zahl der Schübe inricfi-

tungen, die in Betrieb sind und die außer Betrieb :;Lnc, auf die zusammengesetzten Schubeingabesignale X und Y, wie sie durch die Stellorgane 1 v.r.d 2 vorgegeben \/erdon, Mp₁'! ν Γ "'':· Drehmomenteingabesignal N, wie es durch die Drehmoment stel lc ir.-richtung 3 vorgegeben wird, einwirken, und Schubeingabesignale x. und y. an die Schubeinrichtungen 81, 82, 83 und 84 so abgeben, daß die Gesamtsumme der Longitudinalkomponenten x. der Schubeingabesignale gleich dem resultierenden Längsschubeingabesignal X wird, und daß die Gesamtsumme der Querkomponenten y. des Schubeingabesignals gleich der resultierenden des Querschubs des Eingabesignals Y wird, und daß die Summe der Drehmomente, welche durch die Schubeingabesignale x. und y. erzeugt wird, gleich wird dem Drehmomenteingabesignal N. Der Index i bezeichnet die Endziffern der Bezugszeichen der Schubeinrichtungen. Die Schubeingabesignale χ und y., welche von den Schubzuteilungseinrichtun^en 4 an die Schubeinrichtungen 81, 82, 83 und 84 abgegeben werden, werden Schubreduktionseinrichtungen 6. zugeführt, welrhe an jeder Schubeinrichtung angeordnet sind, ebenso wie Reduktionsverhältnisbetätigungseinrichtungen 5, in welchen die Berechnung hinsichtlich des Maximal-Reduktionsverhältnis-Signals ( ^ ) bei jedem Stellorgan wie nachfolgend beschrieben durchgeführt wird.

An den Schubreduktionseinrichtungen 6. werden die Schubreduktionssignale x. und y. mit dem Maximalschubreduktionsverhältnissignal {{) multipliziert, um auf diese V/eise reduzierte Schubeingabesignale x\ (= j X₁) und ^₁ (= }yj_)» ^zu erzeugen, un Befehle an die Schubeinrichtungen im Hinblick auf den zu erzeugenden Schub zu geben. Schubsteuereinrichtungen 7. für die Sohubeinrichtungen versorgen die Schubeinrichtungen 8. mit Ausseh-agswinkelinformationssignalen 0 und Steuerwinkeleingabesigna.en Θ^. auf der Basis der reduzierten Schübeingabesignaie ;;. und y., um auf diese V/eise den durch die Sohubeinriehtupazen erzeugten Schub in Einklang mit den reduzierten Scr.ubeingabesignalen x. und y. zu bringen. An den Schübe inrichturi-

ο 3 -7b A /

winkeis bewirkt, urn deren Werte in Übereinstimmung mi L den Werten zu bringen, welche durch das Ausschlagswmkeiein::"ellsignal© . und das Steuerwinkeleinstellsignal (?„· vorgegeben

IP OL

werden, so daß die Schübe mit den reduzierten Schubeingabesignale x. und y. übereinstimmen und dementsprechend erzeugt und auf den Schiffsrumpf übertragen werden.

Die Schubzuteilungseinrichtungen 4 werden im folgenden näher beschrie-ben. Schubeingabesignale, welche von den Schubzuteilur.gseinrichtungen 4 ausgegeben werden, werden so vcrgegeb.en, daß die Summe der longitudinalen Komponenten der eingegeoenen Schubwerte, cie Summe der Ouerkomponenten der eingegeoenen Schubwerte und die Summe der Faktoren entsprechend den Drehmomenten gleich werden cen Eingabesignalen X, Y und N. Anders gesagt wird die Berechnung hinsichtlich der Schubeingabesignale <.. und y_. auf der Basis der folgenden Gleichungen 1 bis 3 durc.igeführt, welche das Verhältnis zwischen den Schubeingabesignalen x. una y. und den Befehlssignalen X, Y und N zeigen. 1. uni I¹.. sind Koeffizienten (Gewichtsfaktoren) der Schubkomponenten x. und y., welche durch die Schubeinrichtungen 8. erzeugt werden,

welche zu den Drehmomenten beitragen. Auf diese Weise stellen 1.. χ. una 1,- 'y. Drehmomente dar, welche durch die Schubeinrichtungen S. erzeugt werden.

X = χ + x, + x_o + χ (1)

Y = y_t - y₂ + y₃ + y₄ (2)

N = I₁X₁ + I₂X₂ + I₂X₃ + I₄X₄ + i-'_iy_i + ^l'₂ ^y2 ^{+ if}2^y3 ^{+ 1I}4^y4-^<(3

Die Gleichungen 1 bis 3 stellen lineare Gleichungen dar, in ' welchen die Schubeingabesignale χ. uns y, unbekannte Größen sind, so daß die Schubeingabesignale χ. und y. , .ve 1 ehe die Summe der Quadrate alier Schubeingabesignale miniminieren, durch aie folgende Gleichung 4 mittels einer 0 χ 3 Matrix T dargestellt werden können:

y·,

χ,

χ.

(4)

Auf diese V/eise können dann, wenn alle Schubeinrichtungen im Betrieb sind, die Schubeingabesignale x. und y. durch die Algebra einer 8x3 Matrix (Gleichung 4), wie oben dargestellt, erhalten werden. Wenn einige Schubeinrichtungen außer Betrieb gesetzt werden, würde eine Matrix T' die Schubeingabesignale x. und y., welche die Summe der Quadrate der Schubeingabesignale, welche auf die Schubeinrichtungen, die noch in Aktion sind, zu geben sind, minimieren, in ähnlicher Weise erhalten werden.

Die Schubzuteilungseinrichtungen 4 weisen eine eingebaute Zuteilungsverhältnisänderungseinrichtung 41 auf, weiche dazu dient, die Matrix T der Gleichung 4 in Übereinstimmung mit den Zuständen Betrieb/nicht in Betrieb entsprechenden Signalen s. zu ändern, wobei angezeigt wird, ob die speziellen Schubeinrichtungen in Betrieb oder außer Betrieb sind, indem die Schubeingabesignale x. und y. aktiviert werden, so daß auf diese V/eise zu jedem Zeitpunkt Eingabesignale X, Y und N vorliegen. Die Schubzuteilungseinrichtungen 4 versehen alle Schubeinrichtunge;n mit Schubeingabesignalen x. und y., welche erforderlich sind, um die Eingabesignale X, Y und N ungeachtet der Kapazitäten der Schubeinrichtungen zu erhalten. Die Reduktionswrhäi tnisbt.--tätigungseinrichtungen 5 und lie Schubreduktionseinrichtungen 6. wirken so, laß eine Verminderung bewirkt wird, wenn die Schubeingabesi^nale x. und y. Maximalschübe überschreiten, welche für alle Schubeinrichtungen zuvor vorgegeben wurden.

3 reift; d.i. θ λ e ei ι

irr. einzelnen. Die Bezugszeichen 51., 52. und 53.. bezeichnen einen Absoiutwertrechner zurEewerksieiligung der Berechnung des Absolutwertes T. (=ι^χ². + y² . ) der Schubeingabesignale irrt Hinblick auf die Schubeingabesignale x. und y., welche von der Schubzuteilungseinrichtung 4 abgegeben werden, eine Maximalsc hubeir,stelleinrichtung zur Einstellung eines zulässigen maxima If η Schubs für jede Schubeinrichtung und ein Divisionselement ZL.r Ausführung der Berechnung für jeden Wert £ . C=T₁./I₁.). Bezugszeichen 5oo bezeichnet eine Niedrigsignaiajswähleinrich~ur zur Auswahl eines Minimalwertes der aus (_Λ bis \_A der Divisoren nrichtung 53. und der Eingangssignal·? {Verhältnis 1) oder eines Reduktionsverhältnisses, weiches eine maximale Reduktion erfordert und ein maximales Schubverminderungsvernältnis Signal j als Ausgangssignai herstellt.

Die Ausgangssignale ) . der Divisoreinriohtung S3., werden an den Rednktionsverhältnisbetätigungseinrichtunger. 5 dann, wenn die Absolutwerte T. der Schubeingäbesignile, welohe von aer Schubzu^eilungseLnrichtung 4 geliefert waraen, kleiner als d.;.e zulassigen Maximumschubwerte T . sind, särm liehe größer a.s 1 b::w. { . > 1, so daß der Wert f =1 an de: wiedrigsignalaus wähleinrichtung 5oo ausgewählt wird. Wenn jedo«. h einer der Absolutwerte der Schubeingabesignale für die S-. hubeinrichtung·^ oier T. (wobei j eine der Schubeinrichtungen S., 62, 83 und

•J

84 darscellt) z. B. größer als der zulässige H.-.ximalschuo T

f ^Ξ ^

(T₁ > T, .) wird, wird das Ausgangssignal <, . d? r Divisoreinriohtung 53 kleiner als 1 bzw. C . > 1, so daß J" ( . an der Niedrigoignalauswahleinrichtung 5oo ausgewählt v.ird. Auf diese Weise v/Lrd- dann, wenn die Absolutwerte T. aer L'chubeingabesignale x. und y^, welche von den Schubsuteilungseinricntungen ausgegeben werden, sämtliche unter dem z_ilässi> en Maxirnalschuo T sind, das maximale Schubreduktionsverhäl trii ssi/nal gleich eir.3

b 'w. ί -1, so daß die Schubeingabesignale x. u.-.r: v. den Schucreg- j ι " i

tinrich'ungen V. ohne Verminderung an den :3chu. re-l'jkt icr::;e in-

ORIGINAL INSPECTED

richtungen 6. zugeführt v/erden. Wenn jedoch der Absolutwert T. der Schubeingabesignale x. und y. den zulässigen Maximalschub T. überschreitet, wird das Maxxmalschubreduktionsverhältnissignal kleiner &.ln 1 oder J <T 1, so daß alle Schubeingabesignale x. und y. an der Schubreduktionseinrichtung 6. im selben Verhältnis j (=T ./T.) vermindert werden. Auf diese Weise wird

^SJ J l~~z—'—

der Absolutwert der reduzierten Schubeingabesignale y χ . +

y² .=T . für die j-te' Schubeinrichtung, an welcher das Schubeingabe-J sj

signal den Maximalschub überschreitet und kleiner wird als die zulässigen Maximalschübe für all die anderen Schubeinrichtungen. Anders gesagt sind dann, wenn der Absolutwert der Eingabesignale x. und y. die zulässigen Maximalschübe T^. überschreitet, die durch die Schubeinrichtungen nach Empfang der reduzierten Schubeingabesignale x. und y. erzeugten Schübe, nicht mehr in Übereinstimmung mit den Schubeingabesignalen X und Y und dem Drehmcmen\eingabesignal N. In einem solchen Fall gilt, da die reduzierten Schubeingabesignale χ. und y. durch Multiplikation der Schubeingabesignale X₁ und y. mit einem vorbestimmten Maximalschubreduktionsverhältnissignal erhalten werden, die folgende Gleichung 5:

Q _{T = tan}

^Xl^+X2^+X3^+X4

Auf diese Weise wird die Richtung der resultierenden Schubs diejenige, wie sie durch die Schubeinstelleinrichtungen Io vorgegeben is~.

^ei der vorstehend beschriebenen und dargestellten Aurführungsform sind vier Schubeinrichtungen in der Form von steuerbaren Schubeinricht jngen als beispielsv/eise verwendet beschrieben worden. Die■Erfindung ist jedoch nicht auf diese spezielle Zahl von Schuo^inrichtungen beschränkt und jede Zahl von Schuleinrichtungen n) kann verwendet werden. In diesem Fall würde der Index i stehen stehen für 1, 2, 3 n.

-y

Weiterhin ist die Erfindung nicht auf das speziell dargestellte ur.d beschriebene Wasserfahrzeug beschränkt und das erfindungsgemäße Manövriersystem kann für jeden anderen Typ von V/asserfahrze verwendet werden, welcher nicht nur steuerbare Schubeinrichtunge sondern auch Seitenschubeinrichtungen, verstellbare Schrauben und gewöhnliche Schrauben in geeigneter Kombination umfaßt.

Aus der vorstehenden-Beschreibung wird deutlich, daß das erfindungsgemäße Manövriersystem durch die Verwendung reduzierter Schubeingabesignale zur Steuerung des von den Schubeinrichtunge >n erzeugten Schubs eine wirtschaftliche Steuerung gestattet, ir.derri die Summe der Quadrate der Schübe minimiert wird, wenn die Schübe unterhalb der zulässigen MaximalSchübe liegen, und daß es das Manövriersystem möglich macht, dann ^enn die Kapazitäten der Schubeinrichtungen unterhalb der Erfordernisse zur Bedienung des Wasserfahrzeugs liegen, einen resultierenden Schub in einer Richtung zu erhalten, welche durch die Schubeinstelleinrichtungen vorgegeben wird.

Leerseite

Claims

Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha, No. 1-1, Higashikawasaki-cho 3-chome, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo-ken, Japan A η s ρ r ü c h e

1. Hanövriersystem für ein Wasserfahrzeug oder dergleichen mit einer Hanovrierausstattung mit einer Mehrzahl von Manövisiereinrichtungen, wie Schubeinrichtungen und Haup-cschrauben, gekennzeichnet durch

Srhübei!'Stelleinrichtungen und Drehmomenteinstelleinrichtungen zur Einstellung eines resultierenden Schubs und einer Summe von Drehmomenten an der Manövrierausstattung, v;ie sie entsprechen den Erfordernissen zur Manövrierung des Wasserfahrzeugs erforderlich sind;

Schubzuteilungseinrichtungen, welchen ein Eingabesignal für den resultierenden Schub zugeführt wird, welches von den Schubein Stelleinrichtungen erzeugt wird, und ein Drehmorr.enteingabesignal, welches von den Drehmomenteinstelleinrichtungen erzeugt wird, wobei diese Signale so dimensioniert werden, daß Schubeingabesignale entstehen, wie sie für die Manövriereinrichtungen'der Manövrierausstattung erforderlich sind, um solche Schubemgaoesignaie an die jeweiligen Manövriereinrichtungen abzugeben;

Reduktionsverhältnisbetätigungseinrichtungen zum Vergleich de:- 'v.r. do η j^weiii^en Manövrisreinrichtun^en at;7eroborv^-: " ' ....-gabesignale mit den maximal zulässigen Schüben, welche getrennt für die jeweiLigen Manövriereinrichtungen vorgegeben sind, um Reduktionsverhältnisse zur Reduktion der Schubeingabesignale zu berechnen und gleichzeitig ein Reduktionsverhältnis aus

allen Reduktionsverhältnissen"auszuwählen, welches eine maximale j

Reduktion erforderlich macht, wobei dieses Reduktionsverhältnis ' als Ausgangssignal in Form eines Maximalreduktionsverhältnissignals abgegeben wird; und

Schubverminderungseinrichtungen, welchen die Schubeingabesignale zugeführt werden, die an die jeweiligen Manövriereinrichtungen von den SchubZuteilungseinrichtungen gegeben werden, wobei ein Reduktionsvorgang dergestalt erfolgt, daß die Schubeingabesignale, welche den jeweiligen Manövriereinrichtungen von den Schubzuteilungseinrichtungen zugeführt werden, in einen Bereich unterhalb der maximal zulässigen Werte gebracht werden, und zwar mittels des Maximalverhältnissignals, welches durch die Reduktionsverhältnisbetätigungseinrichtungen abgegeben wird, um reduzierte Schubeingabesignale zu erzeugen.

2. Manövriersystem für ein Wasserfahrzeug und dergleichen mit einer Manövrierausstattung mit einer Mehrzahl von Manövriereir.richtungen, wie S^hubeinrichtungen und Hauptschrauben, gekennzeichnet durch

Schubeinstelleinrichtungen und Drehmomenteinstelleinr j chtunf.er zur Einstellung von Schüben und Drehmomenten an der Manövrierausstattung, wie sie für die Manövrierung des Wasserfahrzeugs erforderlich sind;

3c-hubzUi,ai iungse Lnrichtungen , welchen e^n ■" -··" ^¹ --r-ir-'.r^·. Schur;-e i.ngabesignal zugeführt wird, welches von den Schubeinsteileinric tungen abgegeben wird, und ein Drehtnomenteingabesignal, welches von den Drehmomenteinstelleinrichtungen abgegeben wird, wobei diese Signale in Schubeingabesignale umgesetzt werden, welche für die Manövriereinrichtungen der Manövrierausstattung erforderlich sind, um Schubeingabesignale den jeweiligen Manövriereinrichtungen zuzuführen;

Reduktionsverhältnisbetätigungseinrichtungen zurr. Vergleich der Schubeingabesignale, welche den jeweiligen Kanövriereinrichtungen zugeführt werden, mit maximal zulässigen Schüben, welche getrennt für jede Schubeinrichtung vorgebbar sind, um Reduktionsverhältnisse zur Reduktion der Schubeingabesignale zu berechnen und gleichzeitig ein Reduktionsverhältnis aus allen Reduktionsverhältnissen auszuwählen, welches eine maximale Reduktion erfordert und dieses Reduktionsverhältnis als Ausgangssignal in Form eines Maximumreduktionsverhältnissignals auszugeben; und

Schubreduktionseinrichtungen, welchen Schubeingebesignale zugeführt werden, die von den Schubzuteilungseinrichtungen an die jeweiligen Manövriereinrichtungen abgegeben wercen, wobei eine Reduktionsoperation ausgeführt wird, indem die Schubeingabesignal welche ien jeweiligen Manövriereinrichtungen vor. den Schubzuteilungseinrichtungen zugeführt werden, in einen Bereich unterhalb der maximal zulässigen Werte gebracht werden, ur.d zwar durch das Maximalverhältnissignal, weiches durch die Redukticnsverhältnisbetäcigungseinrichtung abgegeben wird, so daL reduzierte-S ;hubeingabesignale erzeugt werden;

wobei die Schubzuteileinrichtungen eingebaute Schubzuteilungsänd^- rungseinrichtungen aufweisen, welche dazu dienen, die Zuteilunnsverhältnisse ier Schubeingaoesignaie, welche an die jeweilige..
Manövriereinrichtungen von den Schubzuteilungseinrichtungen
abgegeben werden, auf ein Signal hin zu ändern, welches anzeigt,
ob die ManövrLereinrichtungen in Betrieb oder außer Betrieb
sind.

3. Manövriersystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch
eine Schubzuteilungsoperationsfunktion für die Schubzuteilungseinrichtungen, welche so wirkt, daß sie als Eingabe ein Schubeingabesignal erhält, welches von den Schubeinstelleinrichtungen abgegeben wird, und ein Drehmomenteingabesignal, welches von den Drehmorr.enteinstelleinriDhtungen abgegeben wird, und als Ausgabeschubeingabesignale an di2 in Betrieb befindlichen Manövriereinrichtungen
durch Matrix-Dperationseinrichtungen abgibt.