FI129830B - Förfarande och vattenjetsystem för att hålla ett fartyg automatiskt i önskade positionspunkter och önskad riktning - Google Patents

Förfarande och vattenjetsystem för att hålla ett fartyg automatiskt i önskade positionspunkter och önskad riktning Download PDF

Info

Publication number
FI129830B
FI129830B FI20205463A FI20205463A FI129830B FI 129830 B FI129830 B FI 129830B FI 20205463 A FI20205463 A FI 20205463A FI 20205463 A FI20205463 A FI 20205463A FI 129830 B FI129830 B FI 129830B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
water jet
control
vessel
nozzle
ship
Prior art date
Application number
FI20205463A
Other languages
English (en)
Finnish (fi)
Other versions
FI20205463A1 (sv
FI20205463A (sv
Inventor
Sauli Virta
Heikki Yli-Korpela
Original Assignee
Alamarin Jet Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alamarin Jet Oy filed Critical Alamarin Jet Oy
Priority to FI20205463A priority Critical patent/FI129830B/sv
Priority to PCT/FI2021/050335 priority patent/WO2021224552A1/en
Publication of FI20205463A1 publication Critical patent/FI20205463A1/sv
Publication of FI20205463A publication Critical patent/FI20205463A/sv
Application granted granted Critical
Publication of FI129830B publication Critical patent/FI129830B/sv

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H11/00—Marine propulsion by water jets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B79/00—Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation
    • B63B79/40—Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation for controlling the operation of vessels, e.g. monitoring their speed, routing or maintenance schedules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H11/00—Marine propulsion by water jets
    • B63H11/02—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water
    • B63H11/10—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water having means for deflecting jet or influencing cross-section thereof
    • B63H11/107—Direction control of propulsive fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/02—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/02—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring
    • B63H25/04—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring automatic, e.g. reacting to compass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/46—Steering or dynamic anchoring by jets or by rudders carrying jets
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/0206—Control of position or course in two dimensions specially adapted to water vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H11/00—Marine propulsion by water jets
    • B63H2011/008—Arrangements of two or more jet units

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

Uppfinningen avser ett förfarande för att hålla ett fartyg (100) automatiskt på en bestämd position (p1) med hjälp av ett vattenjetsystem (10), där vattenjetsystemet (10) innefattar minst två styrsegment (16) samt en styrenhet (18) som kontrollerar styrsegmenten (16), enligt vilket förfarande fartyget (100) manövreras automatiskt i följande steg, där - önskad position (p1) jämförs med aktuell position (p2) för definiering av positionsavvikelse (∆p), - önskad riktning (z1) jämförs med aktuell riktning (z2) för definiering av riktningsavvikelse (∆z), - på grundval av positionsavvikelse (∆p) och riktningsavvikelse (∆z) bildas styrkommandon för styrsegmenten (16) för manövrering av fartyget (100) till önskad position (p1) och riktning (z1), - varje styrsegments (16) vattenjetanordnings (12) munstycke (20) och backskopa (22) styrs individuellt i förhållande till det andra styrsegmentet (16) för erhållande av en styrande tryckkraftvektor (F) och fartygets (100) manövrering utförs endast medelst den av vattenjetanordningarna (12) åstadkomna styrande tryckkraftvektorn (F). Uppfinningen avser även ett vattenjetsystem.

Claims (1)

  1. PATENTKRAV
    1. Förfarande för att hälla ett fartyg (100) automatiskt pä en bestämd position (pl) med hjälp av ett vattenjetsystem (10), där vattenjetsystemet (10) innefattar tvä styrsegment (16) innefattande minst en vattenjetanordning (12) med motor (14) samt en styrenhet (18) som kontrollerar styrsegmenten (16), där var je vattenjetanordning (12) innefattar munstycke (20) och backskopa (22), enligt vilket förfarande fartyget (100) manövreras automatiskt i följande steg, där - önskad position (pl) och riktning (zl) väljs för fartyget (100), - fartygets (100) aktuella position (p2) ochriktning (z2) bestäms, - önskad position (pl) jämförs med aktuell position (p2) för bestämmande av positionsavvikelse (Ap), - önskad riktning (z1) jämförs med aktuell riktning (z2) för bestämmande av riktningsavvikelse (Az), - på grundval av positionsavvikelse (Ap) och rikt- ningsavvikelse (Az) bildas styrkommandon för styrsegmenten (16) för manövrering av fartyget (100) till önskad position (pl) och riktning (z1), - fartygets (100) vattenjetsystems (10) munstycken (20) N och backskopa (22) styrs pä grundval av styrkommandona för att S 25 åstadkomma en tryckkraftvektor (F) som styr fartyget (100) till ro önskad position (pl) och riktning (zl) endast medelst den av ~ vattenjetanordningarna (12) åstadkomna styrande tryckkraft- = vektorn (F), N kännetecknat av att enligt förfarandet i 30 - för varje styrsegment (16) bildas ett separat styr- N kommando pä grundval av den behövliga styrande tryckkraftvektorn N (F) utan att ändra motorns (14) varvtal, och - varje styrsegments (16) vattenjetanordnings (12) munstycke (20) och backskopa (22) styrs individuellt i för-
    hällande till det andra styrsegmentet (16) för erhällande av en styrande tryckkraftvektor (F).
    2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att varje separat styrkommandon beräknas i följande steg: - pä grundval av positionsavvikelse (Ap) och rikt- ningsavvikelse (Az) bestäms behövlig styrande tryckkraftvektors (F) riktning och storlek, - bestäms varje motors (14) aktuella varvtal, - för varje styrsegments (16) vattenjetanordnings (12) munstycke (20) och backskopa (22) bestäms det läge, medelst vilket med hjälp av bäda styrsegmentens (16) vattenjetanordningar det erhälls önskad styrande tryckkraftvektor (F) säväl avseende riktning som storlek med motorernas (14) aktuella varvtal inräknade.
    3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av att enligt förfarandet används i förväg beräknade och lagrade tryckkraftfunktioner (232) för motorns (14) olika varvtal, vilken tryckkraftfunktion (232) inbegriper alla till följd av mun- styckets (20) och backskopans (22) lägen för ifrågavarande varvtal ästadkomna tryckraftvektorers (F) storheter, vilka med hjälp av tryckkraftfunktionen (232) beräknas för varje styr- N segments (16) varje vattenjetanordnings (12) munstyckes (20) och O 25 backskopas (22) lägen för varje behövlig tryckkraftvektor (F).
    3 ~ 4. Förfarande enligt något av patentkraven 1 - 3, = kännetecknat av att munstyckenas (20) och backskopans (22) N lägesförändringar utförs med samma ändringshastighet.
    3 30 N 5. Förfarande enligt något av patentkraven 1 - 4, N kännetecknat av att styrenheten (18) innefattar segmentstyr- ningar (24) för varje styrsegment (16), och enligt förfarandet förflyttas data avseende varje styrsegments (16) vattenjetan-
    ordnings (12) motors (14) varvtal samt munstyckets (20) och backskopans (22) läge även till det andra styrsegmentets (16) segmentstyrningar (24), för kopiering av styrningen för störningssituationer.
    6. Vattenjetsystem (10) för att hålla ett fartyg (100) automatiskt pä önskad position (pl) och önskad riktning (z1), där vattenjetsystemet (10) innefattar tvä styrsegment (16) vart och ett inbegripande minst en vattenjetanordning (12) med motor (14) samt styrenhet (18) som styr styrsegmentet (16), där varje vattenjetanordning (12) innefattar munstycke (20) och backskopa (22) samt dessas ställdon (28), där styrenheten (18) är anordnad att automatiskt utföra följande ätgärder för att styra fartyget (100) till önskad position (pl) och riktning (zl): - bestämma fartygets (100) aktuella position (p2) och riktning (z2), - jämföra önskad position (pl) med aktuell position (p2) för bestämmande av positionsavvikelse (Ap), - jämföra önskad riktning (z1) med aktuell riktning (z2) för bestämmande av riktningsavvikelse (Az), - pä grundval av positionsavvikelse (Ap) och rikt- ningsavvikelse (Az) bilda styrkommandon för vattenjetsystemet (10) för manövrering av fartyget (100) till önskad position (pl) N och riktning (z1), S 25 - styra fartygets (100) vattenjetsystems (10) munstycken ro (20) och backskopa (22) pä grundval av styrkommandona för att ~ ästadkomma en tryckkraftvektor (F) som styr fartyget (100) till = önskad position (pl) och riktning (z1) endast medelst den av N vattenjetanordningarna (12) åstadkomna styrande tryckkraft- i 30 vektorn (F), N kännetecknat av att styrenheten (18) är anordnad att styra N vattenjetanordningarna (12) utan förändring av motorernas (14) varvtal och kontrollera varje vattenjetanordnings (12) munstycke
    (20) och backskopa (22) individuellt för erhällande av en styrande tryckkraftvektor (F).
    7. Vattenjetsystem enligt patentkrav 6, kännetecknat av att styrenheten (18) innefattar separat - segmentstyrning (24) anordnad att mottaga styrnings- förfrågningar från fartygets handkontroller och översätta förfrågningarna till styrkommandon för var och en av vatten- jetanordningens munstycke (20) och backskopa (22), och - ställdonsstyrning (26) anordnad att separat styra var och en av vattenjetanordningens (12) munstycke (20) och backskopa (22) pä grundval av segmentstyrningens (24) styrkommandon för styrning av fartyget (100) till önskad position (pl) och riktning (z1).
    8. Vattenjetsystem enligt patentkrav 77, kännetecknat av att nämnd segmentstyrning (24) är anordnad bestämma posit- ionsavvikelse (Ap) och riktningsavvikelse (Az) samt att mottaga kommandon frän fartygets handkontroller.
    9. Vattenjetsystem enligt patentkrav 6, kännetecknat av att styrenheten (18) innefattar en separat systemstyrning (25) anordnad att bestämma positionsavvikelse (Ap) och riktnings- AN avvikelse (Az) samt att mottaga kommandon från fartygets O 25 handkontroller. 8 ~ 10. Vattenjetsystem enligt något av patentkraven 6 - 9, = kännetecknat av att nämnda ställdon (28) är cylinderställdon N (30), vilkas noggrannhet är för cylinderns slaglängd 0,1 - 1,0 i 30 mm, när slaglängden är 70 - 150 mm.
    11. Vattenjetsystem enligt något av patentkraven 6 - 10, kännetecknat av att munstyckets regleringshastighet frän det ena ändläget till det andra är under 0,3 - 2,0 s, förmånligt 0,5 -
    0,85 och vattenjetsystemet innefattar en hydraulpump, vars maximala trycknivä är 20 - 200 bar.
    12. Vattenjetsystem enligt patentkraven 6 - 11, känne- tecknat av att styrenheten (18) innefattar ett minne (38) i vilket finns i förväg beräknade och lagrade tryckkraftfunktioner (232) för motorns (14) olika varvtal, vilken tryckkraftfunktion (232) inbegriper alla till följd av munstyckets (20) och backskopans (22) lägen för ifrågavarande varvtal åstadkomna tryckraftvek- torers (F) storheter, och nämnd styrenhet (18) är anordnad att på grundval av behövlig tryckkraftvektor (F) för varje styr- segment (16) beräkna varje vattenjetanordnings (12) munstyckes (20) och backskopas (22) lägen med hjälp av den tryckkraftfunktion (232) som motsvarar vattenjetanordningens (12) motors (14) aktuella varvtal.
    N
    N
    O
    N 0 <Q
    N
    I jami a 0
    O <r o
    O
    N
    O
    N
FI20205463A 2020-05-06 2020-05-06 Förfarande och vattenjetsystem för att hålla ett fartyg automatiskt i önskade positionspunkter och önskad riktning FI129830B (sv)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20205463A FI129830B (sv) 2020-05-06 2020-05-06 Förfarande och vattenjetsystem för att hålla ett fartyg automatiskt i önskade positionspunkter och önskad riktning
PCT/FI2021/050335 WO2021224552A1 (en) 2020-05-06 2021-05-06 Method and water-jet propulsion system for dynamic positioning of a vessel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20205463A FI129830B (sv) 2020-05-06 2020-05-06 Förfarande och vattenjetsystem för att hålla ett fartyg automatiskt i önskade positionspunkter och önskad riktning

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20205463A1 FI20205463A1 (sv) 2021-11-07
FI20205463A FI20205463A (sv) 2021-11-07
FI129830B true FI129830B (sv) 2022-09-15

Family

ID=76601228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20205463A FI129830B (sv) 2020-05-06 2020-05-06 Förfarande och vattenjetsystem för att hålla ett fartyg automatiskt i önskade positionspunkter och önskad riktning

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI129830B (sv)
WO (1) WO2021224552A1 (sv)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050159052A1 (en) * 2000-11-09 2005-07-21 Borrett John R. Waterjet control systems
ES2467098T3 (es) * 2006-06-02 2014-06-11 Cwf Hamilton&Co Limited Mejoras en relación con el control de buques marítimos
JP2012025260A (ja) * 2010-07-22 2012-02-09 Yamaha Motor Co Ltd 船舶用推進装置およびそれを備えた船舶

Also Published As

Publication number Publication date
FI20205463A1 (sv) 2021-11-07
WO2021224552A1 (en) 2021-11-11
FI20205463A (sv) 2021-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11845524B2 (en) System for controlling marine craft with steerable drives
CA2654305C (en) Improvements relating to control of marine vessels
US10259555B2 (en) Methods for controlling movement of a marine vessel near an object
US7416458B2 (en) Controller for propulsion unit, control program for propulsion unit controller, method of controlling propulsion unit controller, and controller for watercraft
US7267068B2 (en) Method for maneuvering a marine vessel in response to a manually operable control device
US8417399B2 (en) Systems and methods for orienting a marine vessel to minimize pitch or roll
US7305928B2 (en) Method for positioning a marine vessel
US8478464B2 (en) Systems and methods for orienting a marine vessel to enhance available thrust
EP2064607B1 (en) Steering control system for a vessel and method for operating such a steering control system
JP6664171B2 (ja) 船舶操縦装置
US10048690B1 (en) Method and system for controlling two or more propulsion devices on a marine vessel
JP3038209B1 (ja) 自動方位設定方法とその装置
CN107741744B (zh) 一种海洋观测平台的最优艏向控制方法
JP4633919B2 (ja) 二浮体相対位置保持装置
JP2021501724A (ja) ボートを操縦するためのシステム
AU2017331880A1 (en) Underwater Sailing Body and Method of Controlling Posture of Underwater Sailing Body
FI129830B (sv) Förfarande och vattenjetsystem för att hålla ett fartyg automatiskt i önskade positionspunkter och önskad riktning
JP2001294197A (ja) 船舶の自動航行装置
US20220048608A1 (en) Manoeuvring system for a vessel
US20210302965A1 (en) Watercraft and watercraft control system
TW202332624A (zh) 具有自動靠泊功能之單軸雙舵船
CN103958339A (zh) 船舶的阻力降低装置

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 129830

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B