FI90148C

FI90148C - AUTOMATISKT STYRNINGSSYSTEM FOER FARTYG

Info

Publication number: FI90148C
Application number: FI871435A
Authority: FI
Inventors: Masami Ohsugi; Mamoru Akimoto
Original assignee: Tokimec Inc
Priority date: 1986-04-02
Filing date: 1987-04-01
Publication date: 1993-12-27
Also published as: NO173154B; DK166487D0; DK166487A; FI90148B; NO871356D0; SE465316B; SE8701352L; FI871435A; SE8701352D0; JPS62172698U; NO871356L; JPH0423757Y2; DK166815B1; FI871435A0; NO173154C

Description

1 901481 90148

Automaattinen ohjausjärjestelmä aluksia varten Tämä keksintö liittyy yleisesti alusten automaattisiin ohjausjärjestelmiin, ja vielä erityisemmin se kohdistuu sellaiseen alusten automaattiseen ohjausjärjestelmään, joka tekee mahdolliseksi laivan purjehtimisen automaattisesti vaihtokyt-kimellä tehdyllä valinnalla joko hyrräkompassin tai magneet-tikompassin mukaan.This invention relates generally to automatic ship control systems, and more particularly to an automatic ship control system that allows a ship to be sailed automatically by a toggle switch based on either a gyrocompass or a magnetic compass.

Aikaisemman tyyppinen alusten automaattinen ohjausjärjestelmä, joka havaitsee poikkeamasignaalista poikkeaman laivan asetetun suuntakulman ja sen hetkisen suuntakulman välillä, on eri tavoin riippuvainen niiden kompassien laadusta, joita siinä käytetään. Tunnetun alusten automaattisen ohjausjärjestelmän rakenne ja toiminta kuvataan viitaten kuvioon 1, joka on järjestelmällinen 1ohkoavaruuskaavio tunnetusta automaattisesta ohjausjärjestelmästä. Yksinkertaisuuden vuoksi ei kuviossa 1 ole esitetty ruorin säätökoneistoa, perä sinkulman rajoitusko-neistoa ja niin edelleen, koska ne eivät suoraan koske tätä keksintöä.An earlier type of automatic ship control system that detects a deviation from the deviation signal between the ship's set heading angle and the current heading angle depends in different ways on the quality of the compasses used in it. The structure and operation of a known automatic ship control system will be described with reference to Figure 1, which is a systematic block diagram of a known automatic control system. For simplicity, the rudder adjustment mechanism, the stern angle limiting mechanism, and so on are not shown in Fig. 1, because they are not directly related to the present invention.

Kuviossa 1 esitetyssä alusten automaattisessa ohjausjärjestelmässä, käytettäessä laivan suuntakulmaan magneetti kompassi a (ei ole esitetty), avataan (käännetään pois päältä) hyrräkompassin (ei ole esitetty) kytkin SW1, kun taas magneetti kompassin kytkin SW2 suljetaan (käännetään päälle), ja täten päästetään vaihtojännitelähteestä E2 tuleva, esimerkiksi 2 KHz:n vaihtovirta kytkimen SW2 läpi laivan magneetti kompassiin asennettuun magnetometriin, jota käytetään laivan suuntakulman asettamista varten, ja jonka avulla vaihtojännitepoikkeama-signaali, joka vastaa suuntakulmassa olevaa poikkeamaa magnetometrissä 7, joka on asetettu haluttuun suuntakulmaan, ja laivan sen hetkisen, magneettikompassin havaitseman suuntakulman välillä. Havaittu vaihtojännitepoikkeamasignaali syö- 2 90148 tetään kytkimen SW2 läpi ilmaisimeen 8, jossa se ilmaistaan tasajännitepoikkeamasignaalina . Ilmaisimesta 8 tuleva tasa-jännitepoikkeamasignaali syötetään laskinosan 4 läpi käytön säätöosaan 5, joka käyttää laivan peräsintä, ja sallii sen siten purjehtia automaattisesti.In the automatic ship control system shown in Figure 1, using a magnetic compass a (not shown) at the ship's heading angle, the vortex compass SW1 (not shown) is opened (turned off), while the magnet compass switch SW2 is closed (turned on) and thus released from an AC power source. E2 incoming current, for example 2 KHz alternating current through switch SW2, to a magnetometer mounted on the ship's magnet compass used to set the ship's heading angle and by means of an AC offset signal corresponding to the offset in the magnetometer 7 set to the desired heading angle and , between the heading angle detected by the magnetic compass. The detected AC offset signal is applied via switch SW2 to the detector 8, where it is expressed as a DC offset signal. The DC voltage deviation signal from the detector 8 is fed through the counter section 4 to the drive control section 5, which operates the rudder of the ship, and thus allows it to sail automatically.

Kun taas toisaalta käytetään laivan hyrräkompassin suuntakulmaa, suljetaan (käännetään päälle) kytkin SW1, kun taas kytkin SW2 avataan (käännetään pois päältä), ja päästetään vaihto-jännitelähteestä El tuleva, esimerkiksi 400 Hz:n vaihtojännite kulkemaan liitinten Rl ja R2 läpi käämiin, joka on käämitty siirtotahdistingeneraattorin 1 roottoriin, joka on kytketty hyrräkompassiin (ei ole esitetty). Laivan senhetkinen hyrräkompassin suuntakulma muutetaan siten vaih tojännitesignaalik -si. Tämä vaihtojännitesignaali johdetaan kolmen tähteen kytketyn, siirtotahdistusgeneraattorin 1 staattorille käämityn käämin liitinten SI, S2 ja S3 kautta liittimiin SI, S2 ja S3, jotka kuuluvat kolmeen tähteen kytkettyyn käämiin, jotka on käämitty ohjausmuuntajan 2 staattoriin, joka toimii vastaan-ottotahdistusgeneraattorina. Yleensä voidaan laivan suuntakulma lukea tavallisesti hyrräkompassiin 6 asennetusta kompassiruususta (ei ole esitetty). Sitten hyrräkompassista havaittua laivan suuntakulmaa, joka on syötetty siirtotahdistusgeneraattori n 1 läpi, verrataan ohjausmuuntajassa ohjausmuuntajan roottoriin asetettuun ennalta määrättyyn suuntakulmaan, jotta sillä tavoin saadaan vaihtovirtasignaali, joka vastaa kahden edellä mainitun suuntakulman poikkeamaa ohjausmuuntajan roottorille käämittyjen käämien päätteiden Rl ja R2 välillä. Tämä suuntakulman poikkeaman vaihtovirtasignaali johdetaan ilmaisimeen 3, jossa se ilmaistaan suuntakulman poikkeaman tasavirtasignaalina. Tämä suuntakulman poikkeaman tasavirta-si gnaali syötetään suljetun kytkimen SW1 läpi laskinosan 4 kautta käytön säätöosaan 5, joka käyttää laivan peräsintä, ja sallii laivan siten purjehtia automaattisesti.On the other hand, using the heading angle of the ship's vortex compass, switch SW1 is closed (turned on), while switch SW2 is opened (turned off), and AC voltage from an AC voltage source E1, e.g., 400 Hz, is passed through terminals R1 and R2 to the coil, which is wound on a rotor of a transfer synchronizer generator 1 connected to a vortex compass (not shown). The current direction angle of the ship's gyrocompass is thus changed to an alternating voltage signal. This AC signal is applied through terminals S1, S2 and S3 of a three-residue connected coil wound to the stator of the transfer synchronization generator 1 to terminals S1, S2 and S3 belonging to three star-connected windings wound to a stator of a control transformer 2 acting as a receiving synchronization generator. In general, the heading angle of a ship can usually be read from a compass rose (not shown) mounted on the vortex compass 6. The directional angle of the ship observed from the vortex compass fed through the transfer synchronization generator n 1 is then compared with a predetermined directional angle set in the control transformer rotor in the control transformer to obtain an AC signal corresponding to the deviation of the This directional deviation AC signal is fed to a detector 3, where it is expressed as a directional deviation DC signal. This directional deviation DC signal is fed through a closed switch SW1 via a counter section 4 to a drive control section 5 which operates the ship's rudder and thus allows the ship to sail automatically.

Laskentaosa 4 on sovitettu tasaamaan laivan ohjausominaisuuk-sia, ja sen muodostaa yleensä PID-järjestelmä (proportional integral and differential).The calculation section 4 is adapted to equalize the ship's steering characteristics and is generally formed by a PID (proportional integral and differential) system.

Il 3 90148 Tällainen tavanomainen, edellä kuvatun kaltainen alusten automaattinen ohjausjärjestelmä vaatii sekä magneettikompas-sin että hyrräkompassin, ja kaksi osaa laivan suuntakulman asettamiseksi erillisesti sijoitettuina niin, että laiva voi purjehtia automaattisesti. Lisäksi tämä tekee laivan ohjauksen, instrumentoinnin ja huollon erittäin vaivalloiseksi.Il 3 90148 Such a conventional automatic ship steering system as described above requires both a magnetic compass and a vortex compass, and two parts for setting the ship's heading angle separately so that the ship can sail automatically. In addition, this makes steering, instrumentation and maintenance of the ship very cumbersome.

Niinpä tämän keksinnön tehtävänä on siis antaa käyttöön parannettu alusten automaattinen ohjausjärjestelmä.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved automatic ship control system.

Tämän keksinnön toinen tarkoitus on antaa käyttöön alusten automaattinen ohjausjärjestelmä, joka tekee laivalle mahdolliseksi purjehtia automaattisesti yhdellä laivan suuntakulman asetuksella silloinkin kun laivan magneettikompassia tai hyrräkompassia käytetään havaitsemaan laivan senhetkistä suuntakulmaa.Another object of the present invention is to provide an automatic ship guidance system that allows a ship to sail automatically with a single ship's heading angle setting even when the ship's magnetic compass or gyrocompass is used to detect the ship's current heading angle.

Edelleen on tämän keksinnön tarkoituksena tarjota sellainen alusten automaattinen ohjausjärjestelmä, joka voi tehdä laivan instrumentoinnin ja huollon helpoksi.It is a further object of the present invention to provide an automatic ship control system that can make ship instrumentation and maintenance easy.

Keksintö kohdistuu siten alusten automaattiohjausjärjestel-mään, joka käsittää laivaan asennettuun hyrräkompassiin kytketyn tahdistusgeneraattorin, laivaan asennettuun magneetti-kompassiin kytketyn magneettianturin ja ohjausmuuntajan, joka toimii vastaanottopuolella tahdistusgeneraattorina laivan halutun suuntakulman asettamista varten.The invention thus relates to an automatic ship control system comprising a synchronization generator connected to a ship-mounted vortex compass, a magnetic sensor connected to a ship-mounted magnetic compass and a control transformer which acts on the receiving side as a synchronization generator for setting the desired ship's heading angle.

Järjestelmälle on tunnusomaista se, että kytkinvälineet on järjestetty syöttämään laivan suuntakulmasignaali valinnaisesti joko tahdistusgeneraattorista tai magneettianturista säätömuuntajaan, joka sitten vertaa laivan senhetkistä tahdistusgeneraattorista tai magneettianturista saatua suunta-kulmasignaalia ohjausmuuntajaan asetettuun haluttuun suuntakulmaan, jotta siten havaitaan niiden välinen poikkeama-signaali, ja siten valvotaan laivan peräsintä joko ensimmäisellä tai toisella demodulaattorilla havaitun mainitun poik-keamasignaalin perusteella sekä ohjauksen käyttöosan avulla.The system is characterized in that the switching means are arranged to supply the ship's heading angle signal optionally from either a synchronization generator or a magnetic sensor to a control transformer, which then compares the ship's current synchronization generator or on the basis of said deviation signal detected by either the first or the second demodulator and by means of a control drive part.

4 90148 Tämä ja muut tämän keksinnön edut, ominaisuudet ja kohteet selviävät seuraavasta edullisen rakennemuodon kuvauksesta, joka on luettava oheisten piirrosten yhteydessä, joissa samat viitenumerot samaistavat samanlaiset yksiköt ja osat.4,90148 This and other advantages, features and objects of the present invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment, which should be read in conjunction with the accompanying drawings, in which like reference numerals refer to like units and parts.

Kuvio 1 on järjestelmällinen lohkoavaruuskaavio, joka esittää esimerkin tavanomaisesta alusten automaattisesta ohjausjärjestelmästä; ja kuvio 2 on järjestelmällinen lohkoavaruuskaavio, joka esittää tämän keksinnön mukaisen rakenne-muodon alusten automaattisesta ohjausjärjestelmästä.Fig. 1 is a systematic block space diagram showing an example of a conventional automatic ship control system; and Fig. 2 is a systematic block space diagram showing a structural embodiment of an automatic ship control system according to the present invention.

Tämän keksinnön mukaisen alusten automaattisen ohjausjärjestelmän eräs rakennemuoto kuvataan nyt jäljempänä yksityiskohtaisesti kuvioon 2 viitaten. Kuvio 2 on järjestelmällinen avaruuslohkokaavio, joka esittää erään tämän keksinnön mukaisen alusten automaattisen ohjausjärjestelmän rakennemuodon.An embodiment of an automatic ship control system according to the present invention will now be described in detail below with reference to Figure 2. Fig. 2 is a systematic space block diagram showing an embodiment of an automatic ship control system according to the present invention.

Viitaten kuvioon 2 tahdistusgeneraattori (IX vaihtosuh-teinen tahdistusgeneraattori) 11 on sovitettu välittämään laivan senhetkinen suuntakulmasignaali, ja roottorin akseli tai roottori, joka on kytketty hyrräkompassiin (ei ole esitetty), magneettisella tuntoelimellä 17, joka on asennettu laivan magneettiseen kompassiin (ei ole esitetty) välittämään laivan suuntakulmasignaali, ja ohjausmuuntaja 12a, jota käytetään vastaanotintahdistusgeneraattorina. Tahdistusgeneraattori 11, magneettinen tuntoelin 17 ja ohjausmuuntaja 21a ovat kukin kolmen tähteen kytketyn käämin muodostamia, ja yksi käämi on kiedottu roottorin ympäri siten, että näiden kolmen tähteen kytketyn käämin vapaat päät tai päätteet on kukin merkitty vastaavasti viitenumeroilla SI, S2 ja S3, ja yhden roottorin ympäri käämityn käämin molemmat päät on merkitty viitenumeroilla Rl ja R2. Siihen on sijoitettu vaihtokytkin SW13, johon kuuluu kolme kytkintä 13A, 13B ja 13C, jotka sallivat laivanReferring to Fig. 2, a synchronization generator (IX alternating synchronization generator) 11 is adapted to transmit the current heading angle signal of the ship, and a rotor shaft or rotor connected to a vortex compass (not shown) with a magnetic sensor (not shown) mounted on a compass to transmit a ship heading angle signal, and a control transformer 12a used as a receiver synchronization generator. The synchronization generator 11, the magnetic sensor 17 and the control transformer 21a are each formed by a three-residue coupled coil, and one coil is wound around the rotor so that the free ends or terminals of the three residual coupled coils are each denoted by reference numerals S1, S2 and S3, respectively. both ends of the winding wound around are denoted by reference numerals R1 and R2. It is housed with a changeover switch SW13, which includes three switches 13A, 13B and 13C, which allow the ship to

IIII

s 90148 magneetti kompassista tai hyrräkompassista toimitetun suuntakulmasi gnaalin kulkea niiden läpi. Näitä kolmea kytkintä 13A, 13B ja 13C käytetään yhtäaikaisesti suhteessa toisiinsa, ja jokaiseen kytkimeen 13A, 13B ja 13C sisältyy kaksi kiinteää kosketinta G ja M, ja yksi liikkuva kosketin D. Tahdistusge-neraattorin 11 päätteet SI, S2 ja S3 on kytketty yhteen kiinteään koskettimeen G, magneettisen tuntoelimen 17 päätteet SI, 52 ja S3 on kytketty toiseen kiinteään kytkimien 13A, 13B ja 13C koskettimeen M, ja ohjausmuuntajän 12a päätteet SI, S2 ja 53 on kytketty kytkimien 13A, 13B ja 13C liikkuvaan koskettimeen D.s 90148 Magnet from the compass or vortex compass provided by the direction of the signal passing through them. The three switches 13A, 13B and 13C are operated simultaneously relative to each other, and each switch 13A, 13B and 13C includes two fixed contacts G and M, and one movable contact D. The terminals S1, S2 and S3 of the synchronization generator 11 are connected to one fixed contact. G, the terminals S1, 52 and S3 of the magnetic sensor 17 are connected to the second fixed contact M of the switches 13A, 13B and 13C, and the terminals S1, S2 and 53 of the control transformer 12a are connected to the movable contact D of the switches 13A, 13B and 13C.

Ohjausmuuntajan 12a roottori tai roottorin akseli, joka toimii tahdistusgeneraattorina, on kytketty laivan suuntakulman o asetuslevyyn 12b, joka on jaettu 360 reen, ja jota käytetään asetettaessa laivan halutun kurssin suuntakulma. Tämä laivan suuntakulman asetuslevy 12b ja ohjausmuuntaja 12a muodostavat yhdessä yksinään laivan suuntakulman asetuslaitteen 12. Tämän ohjausmuuntajan 12a roottorin ympärille käämityn käämin molemmista päistä Rl ja R2 havaitaan vaihtovirtasig-naalina laivan suuntakulman poikkeama joko hyrräkompassista tai magneetti kompassista laivan senhetkisen suuntakulman ja asetuslaitteeseen asetetun suuntakulman välillä.The rotor or rotor shaft of the control transformer 12a, which acts as a synchronization generator, is connected to a ship direction angle setting plate 12b, which is divided into 360 re, and which is used to set the ship's desired course direction angle. This ship direction angle setting plate 12b and the steering transformer 12a together form the ship direction angle setting device 12. At both ends R1 and R2 of the winding wound around the rotor of this control transformer 12a

Se on varustettu kytkimellä SW11, joka koostuu kolmesta on-ei -kytkimestä 11A, 11B ja 11C, joita käytetään yhtäaikaisesti toistensa suhteen. Kahden kytkimen 11A ja 11B liikkuva kosketin D on vastaavasti kytketty ohjausmuuntajan 12a roottorin ympärille kierretyn käämin kumpaankin päätteeseen Rl ja R2, ja kytkimien 11A ja 11B kiinteät koskettimet G on kytketty ilmaisimen 13 sisäänmenoon. Jäljelle jäävän kytkimen 11C liikkuva kosketin D on kytketty ilmaisimen 13 ulostuloon, ja sen kiinteä kosketin G on kytketty laskinosan 4 s isäänme noon. Laskinosan 4 ulostulosignaali johdetaan käytön säätöosaan 5, joka sitten käyttää laivan peräsintä tunnetulla tavalla.It is provided with a switch SW11 consisting of three on-off switches 11A, 11B and 11C which are operated simultaneously with respect to each other. The movable contact D of the two switches 11A and 11B is connected to each terminal R1 and R2 of the winding wound around the rotor of the control transformer 12a, respectively, and the fixed contacts G of the switches 11A and 11B are connected to the input of the detector 13. The movable contact D of the remaining switch 11C is connected to the output of the detector 13, and its fixed contact G is connected to the master of the counter section 4 s. The output signal of the calculator section 4 is fed to the drive control section 5, which then operates the ship's rudder in a known manner.

6 901486,90148

Kytkin SW12 koostuu kolmesta on-ei -kytkimestä 12A, 12B ja 12C, joita käytetään yhtäaikaisesti toistensa suhteen. Kytkinten 12A ja 12B liikkuva kosketin D on vastaavasti kytketty ohjausmuuntajan 12a roottorin ympärille kierretyn käämin kumpaankin päätteeseen Rl ja R2, kun taas kytkinten 12A ja 12B kiinteät koskettimet M on kytketty ilmaisimen 18 sisäänme-noon. Jäljelle jäävän kytkimen 12C liikkuva kosketin D on kytketty ilmaisimen 18 ulostuloon, kun taas sen kiinteä kosketin M on kytketty laskinosan 4 sisäänmenoon. Edelleen on siihen sovitettu värähtelypiiri 19 poistamaan tahdistusgene-raattori 11 (poistamaan käämi, joka on kierretty sen roottorille), ja jota käytetään vaihtojännitteen vertai 1 uiähteenä syöttämään vertai 1ujännitettä ilmaisimeen 13. Samalla värähtelypiiri 20 on sovitettu poistamaan magneettinen tuntoelin 17 (poistamaan sen ensiökäämi, jolla on päätteet Rl ja R2), ja jota käytetään vertailuvai htojännitelähteenä syöttämään vertai 1 ujänni tettä ilmaisimeen 18.Switch SW12 consists of three on-off switches 12A, 12B and 12C which are operated simultaneously with respect to each other. The movable contact D of the switches 12A and 12B is respectively connected to both terminals R1 and R2 of the winding wound around the rotor of the control transformer 12a, while the fixed contacts M of the switches 12A and 12B are connected to the input of the detector 18. The movable contact D of the remaining switch 12C is connected to the output of the detector 18, while its fixed contact M is connected to the input of the counter part 4. Further, an oscillation circuit 19 is adapted to remove the synchronization generator 11 (to remove the coil wound on its rotor) and is used as an AC voltage comparator to supply a comparator voltage to the detector 13. At the same time, the oscillation circuit 20 is adapted to remove the magnetic sensor 17 are terminals R1 and R2), and which is used as a reference voltage source to supply a comparator 1 to the detector 18.

Magneettinen tuntoelin 17 voi olla muotoiltu renkaan muotoiseksi rautasydämeksi (ei ole esitetty), renkaan muotoisen rautasydämen ympärille on kierretty ensiökäämi ennalta määrättyyn suuntaan päätteistä Rl ja R2 ja kolmesta sarjasta tähteen kytkettyjä toisiokäämejä, joista sarjoista jokainen muodostuu käämi parista, joilla on sama käämin numero, ja jotka on sijoitettu samalle renkaan muotoiselle rautasydämel1 e samoin keskinäisin etäisyyksin muodostamaan yhteenliitetyn magneettivuon tai -vuoketjun, joka tulee pääasiallisesti nollaksi suhteessa ensiökäämin herättämään magneettivuohon, ja joka on kytketty vastakkaiseen napaisuuteen herätetyn magneettivuon suhteen.The magnetic sensor 17 may be formed as an annular iron core (not shown), a primary winding is wound around the annular iron core in a predetermined direction from terminals R1 and R2 and three sets of star-connected secondary windings, each of which is formed by a coil pair having the same winding number placed at the same annular iron core at the same mutual distances to form an interconnected magnetic flux or flux chain which becomes substantially zero with respect to the magnetic flux excited by the primary winding and which is connected to the opposite polarity with respect to the excited magnetic flux.

Tässä tapauksessa on tarpeetonta sanoa, että kolme sarjaa toisiokäämejä on kytketty kolmioon tähti kytkennän asemesta.In this case, needless to say, three sets of secondary windings are connected in a triangle instead of a star connection.

Il 7 90148Il 7 90148

Magneettinen tuntoelin 17 on vielä lisäksi mieluummin varustettu korjauskäämei11ä, joilla kullakin on sama käämin numero, ja jotka on sijoitettu pääosin keskiosaan vierekkäisten toisi okäämi sarj ojen väliin (katso JP-patenttihakemus no 60-123905). Tämäntyyppinen magneettinen tuntoelin kuvataan tarkemmin.Still further, the magnetic sensor 17 is preferably provided with repair coils, each having the same coil number, located substantially in the center between adjacent sets of second coils (see JP Patent Application No. 60-123905). This type of magnetic sensor is described in more detail.

Jos nyt edellä mainitussa renkaan muotoisessa rautasydämessä asetetaan magneettikenttä määrättyyn halkaisijan suuntaan, syntyy toisiokäämien molempien päiden välille harmoninen korkeampi toisi ojännite, joka vastaa suuruudeltaan ja suunnaltaan magneettivuon osia, jotka ovat syntyneet rautasydämessä siihen sovitetun magneettikentän vaikutuksesta sisäänsyöttöakselin suunnassa. Tällä hetkellä, jos kolme sarjaa toisiokäämejä on sijoitettu rautasydämel1 e siten, että niillä on eri sisäänme-noakselit ja ne ovat samalla etäisyydellä toisistaan, voidaan asetetun magneettikentän suunta, tai magneettinen suuntakulma havaita toisiojännitteestä (korkeammasta harmonisesta toisio-jännitteestä), joka esiintyy jokaisessa toisiokäämisarjassa.If a magnetic field is now set in the above-mentioned annular iron core in a certain diameter direction, a harmonically higher second voltage is generated between the two ends of the secondary windings, corresponding in magnitude and direction to the parts of the magnetic flux generated in the iron core by the applied magnetic field. At present, if three sets of secondary windings are arranged in an iron core so that they have different input axes and are equidistant from each other, the direction of the set magnetic field, or the magnetic direction angle, can be detected from the secondary voltage (higher harmonic secondary voltage) present in each secondary.

Sen mukaisesti siis, jos koi me sarjaa toisiokäämejä on kytketty toisiinsa, ja niiden ulostulopäät ovat SI, S2 ja S3, tämä magneettinen tuntoelin 17 voidaan vastaavasti käsitellä tahdistusgeneraattorin tarkistuslähettimenä. Siksi tämä magneettinen tuntoelin voi käytännössä olla yhdistetty ohjaus-muuntajaan vastaanottopuoleli e.Accordingly, if a series of secondary windings are connected to each other and their output ends are S1, S2 and S3, this magnetic sensor 17 can be treated as a control transmitter of the synchronization generator, respectively. Therefore, this magnetic sensor can in practice be connected to the control transformer by the receiving side e.

Seuraavassa selitetään tämän keksinnön alusten automaattisen ohjausjärjestelmän toiminta viitaten kuvioon 2.The operation of the automatic ship control system of the present invention will now be described with reference to Fig. 2.

Kun käytetään laivan hyrräkompassista tulevaa suuntakulmasig-naalia, vaihtokytkimen SW13 kaikkien kytkimien 13A - 13C liikkuvat koskettimet D kytkeytyvät niiden kiinteisiin koskettimiin G, kaikki kytkimen SW11 kytkimet 11A - 11C ovat kytkettyinä, ja kytkimen SW12 kytkimet 12A - 12C ovat irrotettuina. Silloin värähtelypiiristä 19 tuleva, esimerkiksi β 90148 400 Hz:n vaihtojännite syötetään välitystahdistusgeneraatto-rin 11 roottorin käämille, joka on kytketty hyrräkompassiin (ei ole esitetty) päätteiden Rl ja R2 kautta, jolloin laivan hyrräkompassista tuleva senhetkinen suuntakulmasignaali muuttuu sähköiseksi vaihtovirtasignaaliksi. Tämä tahdistusge-neraattorin 11 staattorin puolelle sijoitettujen käämien päätteistä SI, S2 ja S3 tuleva sähköinen vai h tovi rtasi gnaali syötetään vai htokytkimel1ä SW13 ohjausmuuntajan staattorin puolelle sijoitettujen käämien vastaaviin päätteisiin SI, S2 ja S3 käytettäväksi vastaanottotahdistusgeneraattorissa. Tätä laivan suuntakulmasignaalia verrataan asetettuun suuntakulmaan (laivan asetettuun suuntaan) ohjausmuuntajan 12a pyörivällä akselilla, joka on laitettu laivan suuntakulman asetus-laitteeseen 12. Niiden välinen poikkeama voidaan havaita ohjausmuuntajan roottorille kierretyn käämin molemmista päätteistä Rl ja R2 laivan suuntakulman poikkeaman vaihtojännite-signaalina. Tämä vaihtojännitepoikkeamasignaal i syötetään kytkimen SW11 kytkimien 11A ja 11B kautta ilmaisimeen 13, jossa se ilmaistaan laivan suuntakulman tasajännitesignaalina värähtelypiirin 19 vertai 1utaajuussignaalin perusteella. Ilmaisimesta 13 tuleva laivan suuntakulman poikkeaman tasajän-nitesignaali syötetään laskinosan 4 kautta käytön valvonta-osaan 5, joka sitten käyttää laivan peräsintä, ja sallii laivan siten purjehtia automaattisesti.When the heading angle signal from the ship's vortex compass is used, the movable contacts D of all the switches 13A to 13C of the changeover switch SW13 are connected to their fixed contacts G, all the switches 11A to 11C of the switch SW11 are connected, and the switches 12A to 12C of the switch SW12 are disconnected. Then an alternating voltage from the oscillation circuit 19, e.g. β 90148 400 Hz, is applied to the rotor winding of the transmission synchronization generator 11 connected to the vortex compass (not shown) via terminals R1 and R2, whereby the current directional signal from the ship's vortex compass becomes This electrical or control signal from the terminals S1, S2 and S3 of the windings located on the stator side of the synchronization generator 11 is fed or a switch SW13 to the respective terminals S1, S2 and S3 of the windings located on the stator side of the control transformer for use in a receive synchronization generator. This ship angle signal is compared to the set direction angle (ship set direction) by the rotating axis of the steering transformer 12a mounted in the ship steering angle setting device 12. The deviation between them can be detected as a signal This AC deviation signal i is fed through switches 11A and 11B of the switch SW11 to the detector 13, where it is detected as a directional signal of the ship's heading angle on the basis of the reference frequency signal of the oscillation circuit 19. The DC voltage deviation signal from the detector 13 is fed via a counter section 4 to the operation control section 5, which then operates the ship's rudder, thus allowing the ship to sail automatically.

Kun sitten taas toisaalta käytetään laivan magneettikompassi n antamaa suuntakulmasignaalia, kytkeytyvät vaihtokytkimen SW13 kaikkien kytkimien 13A - 13C liikkuvat koskettimet D niiden kiinteisiin koskettimiin M, kytkimen SW11 kaikki kytkimet 11A - 11C avautuvat (kytkeytyvät pois) ja vaihtokytkimen SW12 kytkimet 12A - 12C sulkeutuvat (kytkeytyvät päälle). Sitten värähtelypiiristä 20 tuleva, esimerkiksi 400 Hz:n vaihtojän-nitesignaali syötetään päätteiden Rl ja R2 kautta magneettisen tuntoelimen 17 ensiökäämiin, joka on kiinnitetty magneet-tikompassiin (ei ole esitetty), ja jossa laivan senhetkinen suuntakulmasignaali muutetaan magneettisen tuntoelimen 17Then, on the other hand, when the direction angle signal given by the ship's magnetic compass n is used, the movable contacts D of all switches 13A to 13C of the changeover switch SW13 are connected to their fixed contacts M, all switches 11A to 11C of the switch SW11 open (turn off) and the switches 1212 to 12C ). The AC voltage signal from the oscillation circuit 20, for example 400 Hz, is then fed via terminals R1 and R2 to the primary winding of the magnetic sensor 17 attached to a magnetic compass (not shown), where the current heading angle signal of the ship is changed by the magnetic sensor 17.

IIII

9 90148 avulla vaihtojännitteiseksi sähköiseksi signaaliksi. Tämä sähköinen vaihtojännitesignaali syötetään magneettisen tuntoelimen 17 toisiokäämien päätteistä SI, S2 ja S3 vaihtokyt-kimen SW13 kautta vastaanottotahdistusgeneraattorina käytettävän ohjausmuuntajan 12a staattorin puolen käämien päätteisiin SI, S2 ja S3. Samalla tavoin kuin siinä tapauksessa, jolloin laiva saattaa purjehtia automaattisesti verrattaessa laivan suuntakulmaa hyrräkompassiin, kuten edellä on kuvattu, verrataan laivan tämänhetkistä suuntakulmasignaalia ohjaus-muuntajaan 12a asetettuun suuntakulmaan. Sitten laivan suuntakulman poikkeaman vaihtojännitesignaali havaitaan roottorin puoleisten käämien päätteistä Rl ja R2. Tämä laivan vaihto-jännitesignaali syötetään kytkimien 12A ja 12B kautta ilmaisimeen 18, jossa se ilmaistaan laivan suuntakulman poikkeaman tasajännitesignaalina ilmaisimen 18 saadessa vertai 1usignaa-lin värähtelypiiristä 20. Tämä laivan suuntakulman poikkeaman tasajännitesignaali syötetään kytkimen 12C ja laskentaosan 4 kautta käytön ohjausosaan 5, joka käyttää laivan peräsintä sallien laivan siten purjehtia automaattisesti. Tässä tapauksessa vertai 1ujännitteen taajuus, joka syötetään ilmaisimeen 18 värähtelypiiristä 20, on nostettu kaksinkertaiseksi herä-tevirtaan verrattuna, esimerkiksi 800 Hz:iin, koska magneettisen tuntoelimen havaitsema suuntakulmasignaali on seuraa-vaksi korkein herätevirran taajuuden harmoni nen jännite.9 90148 to an AC electrical signal. This electrical AC voltage signal is applied to the magnetic sensor 17, the secondary windings of the control transformer terminals SI, S2 and S3 vaihtokyt-pedal SW13 through the use vastaanottotahdistusgeneraattorina 12a side of the stator windings to the terminals SI, S2 and S3. In the same way as in the case where the ship may sail automatically when comparing the ship's heading angle with the gyrocompass, as described above, the ship's current heading angle signal is compared with the steering angle 12a set. The AC voltage signal of the ship's yaw deviation is then detected from the terminals R1 and R2 of the rotor-side windings. This ship AC voltage signal is fed through switches 12A and 12B to a detector 18 where it is detected as a ship heading deviation DC signal as the detector 18 receives a reference signal from the oscillation circuit 20. This ship heading deviation DC signal is fed through a switch 12C and a calculation section 4 rudder thus allowing the ship to sail automatically. In this case, the frequency of the reference voltage supplied to the detector 18 from the oscillation circuit 20 is doubled with respect to the excitation current, for example 800 Hz, because the directional angle signal detected by the magnetic sensor is the next highest excitation current frequency harmonic voltage.

Siirtotahdistusgeneraattori 11 ja ohjausmuuntaja 12a on edullista tehdä samanlaisiksi ja samantyyppisiksi syötettävä taajuus mukaan lukien. Jos ne on tehty erilaisiksi ja erityyppisiksi, saadaan niiden välille käytännössä vähemmän eroa kuin jos niiden suunnittelu on otettu harkitusti huomioon.It is preferable to make the transmission synchronization generator 11 and the control transformer 12a similar and of the same type, including the input frequency. If they are made different and different types, there will be less difference between them in practice than if their design has been carefully considered.

Tämän keksinnön mukaisessa alusten automaattisessa ohjausjärjestelmässä, kuten edellä on esitetty, annettaessa laivan purjehtia automaattisesti joko hyrräkompassin tai magneetti-kompassin suuntakulman mukaan, ei ole välttämätöntä varustaa laivan suuntakulman asetusosaa aikaisemman tavan mukaan kah- 10 901 48 della erillisellä järjestelmällä. Kuitenkin vain yksi suuntakulman asetuslaite, joka muodostuu ohjausmuuntajasta 12a ja laivan suuntakulman asetuslevystä 12b, joka on kytketty oh-jausmuuntajän 12a pyörivään akseliin, voi huolehtia laivan suuntakulman asetuksen kytkennästä alusten automaattisessa ohjausjärjestelmässä. Täten laivaa voidaan ohjata helposti. Lisäksi laivan suuntakulman asetuslaite 12a voidaan sijoittaa kauas kompasseista, laivan instrumentointi ja huolto tulevat hei pommi k si.In the automatic ship guidance system of the present invention, as described above, when allowing a ship to sail automatically according to either the gyrocompass or the magnetic compass heading angle, it is not necessary to equip the ship's heading setting part with two separate systems as before. However, only one steering angle setting device consisting of a steering transformer 12a and a ship steering angle setting plate 12b connected to the rotating shaft of the steering transformer 12a can take care of switching the ship's steering angle setting in the automatic ship steering system. Thus, the ship can be easily steered. In addition, the ship's heading angle setting device 12a can be located far from the compasses, the ship's instrumentation and maintenance become a bad bomb.

Edellä oleva kuvaus on annettu yhtenä keksinnön edullisena rakenne-esimerkkinä, mutta on selvää, että alan ammattimies voi tehdä siihen monia muunnoksia ja vaihteluita poikkeamatta uuden keksinnön hengestä tai rajoista, joten keksinnön rajoja määräävät vain oheen liitetyt patenttivaatimukset.The above description is given as one preferred structural example of the invention, but it will be apparent to those skilled in the art that many modifications and variations can be made therein without departing from the spirit or scope of the new invention.

tltl

Claims

An automatic ship control system comprising a synchronization generator (11) connected to a vortex compass mounted on a ship, a magnetic sensor (17) connected to a magnetic compass mounted on a ship and a steering transformer (12a) acting on the receiving side as a synchronization generator SW13, SW12, SW11) are arranged to supply a ship heading angle signal optionally from either a synchronization generator (11) or a magnetic sensor (17) to a control converter (12a), which then compares the ship's current synchronization generator (11) or magnetic sensor (17) to a set desired heading angle so as to detect a deviation between them, and thus to monitor the rudder of the ship on the basis of said deviation signal detected by either the first or second demodulator (13, 18) and by means of the control drive part (5).

Automatic ship control system according to claim 1, characterized in that the switching means (SW13, SW12, SW11) comprise a first arrangement of three interconnected toggle switches (13A, 13B, 13C), each switch comprising a first (G) and a second (G). M) fixed contact and one movable contact (D).

Automatic ship control system according to claim 2, characterized in that each of the first fixed contacts (G) is connected to the output side of the synchronization generator (11), each of the second fixed contacts (M) is connected to the output side of the magnetic sensor (17), and each of the movable contacts (D) is connected to the input side of said control transformer (12a).

An automatic ship control system according to claim 1, characterized in that the switch means 12 901 48 (SW13, SW12, SW11) further comprise a second arrangement of three connected switches (12A, 12B, 12C), each switch having a fixed contact and a moving contact.

5. claimed in claim 4 vessels automaattioh-of control systems, characterized in, that the two (12A, 12B) of the three interconnected switches of the second assembly is connected to a control transformer (12a) of the output side of the first demo modulator (18), the input side, and that the remaining switches (12C ) is connected between the output side of the control and use of the first demodulator (18), (5) the inlet side.

The automatic ship control system according to claim 1, characterized in that the switching means (SW13, SW12, SW11) further comprise a third arrangement of three interconnected switches (11A, 11B, 11C), each switch having a fixed contact (Q) and a movable contact (D).

7. claim 6 vessels automaattioh-of control systems, characterized in, that the two (11A, 11B) of the three interconnected switches third array is connected to a control transformer (12a) of the output side and the second demodulator (13), the input side, and that the remaining clutch (11C) is coupled between the second demodulator (13) and the output-side steering driving part (5), the input side.