NO129841B

NO129841B -

Info

Publication number: NO129841B
Application number: NO03307/69A
Authority: NO
Inventors: M Bech
Original assignee: Decca Ltd
Priority date: 1968-08-16
Filing date: 1969-08-15
Publication date: 1974-06-04
Also published as: GB1275979A; FI48555B; DK124466B; FI48555C; NL6912437A; ES370523A1; FR2015782A1; DE1941586A1; DE1941586B2; SE367166B; NL150741B

Description

Rorinnstillingsaggregat for skips-styringsanlegg. Rudder setting unit for ship's steering system.

Oppfinnelsen angår et rorinnstillingsaggregat for skips-styrings-anlegg. Ved et rorinnstillingsaggregat skal det forstås den del av et skipsstyreanlegg som mottar et rorinnstillings-signal, som representerer rorets onskede innstillingsvinkel, samt sorger for at roret faktisk blir innstilt i denne vinkel. Rorinnstillings-signalet kan mottas direkte fra styreanleggets kommandosignal-giver,. som kan være et ratt for manuell styring eller en autopilot for automatisk styring. I sistnevnte tilfelle vil rorinnstillingssignalet være identisk med rorkommandosignalet, som i seg selv kan være et sammensatt signal som avhenger både av skipets kursavvikelse og av dets dreiehastighet. Under tiden fore-trekkes det imidlertid, f.eks. for å kompensere for dårlige styre-egenskaper for skipet, at det anbringes en signalomformer mellom rorkommandosignalgiveren og rorinnstillingsaggregatet, og i dette tilfelle vil rorinnstillings-signalet være forskjellig fra rorkommandosignalet. For den foreliggende oppfinnelse er det uten betydning hvorledes rorinnstillings-signalet avledes, idet rorinnstillingsaggregatets funksjon er begrenset til å innstille roret i en vinkel som så noyaktig som mulig er proporsjonal med det rorinnstillingssignal som aggregatet mottar. The invention relates to a rudder setting unit for ship steering systems. A rudder setting unit is to be understood as the part of a ship's steering system that receives a rudder setting signal, which represents the rudder's desired setting angle, and ensures that the rudder is actually set at this angle. The rudder setting signal can be received directly from the steering system's command signal transmitter. which can be a steering wheel for manual steering or an autopilot for automatic steering. In the latter case, the rudder setting signal will be identical to the rudder command signal, which in itself can be a complex signal that depends both on the ship's course deviation and on its turning speed. In the meantime, however, it is preferred, e.g. to compensate for poor steering characteristics of the ship, that a signal converter is placed between the rudder command signal transmitter and the rudder setting unit, and in this case the rudder setting signal will be different from the rudder command signal. For the present invention, it is irrelevant how the rudder setting signal is derived, as the function of the rudder setting unit is limited to setting the rudder at an angle that is as precisely as possible proportional to the rudder setting signal that the unit receives.

Det angitte rorinnstillingsaggregat er av den art som omfatter The specified rudder adjustment unit is of the type that includes

en balansekobling med innganger for et rorinnstillings-signal og et tilbakekoblingssignal samt en utgang for et balansesignal, som tjener som styresignal for start og stopp av skipets styremaskin i den ene eller den annen retning. Et rorinnstillingsaggregat av denne art er f.eks. beskrevet i britisk patentskrift nr. 627.974, som tilsvarer dansk patentskrift nr. 71.097, samt i tysk patentskrift nr. 1.268.255. a balance link with inputs for a rudder setting signal and a feedback signal as well as an output for a balance signal, which serves as a control signal for starting and stopping the ship's steering machine in one direction or the other. A rudder setting unit of this kind is e.g. described in British Patent Document No. 627,974, which corresponds to Danish Patent Document No. 71,097, as well as in German Patent Document No. 1,268,255.

Ved kjente aggregater av denne art avledes tilbakekoblingssignaler direkte fra rorstillingen, idet det f.eks. avgis fra et potensiometer hvis bevegelige kontaktarm er forbundet med roret. In the case of known aggregates of this kind, feedback signals are derived directly from the rudder position, as it e.g. emitted from a potentiometer whose movable contact arm is connected to the rudder.

Man har funnet at sådanne rorinnstillingsaggregater lider av visse mangler, som henger sammen med at styremaskinen uunngåelig arbeider med en viss etterslepning, hvilket betyr at det fra det oyeblikk da styremaskinen mottar ordre til start eller stopp, It has been found that such rudder adjustment units suffer from certain defects, which are connected to the fact that the steering machine inevitably works with a certain lag, which means that from the moment the steering machine receives an order to start or stop,

går en viss tid innen styremaskinen henholdsvis kommer igang med full hastighet og kommer til fullstendig stillstand. Når balansesignalet således når stoppverdien, vil derfor styremaskinen og dermed roret etterbeveges, d.v.s. lope litt for langt, og tilbakekoblingssignalet, som direkte representerer rorvinkelen, vil derfor også nå en verdi tilsvarende etterbevegelsen. Hvis etterbevegelsen av tilbakekoblingssignalet er så stort at balånse-signalet når verdien for start av styremaskinen i den motsatte retning blir styremaskinen således startet og kan igjen etterbeveges og innlede en ny vending, o.s.v. En sådan pendlende a certain amount of time elapses before the control unit respectively starts up at full speed and comes to a complete standstill. When the balance signal thus reaches the stop value, the steering machine and thus the rudder will therefore be moved backwards, i.e. lope a little too far, and the feedback signal, which directly represents the rudder angle, will therefore also reach a value corresponding to the following movement. If the after-movement of the feedback signal is so great that the balanse signal reaches the value for starting the steering machine in the opposite direction, the steering machine is thus started and can again be moved back and initiate a new turn, etc. Such a commuter

tilnærmelse ved utforelsen av en styreordre betegnes som ustabilitet i styringen. convergence in the execution of a board order is termed instability in the board.

Det vil innses at man for å unngå ustabilitet må velge forskjellen mellom de balansesignaler som henholdsvis utloser stopp i den It will be realized that to avoid instability one must choose the difference between the balance signals which respectively trigger a stop in it

ene retning og start i den motsatte retning, den såkalte dodgangsbredde, storre enn etterlbpet av styremaskinen, representert ved tilbakekoblingssignalet. På den annen side er det imidlertid med henblikk på styringens noyaktighet onskelig å holde dodgangsbredden så liten som mulig. Dette volder ikke i seg selv noen vanskelighet, selv om balansesignalets styrefunksjon utfores ved hjelp av elektromekaniske releer, slik som det i alminnelighet er tilfelle, og som i seg selv har en viss dodgangsbredde, idet dodgangsbredden kan reduseres med en vilkårlig verdi ved forsterkning av balansesignalet. Men som ovenfor forklart setter styremaskinens etterbevegelse en nedre grense for dodgangsbredden. Etterbevegelsen vil i alminnelighet vokse med styremaskinens hastighet, og jo storre denne hastighet er, desto storre vil one direction and start in the opposite direction, the so-called deadlock width, greater than the trailing motion of the control machine, represented by the feedback signal. On the other hand, however, with a view to the accuracy of the steering, it is desirable to keep the dodway width as small as possible. This in itself does not cause any difficulty, even if the control function of the balance signal is carried out by means of electromechanical relays, as is generally the case, and which in itself have a certain deadband width, since the deadband width can be reduced by an arbitrary value by amplifying the balance signal . But as explained above, the after-motion of the steering machine sets a lower limit for the deadway width. The after-motion will generally grow with the speed of the steering machine, and the greater this speed is, the greater will

derfor den nedre grense for dodgangsbredden bli, hvilket er uheldig, da det selvsagt er onskelig at styremaskinen skal therefore the lower limit for the dodgway width will be, which is unfortunate, as it is of course undesirable that the steering machine should

bringe styreordrer til utforelse så hurtig som mulig. carry out board orders as quickly as possible.

Av de ovenfor anforte grunner er det i alminnelighet nodvendig For the reasons stated above, it is generally necessary

å avfinne seg med et kompromiss mellom dodgangsbredde, hastighet av styremaskinen og stabilitet. Dette kompromiss er ikke alltid tilfredsstillende, og særlig ved automatisk styring under anvendelse av en autopilot som rorkommandogiver, ikke alltid forenelig med den presisjon som man venter av en automatisk styring. to settle for a compromise between width of approach, speed of the steering machine and stability. This compromise is not always satisfactory, and in particular in the case of automatic steering using an autopilot as rudder commander, not always compatible with the precision expected from an automatic steering system.

Oppfinnelsen går ut på å avhjelpe eller forminske disse ulemper The invention aims to remedy or reduce these disadvantages

ved et rorinnstillingsaggregat av den angivende art, idet det særtrekk i henhold til oppfinnelsen består i at det aggregat som frembringer tilbakekoblings-signalet har en styremaskinsimulator med mindre etterslepning enn styremaskinen, og som er innrettet for, under innvirkning av balansesignalet, å startes og stoppes i den ene eller den annen retning i takt med styremaskinen samt derved å frembringe et signal som representerer styremaskinsimulatorens avvikelse fra dens signalstilling og som påtrykkes by a rudder setting unit of the type specified, the distinctive feature according to the invention being that the unit which produces the feedback signal has a steering machine simulator with less lag than the steering machine, and which is designed to, under the influence of the balance signal, be started and stopped in one or the other direction in step with the steering machine and thereby produce a signal that represents the steering machine simulator's deviation from its signal position and which is pressed

balansekoblingen som tilbakekoblingssignal, idet det forefinnes midler for langsom synkronisering av simulatoren med styremaskinen. the balance coupling as a feedback signal, as there are means for slow synchronization of the simulator with the controller.

Da styremaskinsimulatorens eneste funksjon er å levere et elektrisk styresignal, kan den lett innrettes til å arbeide med en meget liten etterslepning eller praktisk talt helt uten etterslepning, og på grunn av dens langsomme synkronisering med styremaskinen vil den likevel representere rorvinkelen på tilfredsstillende måte. Man har funnet at ved anvendelse av en sådan styremaskinsimulator, kan det oppnås et tilfredsstillende kompromiss mellom dodgangsbredde, hastighet av styremaskinene samt stabilitet. As the steering engine simulator's sole function is to supply an electrical steering signal, it can easily be set to work with very little or virtually no lag, and due to its slow synchronization with the steering engine, it will still represent the rudder angle satisfactorily. It has been found that by using such a steering machine simulator, a satisfactory compromise can be achieved between dodge width, speed of the steering machines and stability.

Når styreanlegget tas i bruk, kan det være en betydelig avvikelse mellom simulatoren og styremaskinen, og med den beskrevne langsomme synkronisering kan det ta. noe tid for det oppnås regelmessig styring. Ved en foretrukket utforelsesform av oppfinnelsen omfatter rorinnstillingsaggregatet derfor i tillegg midler for hurtig synkronisering av simulatoren med styremaskinen når det opptrer en forut bestemt innbyrdes avvikelse mellom disse. Den hurtige synkronisering kan også-utnyttes under drift i tilfelle av hurtige og store endringer av rorinnstillingssignalet, nemlig hvis hellingen av simulatorens arbeidskarakteristikk ikke er identisk med hellingen av styremaskinens arbeidskarakteristikk, således som det skal forklares nærmere nedenfor. When the control system is put into use, there can be a significant deviation between the simulator and the control machine, and with the described slow synchronization it can take. some time before regular management is achieved. In a preferred embodiment of the invention, the rudder setting unit therefore additionally comprises means for rapid synchronization of the simulator with the steering machine when a predetermined mutual deviation occurs between them. The fast synchronization can also be exploited during operation in case of rapid and large changes of the rudder setting signal, namely if the slope of the simulator's working characteristic is not identical to the slope of the steering machine's working characteristic, as will be explained in more detail below.

En særlig hensiktsmessig form for en styremaskinsimulator er en integratorkrets. En sådan krets er i stand til å simulere styremaskinens mekaniske funksjon rent elektrisk og er derfor praktisk talt uten etterslepning. Om det onskes vil det imidlertid også være mulig å anvende en elektromekanisk simulator, som f.eks. A particularly suitable form of a control machine simulator is an integrator circuit. Such a circuit is able to simulate the steering machine's mechanical function purely electrically and is therefore practically without lag. If desired, however, it will also be possible to use an electromechanical simulator, such as e.g.

en liten elektrisk motor, som driver den bevegelige kontaktarm på et potensiometer. a small electric motor, which drives the moving contact arm of a potentiometer.

Oppfinnelsen skal i det folgende forklares nærmere under henvisning til tegningene, der: Fig. 1 viser et koblingsskjema for en utforelsesform av et ror- The invention will be explained in more detail in the following with reference to the drawings, where: Fig. 1 shows a connection diagram for an embodiment of a rudder

innstillingsaggregat i henhold til oppfinnelsen, setting unit according to the invention,

fig. 2 er en grafisk fremstilling av arbeidsfunksjonen for et konvensjonelt rorinnstillingsaggregat av tilbakekoblingstypen, fig. 2 is a graphical representation of the working function of a conventional rudder adjustment assembly of the feedback type,

fig. 3 er en grafisk fremstilling av arbeidsfunksjonen for det rorinnstillingsaggregat som er vist i fig. 1, og fig. 3 is a graphical representation of the work function for the rudder setting assembly shown in fig. 1, and

fig. 4 er en lignende grafisk fremstilling som i fig. 3, men med rorinnstillingsaggregatet innstilt på en litt annen måte. fig. 4 is a similar graphic representation as in fig. 3, but with the rudder adjustment assembly set in a slightly different way.

Det viste rorinnstillingsaggregat omfatter en releforsterker i form av en operatorforsterker 1. Et rorinnstillings-signal påtrykkes gjennom en inngangsmotstand RI og sammenlignes med et tilbakekoblings-signal fra den nedenfor beskrevne styremaskin-simulator, idet dette signal påtrykkes gjennom en inngangsmotstand R3. Begge disse signaler kan uttrykkes som spenninger, men da disse spenninger representerer rorvinkler, kan signalene også uttrykkes i vinkelgrader. Forskjellen mellom de to signaler representerer det signal som ovenfor er betegnet som balansesignaler, og som påtrykkes forsterkeren 1 som inngangs-signal. Forsterkerens inngangssignal driver et styrbordsrele Re 1 (også merket med styrbordssymbolet SB) og et babordsrele Re 2 (også merket med babordssymbolet P) gjennom dioder Dl og D2. Dodgangsbredden av relearrangementet i henhold til den ovenfor gitte definisjon, bestemmes av forsterkerens 1 folsomhet eller forsterkning, som atter bestemmes av en motkoblingsmotstand R2 samt et innstillbart potensiometer Pl. The rudder setting assembly shown comprises a relay amplifier in the form of an operator amplifier 1. A rudder setting signal is applied through an input resistor RI and is compared with a feedback signal from the steering machine simulator described below, this signal being applied through an input resistance R3. Both of these signals can be expressed as voltages, but as these voltages represent rudder angles, the signals can also be expressed in angular degrees. The difference between the two signals represents the signal which is referred to above as a balance signal, and which is applied to the amplifier 1 as an input signal. The amplifier's input signal drives a starboard relay Re 1 (also marked with the starboard symbol SB) and a port relay Re 2 (also marked with the port symbol P) through diodes Dl and D2. The output width of the relay arrangement according to the definition given above is determined by the sensitivity or gain of the amplifier 1, which is again determined by a feedback resistor R2 and an adjustable potentiometer Pl.

Aggregatet inneholder en styremaskinsimulator, som utgjores av The unit contains a steering machine simulator, which is made up of

en operatorforsterker 2, som er innkoblet i en integratorkrets i kombinasjon med en kondensator Cl og en inngangsmotstand R4. an operator amplifier 2, which is connected in an integrator circuit in combination with a capacitor Cl and an input resistor R4.

Når styrbords- eller babordsreleet aktiveres, forbindes mot-standen R4 gjennom kontakter på vedkommende rele til den ene eller den annen av to spenningskilder med konstant spenning, henhv. When the starboard or port relay is activated, the resistor R4 is connected through contacts on the relevant relay to one or the other of two voltage sources with constant voltage, respectively.

+ 20 V og - 20 V. Alternativt kan det benyttes særskilte brytere, f.eks. elektroniske brytere, for å opprette disse forbindelser i direkte avhengighet av forsterkerens 1 utgangssignalspenning, og + 20 V and - 20 V. Alternatively, special switches can be used, e.g. electronic switches, to create these connections in direct dependence on the amplifier's 1 output signal voltage, and

ved de samme verdier av denne som bevirker aktivering av releene Re 1 og Re 2. at the same values of this which cause activation of the relays Re 1 and Re 2.

Når inngangsmotstanden R4 tilsluttes spenningen + 20 V eller When the input resistor R4 is connected to the voltage + 20 V or

- 20 V, bygges det opp i integratorkretsen et utgangssignal som vil stige med konstant takt i positiv eller negativ retning og dermed simulere bevegelsen av styremaskinen og dermed av roret i styrbord- eller babordsretning. Når ingen av releene Re 1 - 20 V, an output signal is built up in the integrator circuit which will rise at a constant rate in the positive or negative direction and thus simulate the movement of the steering machine and thus of the rudder in the starboard or port direction. When none of the relays Re 1

og Re 2 er aktivert, forblir integratorkretsens utgangsspenning konstant, og tilsvarende stillstand av styremaskinen. Kalibreringen av integratorkretsen kan f.eks. være slik at utgangs-signalet representerer 0,5 V/grad med nullverdien svarende til midtskipsrorstillingen. and Re 2 is activated, the output voltage of the integrator circuit remains constant, and the corresponding standstill of the controller. The calibration of the integrator circuit can e.g. be such that the output signal represents 0.5 V/degree with the zero value corresponding to the midship rudder position.

Releene Re 1 og Re 2 har også kontakter som starter og stopper The relays Re 1 and Re 2 also have contacts that start and stop

den virkelige styremaskinen SG i styrbords- eller babords retning. Styremaskinen dreier atter roret R i styrbords- eller babords-retningen, slik som angitt ved de piler som er markert med SB the real steering engine SG in the starboard or port direction. The steering machine turns the rudder R again in the starboard or port direction, as indicated by the arrows marked SB

og P. and P.

Ved variasjon av mdstanden R4 kan hastigheten av styremaskin-simulatoren, uttrykt i vinkelgrader pr. tidsenhet, innstilles i overensstemmelse med den hastighet som roret R dreies av styremaskinen SG. By varying the resistance R4, the speed of the steering machine simulator, expressed in angular degrees per time unit, is set in accordance with the speed at which the rudder R is turned by the steering machine SG.

Som angitt ved den strek-prikkede linje 11 er potensiometeret As indicated by the dash-dotted line 11 is the potentiometer

P3 mekanisk forbundet med roret på en sådan måte at potensiometeret måler vinkelstillingen av roret og dermed stillingen av styremaskinen, samt overforer denne stilling tilbake i form av et elektrisk tilbakekoblings-signal, f.eks. med en kalibrerings-verdi på 0,5 V/vinkelgrad. P3 mechanically connected to the rudder in such a way that the potentiometer measures the angular position of the rudder and thus the position of the steering machine, and transmits this position back in the form of an electrical feedback signal, e.g. with a calibration value of 0.5 V/degree of angle.

Tilbakekoblings-signalene fra styremaskin-simulatoren og fra potensiometeret P3, eller med andre ord vinkelstillingen av styremaskinen og den ekvivalente vinkelstilling av simulatoren, sammenlignes i et forbindelsespunkt mellom to motstander R6 og R7. Hvis det er en forskjell mellom de to tilbakekoblingssignaler, blir denne forskjell gjennom en motstand R5 påtrykt integrator- The feedback signals from the steering machine simulator and from the potentiometer P3, or in other words the angular position of the steering machine and the equivalent angular position of the simulator, are compared at a connection point between two resistors R6 and R7. If there is a difference between the two feedback signals, this difference is applied through a resistor R5 to the integrator

kretsens summasjonspunkt og bringer derved denne krets til å the circuit's summation point and thereby brings this circuit to

drive meget langsomt i retning mot styremaskinens stilling, slik at simulatoren langsomt nærmer seg til synkronisme med styremaskinen. drive very slowly in the direction of the steering machine's position, so that the simulator slowly approaches synchronism with the steering machine.

Forbindelsespunktet mellom motstandene R6 og R7 er videre tilsluttet integratorkretsens inngang over et potensiometer P2 The connection point between resistors R6 and R7 is further connected to the input of the integrator circuit via a potentiometer P2

og to silisiumdioder D3 og D4. Hvis forskjellen mellom stillingene av styremaskinen og simulatoren overskrider en viss verdi, som kan innstilles ved hjelp av potensiometeret P2, blir en av diodene D3 eller D4 ledendé. Derved blir integratorkretsen på grunn av and two silicon diodes D3 and D4. If the difference between the positions of the control machine and the simulator exceeds a certain value, which can be set using the potentiometer P2, one of the diodes D3 or D4 becomes closed. Thereby the integrator circuit becomes due to

de forholdsvis lave verdier av R6 og R7, hurtig fort tilbake til et arbeidspunkt, der forskjellen mellom stillingene av styremaskinen og simulatoren ikke lenger overskrider denne nevnte verdi. Dette er den funksjon som ovenfor er betegnet som hurtig synkronisering. the relatively low values of R6 and R7, quickly return to a working point, where the difference between the positions of the control machine and the simulator no longer exceeds this mentioned value. This is the function referred to above as fast synchronization.

Ved den viste utforelsesform dekker potensiometeret P2 en avvikelse mellom simulatoren <p>g styremaskinen innenfor et ubegrenset område utover fra - 2^. In the embodiment shown, the potentiometer P2 covers a deviation between the simulator <p>g the control machine within an unlimited range beyond - 2^.

Et eksempel på de elektriske verdier av de forskjellige komponenter er angitt i fig. 1. An example of the electrical values of the various components is shown in fig. 1.

Fig. 2 anskueliggjor funksjonen av et konvensjonelt rorinnstillingsaggregat, der. et signal som direkte representerer rorstillingen, kobles tilbake til balansekretsen. Absissen representerer tid og ordinaten spenninger eller de tilsvarende vinkler i overensstemmelse med aggregatets kalibrering. Fig. 2 illustrates the function of a conventional rudder setting assembly, where. a signal that directly represents the rudder position is fed back to the balance circuit. The abscissa represents time and the ordinate voltages or the corresponding angles in accordance with the unit's calibration.

Kurven a illustrerer stillingen av styremaskinen, uttrykt som rorets vinkelstilling, idet det antas at styremaskinen ved tidspunktet t=0 startes fra sin midtstilling under innvirkning av et rorinnstillings-signal VP, som bringer styrbordsreleet til å trekke til. I ethvert punkt av kurven a representerer ordinat-verdien VR også det tilbakestillings-signal som er avhengig av rorstillingen. Avstanden opp til den vannrette VP-linje representerer fblgelig balansesignalet VB = VP - VR. VP-linjen representerer således også nullverdi av balansesignalet og kan folgelig også betegnes som balanselinjen. De spenninger ved hvilke styrbord- og babordsreleet henholdsvis trekker til og faller ut, ligger på hver sin side av balanselinjen og er betegnet med SB on og SB off for styrbordsreleet og P on og P off fpr babordsreleet. The curve a illustrates the position of the steering machine, expressed as the angular position of the rudder, assuming that the steering machine at time t=0 is started from its middle position under the influence of a rudder setting signal VP, which causes the starboard relay to energize. At any point of the curve a, the ordinate value VR also represents the reset signal which is dependent on the rudder position. The distance up to the horizontal VP line usually represents the balance signal VB = VP - VR. The VP line thus also represents the zero value of the balance signal and can therefore also be referred to as the balance line. The voltages at which the starboard and port relay respectively pull in and drop out are on opposite sides of the balance line and are denoted by SB on and SB off for the starboard relay and P on and P off for the port relay.

Som det fremgår av kurven a, startes styremaskinen med en viss forsinkelse og beveger seg deretter med konstant hastighet, inntil den når punktet A, der styrbordsreleet faller ut. Styremaskinen .etterbeveges nå, d.v.s. loper et visst stykke videre. Hvis etterbevegelsen er tilstrekkelig liten til å slutte mellom SB off og P on, forblir styremaskinen i den stilling den har inntatt, jfr. kurvedelen b. Hvis på den annen side etterbevegelsen er så stor, at den overskrider P on-grensen, startes styremaskinen i babordsretning og kan igjen overskride SB on-grensen, således at styremaskinen på ny startes i styrbords-retningen o.s.v., som angitt ved kurvedelen c. Styringen er således blitt ustabil. For å unngå ustabilitet må dodgangsbredden mellom SB off og P on (eller P off og SB on) velges storre enn etterbevegelsen. As can be seen from curve a, the steering machine is started with a certain delay and then moves at a constant speed, until it reaches point A, where the starboard relay drops out. The steering machine is now moved, i.e. run a certain distance further. If the after-motion is sufficiently small to end between SB off and P on, the control unit remains in the position it has taken, cf. the curve part b. If, on the other hand, the aftermotion is so great that it exceeds the P on limit, the steering gear is started in the port direction and can again exceed the SB on limit, so that the steering gear is started again in the starboard direction, etc., as indicated by the curve part c. The control has thus become unstable. To avoid instability, the dodge width between SB off and P on (or P off and SB on) must be chosen larger than the after movement.

I fig. 3 er den styremaskin-simulator som er vist i fig. 1, tilfoyet, idet den er representert ved kurven d. Styrbordsreleet faller ut der hvor kurven d skjærer SB off-linjen, altså punktet B. I dette oyeblikk befinner styremaskinen seg i punktet C, altså betydelig under SB off-linjen. Denne etterbevegelse som kan tillates uten at kurven a overskrider P on-linjen, er derfor betydelig storre enn i fig. 2. Hvis etterbevegelsen slutter noyaktig ved SB off, er simulatoren stadig i synkronisme med styremaskinen. Hvis etterldpet slutter over SB off, som vist, innledes det automatisk en langsom synkronisering av simulatoren med styremaskinen, således som angitt i sammentrykt tidsskala ved kurvedelen e. In fig. 3 is the steering machine simulator shown in fig. 1, added, as it is represented by curve d. The starboard relay drops out where curve d intersects the SB off line, i.e. point B. At this moment the steering machine is at point C, i.e. significantly below the SB off line. This after-movement, which can be allowed without the curve a exceeding the P on line, is therefore considerably larger than in fig. 2. If the after motion ends exactly at SB off, the simulator is still in synchronism with the controller. If the follow-up ends above SB off, as shown, a slow synchronization of the simulator with the controller is automatically initiated, as indicated in the compressed time scale at curve part e.

Det vil forstås at man i fig. 3 med en viss verdi av etterbevegelsen kan innsnevre dodgangsbredden vesentlig sammenlignet med fig. 2, uten at det oppstår ustabilitet, hvorved det kan oppnås en mere noyaktig styring. It will be understood that in fig. 3 with a certain value of the after movement can narrow the dead passage width significantly compared to fig. 2, without instability occurring, whereby a more precise control can be achieved.

For enkelthets skyld er det i fig. 2 og 3 sett bort fra at rorinnstillings-signalet kan ha forandret seg innen det oppnås balanse. Dette vil imidlertid bare bety, at mens styremaskinen og simulatoren vandrer opp langs sine respektive kurver, beveges hele systemet av linjer VP, SB-on, SB-off, P-on og P-off opp eller ned. Hvis man derfor larVP representere rorinnstillingssignalet, ikke ved tidspunktet t = 0, men ved det tidspunkt når styrbords-, releet faller ut vil figurene også ha gyldighet i dette tilfelle. For the sake of simplicity, in fig. 2 and 3 apart from the fact that the rudder setting signal may have changed by the time balance is achieved. However, this will only mean that while the controller and the simulator travel up along their respective curves, the entire system of lines VP, SB-on, SB-off, P-on and P-off moves up or down. If one therefore lets VP represent the rudder setting signal, not at time t = 0, but at the time when the starboard relay fails, the figures will also be valid in this case.

Synkroniseringen av simulatoren med styremaskinen behover ikke The synchronization of the simulator with the control unit does not need

å være avsluttet, for den neste rorinnstillingsoperasjon utloses av en endring av rorinnstillings-signalet. to be finished, for the next rudder setting operation is triggered by a change of the rudder setting signal.

Fig. 4 illustrerer funksjonen av rorinnstillingsaggregatet idet tilfelle styremaskinsimulatoren innstilles slik at den loper litt hurtigere enn styremaskinen. I overensstemmelse hermed vil det i figuren ses at hellingen av den kurve d, som representerer simulatoren, er storre enn hellingen av den kurve a som representerer styremaskinen. Fig. 4 illustrates the function of the rudder setting unit in the event that the steering machine simulator is set so that it runs slightly faster than the steering machine. In accordance with this, it will be seen in the figure that the slope of the curve d, which represents the simulator, is greater than the slope of the curve a, which represents the control machine.

Opp til punktet D på kurven d vil funksjonen være den samme som tidligere beskrevet. I dette punkt er avvikelsen mellom simulatoren og styremaskinen kommet opp på den verdi f, der en av diodene D3, D4 blir ledende for å frémbringe hurtig synkronisering. Fra dette punkt vil kurven d fortsette parallelt med kurven a fordi den ledende diode vil hindre simulatoren i å foroke sitt forsprang. I skjæringspunktet B mellom kurven d og SB off-linjen faller styrbordsreleet ut, og styremaskinen begynner sin etterbevegelse fra punktet C på tilsvarende måte som i fig. 3. Up to point D on curve d, the function will be the same as previously described. At this point, the deviation between the simulator and the controller has reached the value f, where one of the diodes D3, D4 becomes conductive to bring about rapid synchronization. From this point, curve d will continue parallel to curve a because the conducting diode will prevent the simulator from increasing its lead. At the intersection B between the curve d and the SB off line, the starboard relay drops out, and the steering machine begins its after-motion from point C in a similar way as in fig. 3.

Samtidig setter den langsomme synkronisering inn. At the same time, it sets in slow synchronization.

Verdien f og dermed den verdi Pqg av rorinnstillings-signalet, The value f and thus the value Pqg of the rudder setting signal,

der den hurtige synkronisering settes inn, bestemmes ved inn-stilling av potensiometeret P2. Så lenge rorinnstillings-signalet ikke overskrider denne verdi, vil funksjonen være den samme som where the rapid synchronization is introduced is determined by setting the potentiometer P2. As long as the rudder setting signal does not exceed this value, the function will be the same as

forklart under henvisning til fig. 2. explained with reference to fig. 2.

I praksis er det funnet mest hensiktsmessig å innstille aggregatet In practice, it has been found most appropriate to set the aggregate

slik at den hurtige synkronisering bare settes inn i tilfelle av forholdsvis store og hurtige endringer av rorinnstillings- so that the rapid synchronization is only introduced in the case of relatively large and rapid changes of the rudder setting

signalet, d.v.s. i tilfelle av forholdsvis steile rorkommandoer eller steilt inntredende avvikelser av skipet fra en innstilt kurs, the signal, i.e. in the case of relatively steep rudder commands or abrupt deviations of the ship from a set course,

mens bare den langsomme synkronisering er aktiv så lenge styringen nærmest har karakter av en korrigerende funksjon til fastholdelse av skipet på en innstilt kurs under rolige styreforhold. while only the slow synchronization is active as long as the steering is almost in the nature of a corrective function to maintain the ship on a set course under calm steering conditions.

Claims

1. Rudder setting unit for ship's steering system, and which comprises a balance coupling (RI, R2) with inputs for a rudder setting signal and a feedback signal as well as an output for a balance signal, which serves as a control signal for starting and stopping the ship's steering engine (SG) in one direction or the other, characterized in that the unit that produces the feedback signal has a control machine simulator (2, Cl, R4)

with less lag than the steering machine, and which is designed, under the influence of the balance signal, to be started and stopped in one or the other direction in time with the steering machine (SG) and thereby produce a signal that represents the steering machine simulator's deviation from its signal position and which the balance coupling (RI, R2) is applied as a feedback signal, as there are means (R5, R6, R7) for slow synchronization of the simulator (2, Cl, R4) with the control machine (SG).

2. Rudder setting assembly as specified in claim 1, characterized in that it also includes means (P2, D3, D4) for rapid synchronization of the simulator (2, Cl, R4) with the steering machine (SG) when a predetermined deviation occurs between them.

3. Rudder setting assembly as specified in claim 1 or 2, characterized in that the steering machine simulator consists of an integrator circuit (2, Cl, R4).

4. Rudder adjustment unit as stated in claim 3, characterized in that the integrator circuit (2, Cl, R4) has an input, which depending on the balance signal across an input resistor (R4) can be connected to sources for two different fixed voltages (- 20 V, + 20 V), and which is also connected via another input resistor (R5) to a comparison point between the integrator circuit's signal and a signal that depends on the rudder position.

5. Rudder setting unit as specified in claim 4, characterized in that the input of the integrator circuit (2, Cl, R4) is also connected via a double-acting threshold switch (D3, D4) to said comparison point (R6, R7).