NO139242B - Anordning til automatisk dynamisk innstilling og foering av et overvanns- eller undervannsfartoey - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning til automatisk dynamisk innstilling eller plassering og styring og er beregnet for skip eller for undervannsanordninger.

Plan vet at den dynamiske plassering består i å holae

et skip i en posisjon og i en gitt retning, såvel som i en fastsatt neddykket tilstand huis det dreier seg om en underv/anns-anordning, bare ved hjelp av fremdriftsmidler hvis orienterings-og/eller fremdriftsstyrke man rgulerer, for å motvirke påvirk-ninger av ytre krefter som søker å fjerne anordningen fra den fastsatte posisjon.

De fremdriftssystemer som benyttes, omfatter minst to fremdriftsmidler med orienterbar fremdriftsretning av typen med uten-bords, fremdriftsmidler eller også to fremdriftsmidler med rotasjons-akse og vertikale skovler av .typen sykloidal, idet en av disse frem-■ driftsmidler er anbragt ved forenden og den annen ved akterenden av skipet. Et annet.middel som brukes, består i å anbringe fremdriftsmidlene med regulerbar fremdriftsstyrke og omvendbar fremdriftsretning i en tunnel som går. gjennom skipet i nærheten av henholdsvis forenden og akterenden og som gjor det mulig å utcive en sidekraft såvel som

en rotasjons-kobling som er motsatt fremdrift av forenden og akterenden. Den longitudinale fremdrift besorges av et eller flere fremdriftsmidler anbrakt i akterenden, idet disse fremdriftsmidler gjer det mulig også å foreta forskyvning av skipet mellom posisjonssteder.

Plasseringen i det horisontale plan bestemmes i forhold til et fastlagt punkt på havbunnen og en koordinatmarkering som er fast eller bundet tilden bevegelige del ved hjelp av posisjonsopp-fangere eller -mottagere som f.eks.: et radioelektrisk system, idet boyer eller merker eller sendere er anbragt på kysten,

et akustisk system av lydgivertypen eller svaranord-ninger for ultralyd,

en kabel som er strukket mellom skipet og et ubevege-lig legeme anbragt på bunnen, og hvis helning mot vertikalen man måler.

Skipets retning måles ved hjelp av et magnetisk kom-pass eller et gyrokompass.

Dybden blir, hvis det gjelder en undervannsanordning fastlagt i forhold til overflaten ved hjelp av en trykkmåler eller i forhold til bunnen ved hjelp av en ultralydsonde.

De målte verdier av disse mottagere sammenlignes med gjeldende oppslåtte og fastlagte verdier i et bestemt referansesystem som f.eks. (xq» yQ) for posisjonen i horisontalplanet, Do for retningen og Zq for neddykkingen.

Forandringen av disse fastsatte verdier nodvendingjor tilsvarende forskyvning av skipet og betyr en styringsfunksjon.

Styringen av fremdriftsmidlcne ut fra sammenligningen rnellom.de fastlagte verdier og de som er målt av de ovenfor beskrevne stilling-mottagere ned vendigg j or en påvirkning av fartriyet oc sem utfores av den automatiske dynamiske plassering slik den er definert.

De. kjente påvirkningsanordninger har flere ulemper som begrenser realisasjonen, spesielt forsåvidt angår noyaktigheten i plasseringen såvel som mykheten i, anvendelsen.

Den vesentligste.ulempe er knyttet til arten av posisjonsmottagere, spesielt de som er basert på bruken av ultralyd. for-holdet er at disse mottagere har en for.lang reaksjonstid som skyldes forplantningstiden for lyden i vann, og de kan være utsatt for momentan forsvinning av det mottatte signal. Hertil kommer at mottagningen er genert av stoy, spesielt stoy som skyldes fremdriftsmidlene og skipets bevegelser.

Det kompromiss som man da soker for å fastlegge kilder for korreksjon (som f.eks. integral eller differensial) ifelge rJen klassiske teori for betjening, medfarer .uheldige krav til fremdriftsmidlene, hvilke krav oker den mekaniske s.1i11asje -og ok er brennstoff-behovet og muliggjor allikevel bare middelmådige resultater, i over-gangstiden.

Hertil kommer at vesentlige endringer i skipets reak-sjon på de krefter som virker, kan opptre av forskjellige grunner.: variasjoner i massen og plasseringen av tyngdepunktet som funksjon av belastningen; Arkimedes-oppdriften for undervannsanorrininger kan variere med temperatur og saltholdighet, med varigheten av neddykkingen som folge av den progressive forsvinning av de luftbiærer som inne-holdes i overbygningene, med neddykningen som. folge av forandring i volum med trykket; hydrodynamisk avboyning av fremdriften av frem-drif tsmidlene med strommen. Disse re aks j ons f r: r and r in ne r • av skipet gjor det nodvendig, for å bevare de normale, grenser for stabiliteten av betjeningsmidlene, å redusere ytterligere den automatiske betjening eller å. overlate reguleringen av de foran nevnte kilder til . personalet ombord og dermed oke risikoen for feil.

Forovrig gj fir "denne dårlige reaksjon på overgangsfor-holdene riet meget vanskelig å styre, dvs. endringen av 'det fastlagte punkt som er nevnt foran.

Et .forste formål med oppfinnelsen er derfor en forbed-' ring. av nSyaktigheten i plasseringen spesielt, forsåvidt angår de over-gangsfenomener som er knyttet til forstyrrelsene.

Et annet formål med oppfinnelsen er å oppnå det forste resultat uansett typen av de posisjonsmottagere som brukes, .dc til-trods for de betydelige endringer i skipets eller anordningens ton-nasje.

Et annet formål med oppfinnelsen er å lette styringen eller foringen. Anordningen til automatisk dynamisk posisjonsinnstil-' ling og styring ifolge oppfinnelsen omfatter, foruten en av de foran beskrevne stillingsmottagere, akselerometre.

Tre lineære akselerometre leverer signaler som er proporsjonale med henholdsvis den longitudinale, sideveis og vertikale akselerasjon. Denne siste måling er selvsagt ikke nodvendig hvis det dreier seg om et overflateskip.

En vinkelakselerator frembringer et signal som er pro-porsjonalt.med baugens vinkelmessige akselerasjon.

I almindelighet er et skip hydrodynamisk stabilt mot rulling og slingring og er ikke utstyrt med automatiske betjeningsinn-retninger for å manovrere skipet i forhold til disse akser. Dette begrenser ikke rekkevidden av oppfinnelsen som spesielt kan utvides til undervannsanordninqer, takket være akselerometre ne sorn rn a ler de vinkelmessige akselerasjoner ved rulling og slingrin<g>. De signaler som kommer fra disse akselerometre, blir innfort i inngangen til tilsvarende betjeningsinnretning er for å styre fremdriftsanordningene og. på den måte-frembringe en akselerasjonsmessig motkraft. Denne motkraft bevirker et påtrykk på fremdriftsmidlene som soker å hindre en-hv.er akselerasjon, dvs. enhver bevegelse av fartoyet og med dette realisere den dynamiske innstilling.

Man vet imidlertid■at ■ disse mottagere ikke kan bli ab-solutt fullkomne i praksis, og, spesielt er målingen av meget svake akselerasjoner genert av en uunngåelig forskyvning av apparatets null-punkt, en avvikelse som også kalles avdrift.

Denne avdrift bevirker en langsom forskyvning av skipets midlere posisjon. De stillingsmottagerne som er beskrevet ovenfor, gjor det mulig å detektere denne forskyvning og eliminere den ved og-så å styre fremdriftsmidlene.

Kombinasjonen av de to typer mottagere gjor det mulig samtidig å realisere for det ene en akselerometrisk kjede med stort pass-bånd, og folgelig i stand til effektivt å motvirke hurtige forstyrrelser eller uten forsinkelse å folge forandringer i det fasilogte punkt, .for det annet en posisjonskjede med gjennomgår, gsbånd sum er så smalt som det er nodvendig for effektivt å filtrere signalene for stillingsmottagerne, idet denne kjede sikrer nriyåktighe ten av den midlere posisjon og kompensasjon for forstyrrelser som varierer -langsomt." ForSvrig er dekningen av gjennomgangsbåndene slik at akselerasjonskjeden sikrer posisjonen, dvs. en funksjonering av.posisjonshukommel-sen,. under momentane fravær av signaler i posisjonsmottageren.

Innretningen ifolge oppfinnelsen omfatter også en såkalt ' antisiperingskj ede. Den er gitt dette navn fordi man benytter., den til styringen av. fremdriftsmidlene ved hjelp av signaler som -er tilveiebrågt for de foran beskrevne mottagere har kunnet realisere forskyvning av fartoyet.. Man kjenner faktisk med en god tilnærmelse, enten ved beregning eller ved målinger som er"utfort på en model i en kjoltank eller.en blåseanordning, .fremdriftene og de kreftepar som ut- ■ rives på fartoyet som funksjon av retningen av kraften fra henholdsvis vind, strom og dønninger. Mottagere som anemometre, strommålere, donningsmålere leverer signaler som er proporsjonale med•kraften og med retningen - av disse forstyrrelsesårsake r. Disse gitte storrelser behandles etter en fremgangsmåte far analog eller digital beregning-for o få tak i de elektriske spenninger som er proporsjonale med de .bereghede.forstyrreiser etter kjente ligninger, hvilke spenninger anvendes til styringen av fremdriftsmidlene for å ievere den tilsvarende fremdrift men i motsatt retning.

De forstyrrelser som det på denne måte er kompensert for* ved hjelp av antisiperingskjeden, akselerasjons- og stillingssloyf-ene-behfiver bare å motvirke på forskjellen mellom de reile forstyr-reiser og de beregnede, forstyrrelser, da de formler som er avledet ved forsok i kjoltank f.eks., aldri er rigorose.i . oraksis. Ikke desto mindre vil de!, dynamiske bg statiske stil.lingsf eil bli vesentlig redu-sert. ;En forbedring som er innfart i denne anordning består ;i å la styringssignalene for fremdriftsmidlene påvirkes av en lov for. amplituden som er invers av fremdriftsreaksjonen fra fremdriftsmidlene oå en slik måte at den -resulterende fremdrift blir proporsjonal med den påtrykte ordre. ;Anordningen ifolge oppfinnelsen omfatter videre en automatisk regulering av forsterkning og fase fer korreksjonskildene og anordnet i - akselerasjons- og fremdriftskjedene for å tilfredsstille stabilitets- og presisjonskriteriene•i- overensstemmelse med den klassiske teori for betjeningsanordningene. Med dette for oyet blir <p>erio-diske signaler påtrykt på styringen dv fremdriftsmidlene med en amplitude som er nokså svak for ikke å bevirke noen skade ved bruken av materiellet. Akselerometrene kan ikke desto, mindre detektere fartoyets resulterende bevegelser og samspillet mellom disse målte signaler og de signaler som er påtrykt leverer en angivelse av reaksjonen fra fartøyets treghet i forhold til fremdriften. .Andre karakteristiske trekk- og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av beskrivelsen av et utforelseseksempel som selvfølge-lig ikke representerer noen begrensning og .som viser til vedli;gg:ende tegninger, hvor fig. 1 viser anbringelsen' ay fremdriftstunneller, idet tJenne plassering har vist seg som den mest hensiktsmessige som eksempel på dekomponering av kreftene, fig. 2 viser prinsippskjemaet for den geometriske utforelse av styreanordningene for driften av fremdriftsmidlene i det horisontale plan for de onskede krefter og kreftepar på hovedaksene for den bevegelige del, fig. 3 viser oversikts-skjemaet for betjeningsanordningen for den longitudinelle bane, idet betjeningsanordningene for sidebanen og banen for krefteparet er ut-fort på lignende måte, fig. 4 viser formen for driften av fremdriftsmidlene som funksjon av kommandoen, fig. 5 angir amplituden for reaksjonen av lineæriseringskretsen for fremdriftskommandoen," fig. 6 angir en plassering av akselerometrene på den horisontale plattform, fig. 7 er et prinsippskjerna for kompensasjonen av virkningen av de vinkelmessige bevegelser på de lineære akselerometre, fig. B resymerer for-delingen av akselerasjonene i tverrplanet, fig. 9 viser skjemaet for en forenklet utførelse av kompensasjonsanordningen for virkningen av vinkelbevegelsene, fig. 10 er et skjema for den automatiske tilpas-ning, fig. 11 viser en utforelse av beregningen av antisipasjorisled-dene og fig. 12 er et prinsippsk jerna for bet j enin gsanordnin gen for forenden overfor retningen av forstyrrelsene. ;På fig. 1 leverer det bakre fremdriftsmiddel en longitu-dinal fremdrift f.eks. som er positiv eller negativ langs aksen x x'. Fremdriften f for fremdriftsmidlet foran 2 er parallell med aksen ;y y' og er orientert mot hoyre eller mot venstre på samme måte som fremdriften f -> for tverrf remdrif ten akterut 3. ;y2 ;Denne plassering i horisontalplanet kan selvfolgelig ;anvendes i vertikalplanet for et undervannsfartoy. ;Den klassiske dekomponering av kreftene gjor det mulig å uttrykke fremdriftene for fremdriftsmidlene som funksjon av de krefter som defineres i systemet med rettvinklede akser (x x', y y'), nem-lig F^ og F^ såvel som momentet for krefteparet C om aksen z z' som er perpendikulær på de for nevnte, og som går gjennom skipets tyngde-punkt 0. ;1^ og I2 er avstandene henholdsvis mellom sidefremdriftsmidlene foran og akterut for tyngdepunktet 0. ;Disse ligninger anvendes ifolge fig. 2 med sikte på å oppnå kommandosigna ler for fremdriftsmidlene henholdsvis■f^, f ^ og f fira fremdriftene F oq F oq momentet for det onskede kreftepar • f y2 F x y F y " • r C, idet disse signaler er representert ved elektriske krefter med en passende skalamålestokk. Kretsen 5 innforer en forsterkning som er proporsjonal med 1- d , ■ på samme . måte som.6 multiplisert med F y for 1l.. Organet 7 leverer summen av leddene: ^^ 2 som man tidligere nar fått, og C, ved multiplikasjon av resultatet med en koeffisient som er analog med 1/1^ + mens 8, gir differansen F^ 1 ^ - C med en forsterkning som er proporsjonal med den,samme koeffisient 1/1 .j + ^ 2' ;Denne dekomponering .gjor det mulig senere å arbeide videre ved å studere de longitudinelle, laterale oc krefteparbaner. Hver av banene har-da'den samme struktur slik som den som er angitt - ved modellskjemaet på fig. 3 som, som eksempel, svarer til den longitudinelle bane. ;Delen 9 på fig. 3 viser fartoyet med son overførings-, funksjon, idet utgangen er fartoyets posisjon, inngangen er resultanten av på den ene side f orstyrrelseskref tene . F^ som skyldes vind, strom og dcnning, og. på den annen side fremdriften F^n som er forårsaket av fremdrifsmidlet 10 langs aksen x x'. ;Delen 13 som ikke tilsvarer en materiell relasjon, sym-boliserer prinsippskjemaet for de fysiske krefter og forstyrrelses-momentet. ;5om ved de fleste praktiske anvendelser -av den frem-driftstype som finnes på markedet, og for hvilken man derfor ikke vil gå mere i detalj, virker kommandosignalet 5£.på proDellerbevegelsen. Fremdriften er derfor ikke proporsjonal med kommandoen og har derfor et utseende som på kurve 27, fig. 4. Denne ikkelinearitet kan bevirke en forstyrrelse i stabiliteten av betjeningsanordningene. Delen 11 fig. 3 lineariserer fremdriften, idet kommandosignalet 5^ forsterkes ;med en reaksjon, uttrykt som en amplitude, som er vist på kurven 30, fig. 5 og som er proporsjonal med kommandosignalet 5^. Segmentene med helning null, 31 for kurven 30, fastlegger en begrensning av frem-.driften til en'valgt verdi, som er mindre enn den maksimalt tillate-lige kraft, slik som angitt av kurven 28. ;Ifolge en fordelaktig utforelsesform blir denne line-arisering utfort ved hjelp av en analogisk funksjonsgenerator. Ifolge en annen utforelsesform kan i tilfellet av anvendelse av en numerisk regnemaskin, kurven 30-31 tilnærmes ved hjelp av en tabell med diskrete verdier som lagres. ;Delen 11 omfatter foruten den nevnte funksjonsgenerator et lineært organ hvis forsterkning kan reguleres slik som senere skal beskrives for å regulere mellom 28 og 29 helningen av den lineariserte kurve. Da fremdriften fra fremdriftsmidlet påtrykkes fartoyets tyngde-punkt, folger at akselerasjonen av dette for små bevegelser og under begrensningsterskelen, er proporsjonal med inngangssignalet 31 for den direkte bane som omfatter delene 9, 10 og 11 som er definert ovenfor. ;Kommandosignalet 5^ folger selv ifolge oppfinnelsen av kombinasjonen av de signaler som er utviklet av de forskjellige kjeder som er vist på fig. 3, for de med piler forsynte linjer. Addereren 12 leverer summen av disse signaler. ;Den akselerometriske sammenstilling 14 måler den longitudinale akselerasjon av fartoyet. Den omfatter spesielt et lineært akselerometer 33 montert på en plattform 32 som holdes horisontalt ved hjelp av kjente midler. En fordelaktig utforelse er vist på fig. 6, og består i å anvende den indre kardanske ring i et vertikalt gyroskop 36. På den samme horisontale plattform 32 er også montert det lineære akselerometer 34 som er orientert etter aksen y y' og vinkelakselero-meteret 35 hvis folsomme akse er parallell med aksen z z. ;I almindelighet kan denne plattform ikke anbringes i rotasjonssenteret, som også kalles "det rolige punkt", på skipet.. Herav folger i og med rullende og slingrende bevegelser en tangensiell akselerasjon på plattformen, og hvis projeksjoner på aksene x x' og y y' detekteres av akselerometrene 33 og 34. Imidlertid vil instal-lasjon av plattformen - tilnærmet på vertikalen for det rolige punkt i en avstand d over denne, forenkle de ligninger som uttrykker forstyrrelsene meget. Ifolge oppfinnelsen består en fremgangsmåte til å kom-' pensere for disse forstyrrelser, hvis prinsippskjerna er vist på fig. 7, ;i å anbringe to vinkelakselérometré 39 og 40 som måler de vinkelmessige akserlerasjoner forårsaket av henholdsvis rullingen XI og likevekten ;y ;-Integreringsanordningene 41, 42 og 43 leverer fra de vinkelmessige akseleratorer, de vinkelmessige hastigheter -C^, -^-y ogXx Multiplikatorene 44, 45 og 46 utforer henholdsvis kvadreringen av og .fl og produktet XI y^-x« Addererne 47, 48 og 49 som er av-veiet som funksjon av den nevnte avstand d, leverer de signaler som folgende uttrykk viser: ;Disse uttrykk svarer godt til projeksjonen på aksen ;for det tetraeder som er forbundet med fartoyet, av de lineære for-styrrelsesakselerasjoner som skyldes de vinkelmessige bevegelser, idet plattformen er montert på den nedenfor beskrevne•måte. ;Disse komponenter projiseres på det tetraeder som er forbundet med den horisontale plattform 32 takket være dekomponerings-innretningene 37 og 38 som utarbeider signaler som representerer for-styrrelsesakselerasjonene: . ;som er subtrahert fra de verdier som er målt av akselerometrene 33 og 34. Utgangene av addererne 50 og 51 tilsvarer således de korrigerte longitudinale og transversale akselerasjoner som brukes i akselera-sjonskjedene og de automatiske tilpasningskjeder. ;En forenklet kompensasjonsform er i overensstemmelse med oppfinnelsen. ;Man vil faktisk bemerke at i almindelighet er produktet av de vinkelmessige hastigheter lite i forhold til den angulære akselerasjon; hertil kommer at rullingshastigheten er loddret på rulle-vinkelen og også likevektshastigheten i forbindelse med slingringen,. og denne sistnevnte overstiger ikke noen få grader. Forstyrrelses-akselerasjonene kan derfor skrives med de forenklede formler: ;slik som fig. 8 viser for rullingen. Ifolge fig. 9 blir de. signaler' som leveres av de vinkelmessige akselerometre 39 og 40 trukket fra ;ved hjelp av addererne 50 og 51, fra signalene fra de lineære akselerometre 33 og 34 med en vekt som svarer til multiplikasjonen av avstander d,..0-x som også går gjennom dekomponeringsinnretningen 37 for å bli multiplisert med cos R. ;Ved igjen å betrakte fig. 3 ser man at det korrigerte signal fra akselerometeret påtrykkes korrigeringsnettverket- 15 som er av typen proporsjonal - integral, derpå blir sloyfen lukket over addereren 12. Parametrene for nettverket 15 fastlegges i.overensstemmelse med de klassiske beregningsmetoder og avhenger naturligvis av funksjonen for skipets bevegelse. Da forsterkningen i den åpne sloyfe av akselerasjonskjeden er G, vil den kjente formel gi den akselerasjon som er tatt av skipets masse under påvirkning av en forstyrrelses-kraft F som er: ;P ;;Akselerasjonssloyfen bevirker derfor for små bevegelser og i passbåndet at skipets treghet multipliseres kunstig med ( 1 + G) og dette reduserer tilsvarende dens folsomhet for forstyrrelser. Hertil kommer at l.ineariseringsvirkningen av fremdriften ved hjelp av delen 11 blir kompletert ved hjelp av betjeningsanordningen for å gjore den akselerasjon som skipet får, proporsjonal med en kommando som påtrykkes de andre innganger i addereren 12. ;Posisjonsmottageren 17 leverer fartoyets avstand i det referansesystem som mottageren er knyttet til. Den målte avstand sammenlignes av addereren 1B med en avstand xq som blir angitt ved hjelp av linjalen 19 og som definerer den fastlagte posisjon. Den kjente ;.< oordinatomf ormer 20 blir eventuelt benyttet for å få komponentene for posisjonsavstanden i det tetraeder som er forbundet med skipet når den brukte referanse for stillingsmottageren, er forskjellig» Korreksjohs-nettverket 21 gjor.det mulig å filtrere posisjonsfeilen. Muligheten ;til å tilpasse korreksjonsnettverket .15 for den akselerometriske retur, byr på en meget stor bredde i reguleringen av 21som da kan op-timaliseres som funksjon av den mottager som benyttes. 'Spesielt består en fordelaktig utforelsesfoxm av 21 i å benytte et tilbakeforings-filter, såkalt Kalmann. Den filtrerte posisjonsfeil påtrykkes addereren 12 for å lukke sloyfen idet den går over venderen 22. ;Når venderen er anbragt i den ovre stilling etter skjemaet på fig. 3, er posisjonssloyfen åpen, og utgangen av potensiomet-eret 23 påtrykkes betjeningsanordningen. Dette potensiometef beveges manuelt ved hjelp av en manuell styreanordnin g 24 med automatisk' retur., til null, som gjor det mulig å regulere fremdriften av fremdriftsmidlet og styringen av fartoyet. Den akselerometriske mot-aksjon gjor denne styring særlig myk. ;For på en kontinuerlig måte å få en forsterknings- og fasetilpasning til korreksjonsnettverkene for å kompensere for varia-sjonene i fartoyets reaksjon, blir det signal som utvikles av den akselerometriske målesammenbygning 14 også påtrykt kretssammenstillingen 16 hvis detaljer fremgår av fig. 10. Oscillatoren 52 generer et vek-selstromsignal hvorav en brokdel blir tilfort addereren 12 og hvis frekvens er valgt nær frekvensen for avbrytelsen av akselerasjonssloyfen. Den derav folgende modulering av fremdriften, av størrelsesord-enen noen prosent av den maksimale verdi, er tilstrekkelig til å bevirke en bevegelse av fartoyet som' kan detekteres av akselerometeret uten å medfore noen forstyrrelse for driften. ;Den målte akselerasjon påtrykkes multiplikatorene 53 ;og 54 som også mottar signalet fra oscillatoren 52, direkte til den ene, f aseforskj ovet tc/2 til den annen. Etter filtrering ved hjelp av båndpassfiltrene 55 og 56 får man henholdsvis den fasekomponent som er i fasen og den komponent som er f asef orskj ovet ic/2 v, for fartoyets bevegelse. Denne detekteringsmåte medforer korrelasjonsopera-sjonen og gjor det mulig å eliminere alle de signaler som ikke er synkrone med den anvendte oscillator, spesielt de som skyldes slingringen. En kjent krets omfatter dekomponeringsinnretningen 5 7, motoren 59 og dens betjeningsanordningsforsterker 59 oq lever er ut fra komponentene u og den it/2 forskjovne v modulen A = \ u^ + v^ og fasen H" = Arctg u/v for den synkrone akselerasjon. Disse verdier sammenlignes . med en amplitude og en fase som på forhånd er tilveiebragt ved hjelp av regula-torene henholdsvis 60 og 61, idet forskjellene blir forsterket av 62 ;og 63 for i riktig retning å' styre forsterkningen i det lineære organ som er etter den tidligere beskrivelse anbragt i delen 11, og også ;korreksjonsanordningens 15 tidskonstanter. ;Vi viser igjen til fig. 3. Henvisningstallet 25 angir mot.tagersammenstillingen, som er av kjent type, og som måler vindens styrke og retning, strommen og slingringen. De signaler som leveres av disse mottagere1 påtrykkes den kretssammenstilling som er betegnet med tallet 26. Denne sammenstilling 26 realiserer simuleringen åv det fysiske system 13. ;De krefter og momenter som skyldes innflytelsen av vindens hastighet V og retningen^ kan beregnes av folgende formler: ;hvor x v er luftens tetthet, ' 5 ver en referanseoverfla te av den del av skipet som er neddykket og L dets lengde, ^xv> ^-yV °9 de aerody-namiske koeffisienter som er blitt målt på en vindprovemodel. ;Lignende formler uttrykker virkningene av strommen på den neddykkede del, idet hydrodynamiske koeffisienter blir bestemt ved forsok på mo-dellen i en kjoltank. Fig. 11 viser et utforelsesskjerna for sammenstillingen 26. Denne analogisimulering gjor det mulig å illustrere fremgangsmåten for bearbeidelsen av antisiperingsleddene, men er selvsagt ikke begrensende, og en sifferberegning f.eks. av disse ledd er i overensstemmelse med oppfinnelsen. ;Hastigheten V kvadreres av multiplikatoren 64 med en skalafaktor som gjor den oppnådde spenning homogen med ^ f ^v^v ' Dekomponeringsinnretningen 65 som er beveget en vinkel y> ^, multipli-serer denne spenning med på den ene side cos og på den annen side med sin <J- . Leddet cos^J-^ blir selv multiplisert med sin j^^ ved hjelp av dekomponeringsinnretningen 66, hvilket gir en resultant proporsjonal med sin 2 ^- . Multiplikatorene 67, 68 og 69 påvirker på denne måte produktet av disse tre ledd med de tilsvarende koeffisienter Cxy» C oq C.. Man vet således at disse koeffisienter ikke er helt kon- ;y v 3 1 v ;stante, men varierer som funksjon av retningen ^ . De utarbeides her ut fra vinkelen ^ v ved hjelp av de analoge f unks jonsgeneratorer henholdsvis 70, 71 og 72, som reproduserer de utledede kurver for modell-forsøkene. ;De samme operasjoner utfores ut fra parametre som angår strommen og slingringén av de i sammenstillingen 76 innarbeidede deler.. De oppnådde spenninger adderes av addererne 73* 74 og 75 for å levere antisiperingsstrorrelsené F^.p,. <p>g C.^ som påtrykkes henholdsvis addereren 12 for hver av banene.. De fremdriftsmidler som kommanderes ■ på denne måte, motsetter seg da tilsvarende forstyrrelser '^xp» Fyp . ' og Cp som blir påtrykt skipet; ■ '\~

Beregningen av de ytre forstyrrelseskrefter gjtir det;

videre mulig å bestemme på en fordelaktig måte den resulterende-retning, av disse krefter. Komponentene ^xp» F^' påtrykkes dekomponeringsinnretningen .77 på fig. ,12, idet dekomponeringsinnretningen selv blir-, betjent av forsterkeren 7B bg motoren 79 ifolg"e den allerede. kj ente montasje som er vist på- f ig. 10.' .. Cos-utgangen f-ra. dekomponeringsinnretningen .representerer modulen F^ for den samlede .'forstyrrelse,'" idet vinkelstillingen er vinkelen ^j. Man vet videre at den fremdrift som utoves av .vinden eller strommen er minimal når skipet er rettet-mot denne vind eller mot denne-strom. Dette forhold realiseres véd-å bruke som feilsignal fox baneparet ikke lengere"avstanden i forhold til'den angitte steynevinkél ;Q ','-'trien u~tgahgen av dekomponeringsinnretningen 83 som er drevet på aksen -Denne omkobling realiseres ved vendekontaktene på releet 82 som selv påvirkes av sammenligneren 80' når modulen Fp for de ytre forstyrrelser overstiger en terksel som er angitt ved potensiometret 81.

Den anordning som er oppfinnelsens- gjenstand kan-benyttes i alle de tilfeller da et skip er bestemt til å opprettholde-

en fastsatt posisjon som bestemmes- ved hjelp, av bare dens egne f remdrif tsmidler. En særlig interessant anvendelse gjelder boreskip på havet dg oceanografiske skip.. Anordningen kan også anvendes på under-, v anns anordninger for sokning etter vrak eller anordninger som arbeider med borehoder, idet fordelen ved oppfinnelsen gjor-seg like godt gjeldende ved f astholdelsen til et f ast punkt. som ved ..vanskelige manov-reringer under tilnærmingen til å få kontakt.

Disse styringsegenskaper er også av betydning for drei-ning og landing av store skip, og spesielt' for k jempe.tankere.

Claims (6)

1. Anordning til dynamisk innstilling og føring au et "overflate- eller undervannsfartøy med et antall propellere, idet anordningejn omfatter stillingsmottagere og akselero-meterinnretninger på fartøyet for deteksjon av akselerasjoner i lengde-,tverr- og vertikalretning, samt vinkelakselerasjoner av fartøyet, karakterisert ved akselerometer-tilbakekoplingsinnretninger med et bredt passbånd, hvilke produserer spenninger som sikrer hurtig innstilling og mot-virker høyfrekvente forstyrrelseskomponenter, idet tilbake-koplingsinnretningene virker som stillingshukommelse i.til-felle av en momentan mangel på stillingsdata og nevnte aksel-erometerinnretninger således begrenser stillingsmottagernes virkning til meget lave frekvenser og til kontinuerlige komponenter og gjør det derved mulig å optimalisere mottagnings-filtreringen, en korreksjonskanal for ytre forstyrrelser som omfatter innretninger for måling av vind, dønninger og strøm, anordninger for utregning av krefter og momenter som følge av vind og strøm, og servoinnretninger koplet til sistnevnte anordninger for tilveiebringelse av likeverdige og motsatte skyvekrefter .

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter en anordning for automatisk korreksjon av fartøyets reaksjon med innretninger for tilførsel av et på forhånd bestemt vekselstrømsignal til nevnte servoinnretninger, anordninger for korrelasjon ved nevnte vekselstrømsignal og akselerometer-innretningsspenninger for å måle den resulterende forstyrrelse, og innretninger for fase- og forsterk-ningsinnstilling av korreksjonsnettet for opprettholdelse av en konstant totalreaksjon.

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at akselerometer-innretningene omfatter innretninger for reaksjonslinearisering anordnet i serie med spenningene for hver propeller i tillegg til akselerometer-tilbakekoplings-innretningene, hvis amplitudereaks jon er omvendt proporsjonal med skyvekraftreaksjonen således at resultanten er tilnærmet lineær .

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert v/ed at den omfatter innretninger for måling au lineære akselerasjoner med anordninger for deteksjon au rulle- og kippe-uinkelaksel erasjoner, og for utregning au uønskede forstyr-relsesledd som stammer fra fartøyets vinkelbevegelser og fra-trekning au disse ledd for å oppnå korrigerte akselerasjoner i lengde- og tuerretningen.

5. Anordning ifølge krau 1, karakterisert ued at den omfatter bryterinnretninger for utkopling au stillingsmottagerne og erstatning au mottagerne■med en manuell styreinnretning som på grunn au akselerometer-tilbakekoplings-innretningene overfarer kommandosignalene for akselerasjon og tillater en spesielt smidig styring.

6. Anordning ifølge krau 5, karakterisert ued at bryterinnretningene som setter den manuelle styring i drift, er delt i ouerensstemmelse med huer kanal, således at styringen kan være manuell på en eller flere kanaler, mens de øurige kanaler er tvangsmessig forbundet med de tilknyttede stillingsmottagere.