NO149523B - Adaptiv automatisk styreanordning for skip. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en adaptiv automatiI sk I styreanordning for et skip, omfattende midler til å motta signaler som indikerer skipets hastighet og kursfeil, samt midler for å generere nevnte feilsignal.

Automatiske styresystemer eller "autopiloter" er vel kjent. Slike systemer omfatter midler for å sette en ønsket kurs.

Den faktiske kursretning for skipet blir konstant sammenlignet med den ønskede kurs for således å utvikle et bestemt kursfeilsignal når fartøyet avviker fra den ønskede kurs. Kursfeilsignalet anvendes til å korrigere rorposisjonen for således å bringe skipet tilbake til den ønskede kurs.

For å virke på en effektiv og praktisk måte innbefatter de nuværende autopiloter manuellestyreorganer for å optimalisere yteevnen med hensyn til varierende vind og sjøforhold så vel som endring i skipets hastigheter. Med slik manuell juster-

ing er operatøren ofte ikke i stand til å realisere optimale tilstander ettersom tidskonstantene på et stort skip er ganske lange. Med slike skip kan det være nødvendig med tidsforløp på 10 minutter eller lignende før operatøren kan bestemme virkningen av en manuell justering. Justeringene blir derfor av formen "forsøk og feil" med påfølgende tap i operasjons-virkningsgrad og økning i dens stoffforbruk.

Ifølge oppfinnelsen omfatter den adaptive automatiske styreanordningen kursholdemidler innrettet for å frembringe et rorordre-signal som indikerer en ønsket ror-posisjon når feilsignalet er under en valgt terskel, kursendringsmidlér innrettet for frembringelse av et rorordre-signal når feilsignalet overskrider nevnte terskel, midler innrettet for å velge enten kursholde- eller kursendringsmidlene i overensstemmelse med størrelsen av feilsignalet, og derved velge

- et korresponderende av to rorordre-signaler som et herskénde rorordre-signal, midler innrettet for automatisk å justere størrelsen av rorordre-signalet frembragt av kursendrings-t-midlet i overensstemmelse med endringer i skipets hastige het og midler innrettet for automatisk å justere størrelsen av rorordresignalet frembragt av kursholdemidlene i overens-: stemmelse med endringer i skipets hastighet, kursfeilsignal^ og herskende rorordre-signal.

En autopilot i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse kan, f.eks., anvende avfølere som detekterer små endringer i kursfeil, ror vinkel og hastighet som vil være for små til å detekteres av en operatør og anvende disse signaler til å beregne den optimale gevinst og grad av ror-forskyvningen.

Oppfinnelsen muliggjør forbedring av operasjonsvirkningsgraden ved å generere rorordre-signaler avhengig av varia-sjoner i parametre slik som kursfeil, rorvinkel og skipets hastighet, på en måte som skal beskrives nærmere.

En automatisk styreanordning eller autopilot for et skip ifølge oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i i eksempelvis form under henvisning til de vedlagte tegninger. Fig. 1 viser et diagram som anvendes for forklaring av autopilotens operasjon. Fig. 2 viser et blokkdiagram som illustrerer hovedkomponentene i autopiloten. Fig. 3 er et blokkdiagram som viser komponentene i en programmerings og automatisk forsterkningskontroll (AGC) krets i fig. 2. Fig. 4 er et blokkdiagram som viser komponentene i en kurs holde krets i fig. 2. Fig. 5 er et blokkdiagram som viser komponentene i en kurs endringskrets i fig. 2.

Operasjonsvirkningsgraden for et skip avhenger i stor grad av fremdriftstapene som erfares under normal operasjon og det blir derfor høyst ønskelig å redusere draget eller motstanden mot fremadbevegelsen av skipet. Det totale drag på et skip kan anses å være lik summen av draget på skroget og ror draget. Ettersom imidlertid draget på skroget bestemmes av skipets utformning og lastetilstandene, kan fctii* ror-beveqel-

sen styres for å gjøre draget mindre mulig.

Under gitte operasjonstilstander tjener øket giring til- å øke draget som erfares av skipet men økning i ror vinkel i et forsøk på å redusere giringen øker også draget. Derfor krever optimal virkningsgrad en balanse mellom ror vinkelen og giringen.

Problement kompliseres ytterligere ved det faktum at den optimale balanse mellom ror vinkel og gir varierer med vind og sjøforhold, hastighet og fartøyets angrepsvinkel med hensyn til bølgene.

Adskillige forskere har angrepet problemet med fremdriftstapene ved å fremkaste et yteevne kriterium som avhenger av summen av kvadratet av kursfeilen og en faktor som indikerer kvadratet av ror ordre signalet. Bruken av dette yteevne kriterium tilveiebringer imidlertid kun en delvis løsning ved at det ser bort i fra virkningen av skipets hastighet.

Slik det vil bli forklart opererer den foreliggende oppfinnelse på en måte til å minske verdien av yteevne indeksen J i overensstemmelse med den følgende formel:

hvor A er en proporsjonalitetskonstant avhengig av skipets utformning og belastning,

U er proporsjonal med kvadratet av skipets hastighet, tallverdien av <Y>e er gjennomsnittet av kvadratet av kurs feilene målt under et gitt intervall, og

tallverdien av 6 _2 er et mål for kvadratet av ror ordre signalene målt over det samme tidsintervallet.

Anvendelsen og realiseringen av denne formel vil bli forklart

i detalj.

Ytelsen av et skip som styres av en automatisk styreanordning beskrives ofte ved hjelp av et Bode diagram (fig. 1) hvor amplituden av girvariasjonene som erfares av skipet målt i dB plottes mot frekvensen av tvangsfunksjonen som beveger roret. Nyttigheten av Bode diagrammet for å vise operasjonen av et skip under disse forhold avhenger av det faktum at stabiliteten av en autopilot for styring av et skip er analog med stabili-tetsproblemet i en servosløyfe når forsterkningen i servosløyfen er større enn 1 (0 dB), ved at servosløyfen har tendens til å oscillere hvis faseforsinkelsen er slik at det frembringes en frekvensreaksjon med en helning lik -2.

Det er kjent at hvis den karakteristiske kurve i Bode diagrammet passerer gjennom 0 db linjen med en helning -2, er systemet ustabilt og at hastighetssignalene som representerer endrings-hastigheten av kurs feil kan tilføyes inngangen av den automatiske styreanordningen for å gjenvinne stabilitet i systemet. Dette vil i realiteten redusere helningene av den karakteristiske kurven til -1 ved 0 db punktet.

Man vil også se at den høyere frekvensdel av den karakteristiske kurven som er vist som en heltrukket linje i fig. 1 går tilbake til en helning lik -2 som et resultat av hastighetsfilteret som vanligvis tilføyes et automatisk styresystem for å redusere

ror bevegelse og derfor minske drag.

Med henvisning til den foreliggende oppfinnelse minskes et frekvensbånd over hvilket hastighetssignalet er effektivt således at draget minskes. En automatisk forsterkningskontroll (AGC) anvendes til å justere forsterkningen i kanalene som bærer de proporsjonale og hastighetskursfeilsignalene. For-sterkningsendringen i den proporsjonale kanal forskyver 0 db linjen 11 oppad til en'posisjon 13 slik at denne 0 db linje skjærer den heltrukne karakteristiske kurven i et område hvor helningen av karakteristikken er -2.

Videre utsettes hastighetssignalet for en dempning som er lik kvadratroten av dempningen i den proporsjonale kanal slik at

-1 helningen av den karakteristiske kurven forskyves oppad i lik grad som angitt ved den stiplede linjedel av kurven i fig. 1. I den utførelsesform som skal beskrives blir en minimums-størrelse av hastighetssignalet som er nødvendig for stabilitet opprettholdt for det nye.forsterkningsnivået.

I fig. 2 opererer en programmerer og en AGC krets 15 i forbindelse med en kursendring, (ke) krets 17 og en kursholde (KH)-krets 19. Programmerings og AGC kretsen 15 mottar signaler som indikerer skipets hastighet og kurs feil og velger KE kretsen når en kursendrino større enn valgt terskel (typisk 3°) beordres. Programmereren blokkerer også en kursfeil alarm krets og holder innholdet fra en integrator i KH kretsen 19

og et register i AGC kretsen under disse forhold. Hvis kursendringen som beordres overskrider en andre terskel (typisk 15°), blir integratoren og registeret tilbakestillet til en begynnelsestilstand. Når KE kretsen 17 bringer skipet innen-

for den nedre terskel, blir en tidsgiver aktivert som bevirker automatisk overføring til KH kretsen 19 hvis kurs feilen forblir under den nedre terskelen under et tidsintervall.

AGC delen av kretsen 15 realiserer den ovenfor nevnte J formel, sammenligner den eksisterende verdi av J med den tidligere målte verdi av J og frembringer et AGC signal til å regulere KH forsterkningen i tilsvarende grad.

Konstruksjonen og operasjonen av programmerings og AGC kretsen

15 i fig. 2 kan forstås under henvisning til blokkdiagrammet i fig. 3. Komponentene i kretsen i fig. 3 styres av tidsstyre-signaler som fås fra et styreorgan 21. Selve styreorganet kan justeres i overensstemmelse med signaler som mottas fra et tidsstyreregister 23 som anvendes til å lagre informasjon vedrørende skipets belastning, ønskede måleintervaller og andre parametre. En manuelt betjenbar bryter 25 lukkes når en be-visst kursendring skal foretas slik det vil bli forklart.

En vanlig multiplekser 27 henter sekvensmessig ror ordre signaler som utledes fra den for nærværende operative KH krets, kurs—

feil signaler og hastighetssignaler. Alle signaler som påtrykkes multiplekseren 27 er i analog form slik at utmatningen fra multiplekseren består av sekvenser av tre analoge signaler som inntreffer ved en hastighet og ved intervaller avhengig av tidsstyre-signaler fra styreenhet 21. I sin enkleste form kunne multiplekseren bestå av en sekvensbryter, selv om kommersielt tilgjengelige multipleksere i form av integrerte kretser foretrekkes.

Signalene fra multiplekserne 27 omformes til digital form i en analog/digital omformer 29 som svar på tidsstyresignaler fra styreenheten 21 og lagres i passende registre 31, 3 3 og 35.

De tre registerne 31, 33, 35 er også under styring av den samme tidsstyrepuls fra styreenheten 21. Etter at således den passende puls fra styreenheten 21 er avgitt blir binær informasjon som indikerer den foreliggende verdi av rorordre-signalet, kursfeil- signalet og skipets hastighet lagret i registerne 31, 33, 35.

Forut for operasjon av den automatiske styreanordning leses binær informasjon som representerer skipets karakteristikken og belastning inn i et register 37. På tilsvarende måte blir binær informasjon som representerer en nominell verdi av J og AGC lest inn i to registere, henholdsvis 39 og 41. Ved starten av et gitt forløp, blir informasjon som er lagret i registerne 39 og 41 lest inn i to registere, henholdsvis 43 og 45 for å etablere et nominelt operasjonsnivå. Ytelsesindeksen J beregnes i en aritmetisk enhet 4 7 som består av en likefrem kombinasjon av vanlige komponenter for utførelse av de nød-vendige matematiske operasjoner som svar på et tidsstyresignal fra styreenheten 21. Hovedsakelig består den aritmetiske enhet 47 av en kombinasjon av vanlige kretser for utførelse av de følgende funksjoner: 1) En binær kvadrerer for kvadrering av verdien av U som leses ut av registeret 35, 2) En binær deler for deling av verdien fra en i verdien av Å ulest fra registeret 37, 3) En binær kvadrerer for kvadrering av verdien av V efra registeret 33, 4) En binær multiplikator for multiplisering av resultatene oppnådd fra trinnene 2 og 3 ovenfor, 5) En binær kvadrerer for kvadrering av verdien av b utlest fra registeret 31, og 6) En summeringskrets for addering av resultatene oppnådd i trinnene 4 og 5 ovenfor.

Ordinært er det ønskelig å anvende verdier av V e<2> og 8<2 >med gjennomsnitt tatt over et bestemt tidsintervall for å oppnå mer pålitelige resultater. Dette kan oppnås ved å påtrykke utmatningen fra de korresponderende binære kvadrerere i den aritmetiske enheten på vanlige registere,.akkumulere data fra trinnene 1 og 3 ovenfor under det ønskede antall måleintervaller og dele verdien som er lagret i disse registere med antallet målesykluser som er valgt.

I en typisk krets kan tidsstyreregisteret 2 3 innstilles til å koble styreenheten 21 til en tilstand i hvilken data i regist-rene 31 og 33 leses inn i den aritmetiske enhet 47 under flere minutter før et tidsstyresignal fra styreenheten 21 påtrykkes den aritmetiske enheten 4 7 som kommanderer denne enheten til å beregne J.

Verdien av J påtrykkes en J komparator 49 sammen med verdien av J som tidligere er lagret i registeret 43. Således vil i den første måling som blir foretatt i et gitt forløp, verdien av J som påtrykkes komparatoren 49, bli sammenlignét med verdien av J som opprinnelig ble innlest i registeret 4 3

fra begynnelses J registeret 39. Under påfølgende målinger påtrykkes verdien av J fra den aritmetiske enheten 4 7 på både komparatoren 49 og registeret 43. Samtidig blir informasjonen som er lagret i registeret 43 under den tidligere måling lest inn i J komparatoren slik at denne komponent alltid sammenligner verdien av J oppnådd under den foreliggende måling med

den som er oppnådd under den tidligere måling. Resultatene av denne sammenligning påtrykkes AGC registeret 45. Registeret 45 kan f.eks. være en opp/ned teller eller tilsvarende, koblet slik at et signal fra komparatoren 49 som indikerer at verdien av J har avtatt inkrementerer registeret 4 5 et trinn i den

samme retning som den tidligere endring. Hvis J har øket eller ikke endret seg blir registeret 45 inkrementert et trinn i den motsatte retning. I realiteten tilveiebringer dette en styreenhet av oscilleringstypen som konstant søker en minimumsverdi for J. Utgangen av AGC registeret 45 påtrykkes KH kretsen som angitt i fig. 3.

Kretsen i fig. 3 innbefatter også programmereren som er innbe-fattet i blokken 15 i fig. 2.

En kurs/grense, komparator 51 mottar binært kodete kursfeil signaler fra analog/digitalomformeren 29 som svar på en timing puls fra styreenheten 21. Resultatene av sammen-ligningen i komparatoren 51 påtrykkes en velgerkrets 55. Velgerkretsen 55 er hovedsakelig en bryterkrets for å påtrykke passende signaler til enten KH kretsen 19 eller KE kretsen 17

i overensstemmelse med størrelsen av kursfeilsignalet. Velgerkretsen 55 mottar rorordre- signaler som er frembragt av KH

og KE kretsene og det analoge signalet som representerer kurs feilen fra multiplekserens 27 innmatning. Når komparatoren 51 detekterer en kursfail innenfor en første terskel (slik som 3°), kobler velgerkretsen 55 det analoge kursfeilsignalet til KH kretsen 19 og kobler ror ordren fra KH kretsen til ror servoen som styrer posisjonen av roret. Når komparatoren 51 detekterer en kursfeil større enn den tidligere nevnte nedre terskel og kursvelger bryteren 25 er lukket, tilveiebringer velgerkretsen 55 et holdesignal til KH kretsen 19

som opprettholder innholdet fra en integrator i KH kretsen og innholdet av AGC registeret. Under disse tilstander kobles det analoge kursfeilsignalet til KE kretsen 17 og rorordre-signalet fra KE kretsen 17 påtrykkes ror-servoen.

Velgerkretsen 55 opprettholder KE kretsen 17 i drift inntil kursfeilsignalet igjen faller under den nevnte nedre terskel.

Hvis grensekomparatoren 51 detekterer en kursfeil i overkant

av en andre terskel, slik som 15°, kobler velgerkretsen 55 ikke bare operasjonen til KE kretsen 17 men tilveiebringer også

et tilbakestillingssignal som tilbakestiller integratoren i KH kretsen 19 og AGC registeret til en ny begynnelsestilstand.

Man vil forstå at selv om fig. 3 kan medføre at diskrete komponenter anvendes for programmerings og AGC kretsen, vil en mikro datamaskin kunne programmeres til å utføre de forskjellige funksjoner i overensstemmelse med velkjente teknikker.

Kursholde kretsen 19 i fig.2 er vist i nærmere detalj i fig. 4.

Det analoge kursfeilsignalet påtrykkes kretsen i fig. 4 når velgerkretsen 55 bestemmer at KH kretsen 19 skal gi ror ordre-signalet til ror servoen. Det binære AGC signal fra registeret 45 (fig. 3) påtrykkes KH kretsen 19 bestandig.

Til sist påtrykkes tilbakestillings og holdesignaler også

KH kretsene 19 fra velgerkretsen 55 som tidligere omtalt.

KH kretsen 19 innbefatter dériverimgs- integrerings- og summeringsmidler anordnet således at ror ordre signalet som frembringes av KH kretsen 19 representerer en kombinasjon av et proporsjonalt kurs feil signal, et kurs feil hastighetssignal og et integrert kurs feilsignal. Fordelen ved å kombinere slike signaler er kjent fra tidligere og blant annet beskrevet i Britisk Patent nr. 1 293 780.

I fig. 4 blir kursfeilsignalet V påtrykket en proporsjonal forsterkningsjusteringskrets 57 og en deriveringskrets 59 som frembringer et hastighetssignal ^ . Hastighetssignalet V inverteres i en inverterer 61 og påtrykkes en hastighets-forsterkningsjusteringskrets 63.

Man vil minnes at AGC signalet ble utledet i overensstemmelse med den nye formel for J. Den proporsjonale forsterkningsjusteringskrets 57 cg hastighetsforsterknings justeringskretsen 6 3 anvender dette AGC signalet på en enestående måte for å oppnå operasjonsmåten som ble omtalt under henvisning til Bode diagrammet i fig. 1. Kretsen 57 og kretsen 63 består

hver hovedsakelig av forsterkerorganer og binærsignal aktiverte dempningsmidler. I realiteten øker forsterkermidlene i disse kretser 0 dB nivået som vist i fig. 1 og dempningsmidlene endrer den karakteristiske kurve som angitt med den stiplede linjen i fig. i. Demperne i kretsene 5 7 o.g 6 3 kan hensikts-messig omfatte kommersielt tilgjengeligekomponenter slik som katalog nr. AD 7530 fra Analogue Devices, Incorporated. Ifølge kjente teknikker for å forbinde slike anordninger, blir det binære AGC signal påtrykket demperen i den proporsjonale forsterknings justeringskrets 57 slik at den totale forsterkning i kretsen 57 er direkte proporsjonal med AGC signalet. Videre i overensstemmelse med kjent teknikk for kobling av slike anordninger, er demperen i hastighetsforsterknings-justeringskretsen 63 koblet slik at den totale forsterkning i denne krets er proporsjonal med kvadratroten av AGC signalet.

I tillegg anvendes et hastighetsfilter 65 fra utgangen av hastighetsforsterknings-justeringskretsen 63 til deriveringskretsen 59 for å opprettholde en konstant hastighetssignal båndbredde med varierende dempning, men forskjøvet i frekvens. Funksjonen av hastighetsfilteret er blitt omtalt under henvisning til Eode diagrammet i fig. 1.

Utmatningen fra de proporsjonale forsterknings justeringkretsene 57 påtrykkes en vanlig integratorkrets 6 7 som styres ved hjelp av tilbakestillings og holdesignaler som tidligere om-

talt. Utmatningen fra den proporsjonale forsterknings justeringskretsen påtrykkes også en begrenser 69 sammen med utgangssignalet fra hastighetsforsterknings-justeringskretsen 63. Begrenseren 69 er en vanlig anordning som tilveiebringer lineær forsterkning for alle signaler innenfor et bestemt amplitudeområde.

Ettersom integratoren 67 behandler kurs feilsignaler som føres gjennom den proporsjonale forsterknings justeringskretsen 57

blir integratorforsterkningen automatisk justert i overensstemmelse med endringer i følsomheten.

Endelig blir utgangssignalene fra integratoren 67 og begrenseren 69 kombinert i en summeringskrets 71 for å frembringe et utgangs-rorordre kommandosignal 6 som påtrykkes velgerkretsen 55 som angitt i fig. 3.

Kursendringskretsen 17 i fig. 2 er vist i nærmere detalj i

fig. 5. Når velgerkretsen 55 (fig. 3) kobler operasjon til KE kretsen 17, påtrykkes det analoge kursfeilsignalet på en likefrem deriverende og summerende krets 73 hvor kursfeil-signalet deriveres og kombineres med det proporsjonale kursfeilsignalet. Utgangen fra kretsen 73 påtrykkes en for-sterker 75 som har variabel forsterkning. Det deriverte signal kombineres med det proporsjonale signal i kretsen 73

for således i realiteten å tilveiebringe en forventnings-funksjon og således hindre "overskyting" i overensstemmelse med velkjente prinsipper. Typisk innbefatter denne krets et hastighetskalibreringsmiddel for justering av R-C konstanten i derivatoren for å gjøre størst mulig dens virkningsgrad i overensstemmelse med skipets karakteristikker og belastning.

Et analogt signal som representerer skipets hastighet som kan oppnås f.eks. fra et takometer drevet av skipets propellaksel, påtrykkes direkte en begrenser 77 og gjennom en inverterer 79 til den samme begrenser. Begrenseren er en likefremkrets som justerer forsterkningen i forsterkeren 75 som en invers funksjon av hastigheten. Man vil forstå at .i overensstemmelse med vanlig praksis består kursfeilsignalet av et likespennings-signal som har en størrelse som indikerer størrelsen av kurs-fellen og en polaritet som indikerer retningen av kursfeilen. For således å innstille positive og negative grenser som representerer babord og styrbord kursfeil, tilføres begrenseren 77 med direkte og invertert matereferansesignaler som angitt i fig. 5.

Bruken og konstruksjonen av slike begrensere av denne generelle type er vel kjent. Britisk patent nr. 1 320 117 omhandler f. eks. bruken av tilsvarende begrensere ved hvilke begrenseren virker til å begrense skipets dreiehastighet som en funk-

sjon av den inverse verdi av en kvadrert hastighet.

I kretsen i den foreliggende utførelsesform blir imidlertid den maksimale forsterkning i forsterkeren 75 begrenset som en funksjon av den inverse verdi av hastigheten. Det er kjent at ror dreiemomentet varierer som en funksjon av den inverse verdi av den kvadrerte hastighet. Derfor vil begrensning av rorbevegelsen som en funksjon av hastigheten tilveiebringe en tilnærmelsesvis konstant maksimal dreiehastighet uansett fartøyets hastighet.'

Utmatningen fra forsterkeren 75 påtrykkes en forsterkningsjusteringskrets 81 i hvilken amplituden av ror ordre signalet justeres som en funksjon av den resiproke verdi av den kvadrerte hastighet. Styresystemet for et skip kan anses som en servosløyfe i hvilken roret er en del av denne sløyfen. I denne sammenheng anses roret å tilveiebringe en forsterkning som avtar ettersom skipets hastighet avtar. For derfor å tilveiebringe en konstant forsterkning i et slikt system kreves det større ror vinkel for å tilveiebringe en konstant total sløyfeforsterkning ettersom skipet sakner farten. Ved således å tilveiebringe et ror ordre signal 6 hvis størrelse er en funksjon av den . inverse verdi av skipets kvadrerte hastighet, tilveiebringes en konstant sløyfeforsterkning gjennom hele det normale hastighetsområdet.

I korte trekk er kurs endringskretsen i fig. 5 en av vanlig type bortsett fra at den tilveiebringer automatisk følsomhet som er en invers funksjon av den kvadrerte hastighet og automatisk rorordre- grenser som er en invers funksjon av hastighet.

Kursfeil -" innstillingsbryteren 25 (fig. 3) er manuelt lukket når en tilsiktet kursendring skal foretas. Bryteren 25 oper-eres gjennom styreenheten 21, kursfeilkomparatoren 51 og velgerkretsen 55 for å overføre operasjonen til KE kretsen 17 kun når tilsiktede kursendringer foretas og kursendringen er større enn den tidligere beskrevne nedre terskelgrense.

Ved å innstille autopilotens proporsjonale og hastighetsfor-sterkninger som en funksjon av J tjener kretsen ifølge den foreliggende utførelsesform til å minske fremdriftstapene i steden for bare å minske kursfeilene. Ved å innbefatte hastighet i beregningen av J minskes fremdriftstapene over området av operasjonshastigheter.

Claims (10)

1. Adaptiv automatisk styreanordning for et skip, omfattende midler (27) til å motta signaler som indikerer skipets hastighet og kursfeil, samt midler for å generere nevnte feilsignal, karakterisert ved kursholdemidler (19),innrettet for å frembringe et rorordre-signal som indikerer en ønsket ror-posisjon når feilsignalet er under en valgt terskel, kursendringsmidler (17),innrettet for frembringelse av et rorordre-signal når feilsignalet overskrider nevnte terskel, midler (55),innrettet for å velge enten kursholde- eller kursendringsmidlene (19 eller 17) i overensstemmelse med størrelsen av feilsignalet, og derved velge et korresponderende av to rorordre-signaler som et herskende rorordre-signal, midler (81),innrettet for automatisk å justere størrelsen av rorordre-signalet frembragt av kursendrings-midletr (17) i overensstemmelse med endringer i skipets hastighet og midler (27,45,47,49,57,63),innrettet for automatisk å justere størrelsen av rorordre-signalet frembragt av kursholdemidlene (19) i overensstemmelse med endringer i skipets hastighet, kursfeilsignal og herskende rorordre-signal.

2. Adaptiv automatisk styreanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved ytterligere å innbefatte midler (47) innrettet for frembringelse av signaler som indi- - kerer verdien av henholdsvis kvadratet av skipets hastighet, kursfeil og herskende rorordre, hvor kursholdemidlene (19) innbefatter midler (45,47,49,57,63),innrettet for automatisk å justere størrelsen av rorordre-signalet frembragt i kursholdemidlene i overensstemmelse med endringer i kvadratet av hastighet, kursfeil- og rorordre-signaler.

3. Adaptiv automatisk styreanordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at kursenringsmidlene innbefatter midler (75,77,79,81), innrettet for automatisk å justere størrelsene av rorordre-signalet frembragt i kursendringsmidlene i overensstemmelse med signaler som representerer endringer i skipets hastighet og kvadratet av skipets hastighet.

4. Adaptiv automatisk styreanordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at midlene for automatisk å justere størrelsen av rorordre-signalet frembragt av kursholdemidlene (19) i overensstemmelse med endringer i skipets hastighet innbefatter midler (45, 47, 49), innrettet for å frembringe et automatisk forsterkningskontroll-signal som er en funksjon av skipets hastighet, og at nevnte kursholdemidler (19) innbefatter midler (57, 59), innrettet for å motta nevnte kursfeil og automatisk forsterkningskontroll-signaler, midler (63), innrettet for dempning av kursfeil og deriverte signaler som en funksjon av verdien av nevnte automatiske forsterkningskontroll-signal, hvor dempningsmidlene (63) er justert slik at dempningen av det deriverte signal er lik kvadratroten av dempningen av kursfeil-signalet, midler (67), innrettet for integrering av det dempede kursfeilsignalet, og midler (71), innrettet for kombinering av de dempede kursfeil og deriverte signaler med det integrerte signal.

5. Adaptiv automatisk styreanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at midlene (27, 45, 47, 49, 57, 63) for automatisk å justere størrelsen av rorordre-signalet frembragt av kursholdemidlene (19) innbefatter midler (27) for å sample det herskende rorordresignal, kursfeilen, og hastighetssignalene under et utpekt måleintervall, midler (47) for å kvadrere verdien av hver av nevnte 'samplede signaler, midler (47) for å modifisere verdien av det kvadrerte kursfeilsignalet i overensstemmelse med verdien av det kvadrerte hastighetssignalet, midler (4 7) for addering av den modifiserte verdi av det kvadrerte kursfeilsignalet til verdien av kvadrert rorordresignal for å oppnå en indeks som indikerer skipets ytelse, komparatormidler (49) for sammenligning av indeksen som således er oppnådd med indeksen som ble oppnådd i et tidligere måleintervall, automatisk forsterkningskontroll-registermidler (45), midler (41) til å forutinnstille nevnte automatiske forsterkningskontroll-registermidler til en nominell verdi, midler (43) for å justere verdien som er lagret i nevnte automatiske forsterk-ningskontrollregistermidler (45) i overensstemmelse med endrede verdier av indeksen som detekteres av komparatormidlene (49), hvor justeringsmidlene i kursholdemidlene innbefatter dempningsmidler (63) som er aktivert som svar på verdien som er lagret i nevnte automatiske forsterknings-kontrollregistermidler (45).

6. Adaptiv automatisk styreanordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at midler (47) for å modifisere det kvadrerte kursfeilsignal innbefatter midler for å multiplisere verdien av det kvadrerte kursfeilsignalet med en tilfeldig konstant og dele resultatet av en slik multiplikasjon med verdien av det kvadrerte hastighetssignalet.

7. Adaptiv automatisk styreanordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at de automatiske forsterkningskontroll-registermidler (45) (AGC) utgjøres av et binært register og at midlene (43, 49) til å justere verdiene lagret i de automatiske forsterkningskontroll-register midler virker til å inkrementere AGC registermidlene (45) et trinn i den samme retning som det foregående trinn når komparatormidlene detekterer en minsket verdi av indeksen og til å inkrementere de automatiske forsterkningskontroll-registermidlene (45) et trinn i den motsatte retning fra det foregående trinn når komparatormidlene (45) detekterer en økning i indeksen.

8. Adaptiv automatisk styreanordning som angitt i krav 7, karakterisert ved at kursholdemidlene (19) innbefatter proporsjonale forsterkningsjusteringsmidler (57) og ' .deriveringsmidler (59), som hver er koblet til å motta et kursfeilsignal, hvor de proporsjonale forsterkningsjusteringsmidler (57) er koblet til å motta signaler fra de automatiske forsterkningskontroll-registermidler (45) som indikerer verdien av den informasjonen som er lagret deri, hvor de proporsjonale forsterkningsjusteringsmidler (57) inne-holder binære dempningsmidler justert til å tilveiebringe en total forsterkning som er proporsjonal med den lagrede verdi i de automatiske forsterkningsstyrings-registermidler (45) , hvor nevnte deriveringsmidler (59) er koblet til et hastighetsforsterknings-justeringsmiddel (63), idet nevnte hastighetsforsterknings-justeringsmiddel (63) innbefatter binære dempningsmidler justert til å tilveiebringe en total forsterkning som er proporsjonal med kvadratroten av verdiene som er lagret i nevnte automatiske forsterkningskontroll-registermidler (45) begrensermidler (69) koblet til å motta utgangssignalene fra nevnte proporsjonale forsterkning og hastighetsforsterkning justeringsmidler (57, 63), hvor nevnte begrensningsmidler (69) er justert til å slippe gjennom signaler som har størrelser kun innenfor grensene som er etablert av størrelsen av utgangssignalet fra nevnte proporsjonale forsterkningsjusteringsmidler (57), integreringsmidler (67) koblet til å motta utgangssignalene fra nevnte proporsjonale forsterkningsjusteringsmidler (57), og summeringsmidler (71) koblet til å tilveiebringe et rorordresignal som indikerer summen av signalene fra nevnte integreringsmidler (67) og nevnte begrensningsmidler (69) .

9. Adaptiv automatisk styreanordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at kursholdemidlene (fig.

4) ytterligere innbefatter tilbakekoblingsmidler (65) koblet fra utgangen av nevnte hastighetsforsterknings-justeringsmidler (63) til nevnte "-deriveringsmidler (59), hvor nevnte tilbakekoblingsmidler innbefatter en kondensator og en variabel motstand koblet i serie.

10. Adaptiv automatisk styreanordning som angitt i krav 9, karakterisert ved at kursendringsmidlene innbefatter begrensningsmidler (69) koblet til å motta direkte og inverterte signaler som er representative for skipets hastighet, deriverings- og kombineringsmidler (73) koblet til å motta kursfeilsignaler og inneholdende justerbare midler til å tilføye signalene fra nevnte deriveringsmidler til det mottatte kursfeilsignalet, forsterkermidler (75) koblet til å motta signaler fra nevnte deriverings-og kombineringsmidler, hvor forsterkningskarakteristikkene for nevnte forsterkermidler styres av utmatningen fra nevnte begrensermidler, forsterkningsjusteringsmidler (81) for frem bringelse av et rorordresignal som svar på utmatningen fra nevnte forsterkermidler, hvor nevnte forsterkningsjusteringsmidler er ytterligere koblet til å motta et signal som indikerer kvadratet av skipets hastighet og er justerbare til å tilveiebringe en forsterkning som er proporsjonal med den inverse verdi av kvadratet av skipets hastighet.