RU178168U1 - Система управления движением с использованием разбаланса оборотов гребных винтов - Google Patents

Система управления движением с использованием разбаланса оборотов гребных винтов Download PDF

Info

Publication number
RU178168U1
RU178168U1 RU2017106206U RU2017106206U RU178168U1 RU 178168 U1 RU178168 U1 RU 178168U1 RU 2017106206 U RU2017106206 U RU 2017106206U RU 2017106206 U RU2017106206 U RU 2017106206U RU 178168 U1 RU178168 U1 RU 178168U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
propeller
drives
sensor
angular velocity
control
Prior art date
Application number
RU2017106206U
Other languages
English (en)
Inventor
Генрих Эразмович Острецов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority to RU2017106206U priority Critical patent/RU178168U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU178168U1 publication Critical patent/RU178168U1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/02—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring
    • B63H25/04—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring automatic, e.g. reacting to compass

Abstract

СУД судна с использованием разбаланса гребных винтов относится к области судостроения, в частности к автоматическому управлению движением корабля по заданному курсу с режимом ускоренной циркуляции при переходе на новый курс. В системе используются типовые привода оборотов правого гребного винтаи левого гребного винта. При автоматических переходах по курсу в режиме ускоренной циркуляции, если удовлетворяются в блоке коррекции законов управлениязависимости (2а) или (2б), то формируется дополнительный управляющий моментпутем введения в регуляторы (9.) оборотов приводов правогои левогогребных винтов сигнала разбаланса скорости вращения винтовв соответствии с зависимостьюи «ПД» закон управления движением корабля по курсу с режимом циркуляции. В процессе плавания при удовлетворении зависимости (2а) или (2б) формируется дополнительный управляющий момент Мпутем введения в регуляторы оборотов приводов правогои левогогребных винтов сигнала разбаланса скорости вращенияв соответствии с зависимостью. 1 ил.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области судостроения - автоматическому управлению движением судна.
Известны системы автоматического управления движением судна по заданному направлению, в которых формируют пропорционально-дифференциальный «ПД» закон управления рулевым приводом d/dt δ з ∂ :
Figure 00000001
,
где θ, - сигнал угла крена судна, вырабатываемый датчиком угла, крена,
δ, δ з ∂ - текущее и заданное значение угла перекладки закрылков, поступающее на входы рулевых приводов судна (SU 468831 А, 30.04.1975). Недостатком известной системы малоэффективность.
Известна система автоматического управления движением судна, (RU 2292289 С1, 27.01.2007, принятый в качестве прототипа), в котором автоматическое управление движением судна осуществляется с использованием «ПД» закона управления. Система содержит: блок формирователь закона управления - сумматор, рулевой привод, блок выработки угловой скорости, датчик руля, датчик и задатчик курса). Известная система автоматического управления движением судна при спокойном море и безветрии обеспечивают точное движение по заданному направлению, однако в режиме циркуляции при использовании только «ПД» закона управления рулевым приводом сильно ограничивается угловая скорость циркуляции судна. Таким образом, применение «ПД» закона управления (близкого к оптимальному для движения по заданному направлению) в режиме крутых поворотов оказывается малоэффективным.
Техническим результатом предлагаемой «СУД с использованием разбаланса оборотов гребных винтов» является повышение угловой скорости судна ω. при циркуляции (при этом появляется также дополнительный положительный эффект - снижение угла дрейфа судна при циркуляции.
Технический результат достигается тем, что система управления движением (СУД) с использованием разбаланса оборотов гребных винтов содержит задатчик курса ϕ зд . 1., датчик курса ϕ. 2., датчик угловой скорости ω. 3., датчик руля δ. 4., рулевой привод 5., регулятор рулевого привода 6, к входу которого подключены: задатчик курса ϕ зд. 1., датчик курса ϕ.2., датчик угловой скорости ω.3. и датчик руля δ.4., выход регулятора рулевого привода 6. подключен к входу рулевого привода 5. для формирования «ПД» закона управления рулевым приводом:
Figure 00000002
Система также включает регуляторы приводов 9. правого гребного винта 10. и левого гребного винта 11., привод правого гребного винта n п рав . 10., привод левого гребного винта n лев . 11. и блок коррекции закона управления 8., к входу которого подключен выход датчика угловой скорости ω.3., в блоке 8. формируется одно из четырех условий: (2а.) или (2б.) и или (2в.) или (2г.)
а) если формируется условие (2а.) или (2б.), то с выхода блока 8. поступает сигнал разбаланса оборотов Δn. для формирования управляющего момента:
Figure 00000003
который с выхода блока 8. поступает на входы регуляторов приводов 9. правого гребного винта n прав 10. и левого гребного винта n лев . 11. на выходе регуляторов 9. приводов правого гребного винта n прав 10. к левого гребного винта n лев . 11. формируются заданные обороты правого (в зависимости (3а.) и левого по зависимости (3б) гребных винтов),
б) если формируется условие (2в.) или (2г)., то в блоке 8.формируется сигнал разбаланса оборотов Δn = 0, (управляющий момент в соответствие с зависимостью (4а.): М упр .= КΔn. = 0, при этом на входы регуляторов приводов 9. правого 10. и левого11. гребных винтов вводится только заданная скорость хода судна 7 V за ∂ . в виде одинаковых заданных оборотов правого и левого гребных винтов n за ∂ . :
Figure 00000004
Технический результат достигается:
- при использовании типового «ПД» закона управления (1а). рулевым приводом 5. в режиме циркуляции:
Figure 00000005
где: δ - угол перекладки руля,
ϕ,.ϕ.з∂., - текущий угол курса, курс заданный,
ω - угловая скорость судна,
К1,К2,К3, - коэффициенты регулирования,
- при условии, что текущая угловая скорость ω, удовлетворяет зависимости (2а) или зависимости (2б):
Figure 00000006
- создания разбаланса оборотов вращения правого гребного винта n прав . 10.относительно левого гребного винта n лев . 11. (па вход регулятора гребных винтов 9. правого привода 10. и левого привода11. вводится дополнительный сигнал разбаланса оборотов Δn):
Figure 00000007
Figure 00000008
- при условии выполнения зависимости (2в.) или (2г.) (вместо зависимостей (2а.). или (2б.).:
Figure 00000009
или
Figure 00000010
разбаланс оборотов Δn, пропорциональный дополнительному моменту управления становится равным нулю Δn= к М упр. = 0. (при этом на входы регуляторов правого и левого приводов гребных винтов 9. вводится только заданная скорость хода судна 7. V за ∂ . в виде заданных равных оборотов правого и левого гребных винтов n з а ∂ . ):
Figure 00000011
и
Figure 00000012
Система управления движением (СУД) с использованием разбаланса оборотов гребных винтов ( см. блок - схему)
а). В процессе функционирования СУД, если текущая угловая скорость судна 7. превышает допустимое значение, то в блоке коррекции закона управления 8. формируется условие (2а.) или (2б.) (сигнал угловой скорости ω, поступает с датчика угловой скорости ω.3. в блок 8., где при этом формируется постоянный сигнал Δn пропорциональный управляющему моменту (повышающий угловую скорость циркуляции судна 7.)
Figure 00000013
который с выхода блока 8. поступает на входы регуляторов приводов 9. правого гребного винта10. и левого гребного винта 11.) На выходе регулятора 9. формируются заданные обороты правого ( в зависимости (3а.).) и левого ( по зависимости (3б). гребных винтов), которые поступают, соответственно, на входы правого 10. и левого 11.приводов гребных винтов. Создавшийся управляющий момент увеличивает угловую скорость циркуляции пока выполняется условие (2а.) или (2б.).
б). В процессе функционирования СУД, если в блоке коррекции закона управления 8. с использованием текущей угловой скорости формируется условие (2в.) или (2г.), то сигнал Δn, формируемый по команде угловой скорости ω. с датчика угловой скорости ω.3. в блоке 8., обнуляется, т.е. где формируется управляющий момент
М упр.равный нулю :
Figure 00000014
при этом на входы регуляторов приводов 9. правого 10. и левого11. гребных винтов вводится только заданная скорость хода судна 7. V за ∂ . (в виде одинаковых заданных оборотов правого и левого гребных винтов n за ∂ . по зависимосытям (3в).или (3г).).
Figure 00000015
и
Figure 00000016
Особенности работы системы управления движением (СУД) с использованием разбаланса оборотов гребных винтов
При включении СУД с разбалансом оборотов гребных винтов судоводитель устанавливает задатчиком курса ϕ за ∂ . 1. , - генеральный курс судна ϕза∂., который поступает на вход регулятора рулевого привода 6. к входу которого также подключены: датчик курса ϕ.2., датчик угловой скорости ω.3. и датчик руля δ.4.
На выходе регулятора рулевого привода 6. формируется типовой «ПД» закон управления рулевым приводом 5.( в соответствии с зависимостью (1а)., который поступает на вход рулевого привода δ. 5., при этом судно начинает двигаться в соответствии с заданным курсом ϕ за ∂ . (см- зависимость (1а)).
Судоводитель также при включении СУД вводит на входы регуляторов.приводов 9. правого гребного винта 10. и левого гребного винта 11. заданную скорость хода судна V з ∂ . , в виде одинаковой заданной скорости оборотов обоих гребных винтов n з ∂ . . в соответствии с зависимостью (3в. и (3г).), при этом судно станет двигаться со скоростью хода. V = V 3 ∂ . . В СУД с разбалансом оборотов гребных винтов в блок коррекции закона управления 8.циклически вводится текущая угловая скорость судна 7. для формирования одного из четырех возможных условий: (2а.) или (2б.), или (2в.), или (2г.),
а) при формировании условия (2а.) или (2б.) в блоке коррекции закона управления 8. формируется дополнительный сигнал разбаланса оборотов Δn, который в виде пропорционального управляющего момента поступает на входы регулятора приводов 9. правого гребного винта10. и левого гребного винта 11. На выходе регулятора 9. формируются заданные обороты правого (по зависимости (3а.).) и левого (по зависимости (3б). гребных винтов), которые поступают, соответственно, на входы правого 10. и левого 11.приводов гребных винтов, что приводит к увеличению угловой скорости циркуляции судна 7.
б) если в блоке коррекции закона управления 8. с использованием текущей угловой скорости формируется условие (2в.) или (2г.), то сигнал Δn, формируемый по команде угловой скорости ω. с датчика угловой скорости ω.3. в блоке 8., обнуляется, т.е. формируется управляющий момент М упр. равный нулю:
Figure 00000017
.

Claims (11)

  1. Система управления движением с использованием разбаланса оборотов гребных винтов
    Figure 00000018
    содержит задатчик курса ϕзд. 1., датчик курса ϕ. 2., датчик угловой скорости ω. 3., датчик руля δ. 4., рулевой привод 5., регулятор рулевого привода 6, к входу которого подключены задатчик курса ϕзд. 1., датчик курса ϕ.2, датчик угловой скорости ω.3. и датчик руля δ.4., выход регулятора рулевого привода 6. подключен к входу рулевого привода 5. для формирования «ПД» закона управления рулевым приводом:
  2. Figure 00000019
  3. отличающаяся тем, что включает регуляторы приводов 9. правого гребного винта 10. и левого гребного винта 11., привод правого гребного винта
    Figure 00000020
    , привод левого гребного винта
    Figure 00000021
    и блок коррекции закона управления 8., к входу которого подключен выход датчика угловой скорости ω.3., в блоке 8. формируется одно из четырех условий: -ω≤-ωдоп. или +ω>+ωдоп,
    Figure 00000022
    или -ω>-ωдоп., или +ω≤+ωдоп,
  4. а) если формируется условие -ω≤-ωдоп. или +ω>+ωдоп, то с выхода блока 8. поступает сигнал разбаланса оборотов
    Figure 00000018
    для формирования управляющего момента:
  5. Figure 00000023
  6. который с выхода блока 8. поступает на входы регуляторов приводов 9. правого гребного винта
    Figure 00000024
    и левого гребного винта
    Figure 00000021
    (на выходе регуляторов 9. приводов правого гребного винта
    Figure 00000024
    и левого гребного винта
    Figure 00000021
  7. формируются заданные обороты правого (по зависимости
    Figure 00000025
    и левого по зависимости
    Figure 00000026
    гребных винтов, где
    Figure 00000027
    ),
  8. б) если формируется условие -ω>-ωдоп. или +ω≤+ωдоп, то в блоке 8. формируется сигнал разбаланса оборотов
    Figure 00000028
    , (управляющий момент в соответствии с зависимостью
    Figure 00000029
    , при этом на входы регуляторов приводов 9. правого 10. и левого 11. гребных винтов вводится только заданная скорость хода судна Vзад. в виде одинаковых заданных оборотов правого и левого гребных винтов
    Figure 00000030
    :
  9. Figure 00000031
  10. и
  11. Figure 00000032
RU2017106206U 2017-02-27 2017-02-27 Система управления движением с использованием разбаланса оборотов гребных винтов RU178168U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017106206U RU178168U1 (ru) 2017-02-27 2017-02-27 Система управления движением с использованием разбаланса оборотов гребных винтов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017106206U RU178168U1 (ru) 2017-02-27 2017-02-27 Система управления движением с использованием разбаланса оборотов гребных винтов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU178168U1 true RU178168U1 (ru) 2018-03-26

Family

ID=61703888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017106206U RU178168U1 (ru) 2017-02-27 2017-02-27 Система управления движением с использованием разбаланса оборотов гребных винтов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU178168U1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7416458B2 (en) * 2004-05-11 2008-08-26 Yamaha Motor Co., Ltd. Controller for propulsion unit, control program for propulsion unit controller, method of controlling propulsion unit controller, and controller for watercraft
RU2429161C1 (ru) * 2010-08-26 2011-09-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Способ координированного маневрирования судна
RU163790U1 (ru) * 2015-04-24 2016-08-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Система автоматического управления движением судна с компенсацией внешних возмущений
RU167579U1 (ru) * 2016-04-25 2017-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Система автоматического управления движением судна с компенсацией внешних возмущений

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7416458B2 (en) * 2004-05-11 2008-08-26 Yamaha Motor Co., Ltd. Controller for propulsion unit, control program for propulsion unit controller, method of controlling propulsion unit controller, and controller for watercraft
RU2429161C1 (ru) * 2010-08-26 2011-09-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Способ координированного маневрирования судна
RU163790U1 (ru) * 2015-04-24 2016-08-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Система автоматического управления движением судна с компенсацией внешних возмущений
RU167579U1 (ru) * 2016-04-25 2017-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Система автоматического управления движением судна с компенсацией внешних возмущений

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3170735B1 (en) Boat maneuvering control method for boat and boat maneuvering control system for boat
EP3321171A1 (en) Vessel propulsion apparatus, vessel including the same and a method for controlling a vessel propulsion apparatus
JP2004042885A (ja) 推力配分方法及び推力配分装置
JP6278567B2 (ja) 船体制御方法および船体制御装置
JP6771043B2 (ja) 船舶を操作する方法及び制御装置
JP7133393B2 (ja) 操舵制御装置
EP3388329B1 (en) Ship handling device
CN107922041B (zh) 电动机的控制方法和控制装置
JP2014193706A (ja) 自動操舵装置、自動操舵方法及び自動操舵プログラム
CN103963664A (zh) 一种电动车起步调速方法及装置
RU2696415C2 (ru) Устройство управления и способ аварийной остановки судна
JP2009202644A (ja) 船舶の推進制御装置
RU178168U1 (ru) Система управления движением с использованием разбаланса оборотов гребных винтов
EP3652066B1 (en) A marine vessel propulsion unit calibration method
JP2012166603A (ja) 二軸船の制御方法及び二軸船
KR102521829B1 (ko) 키 제어 장치 및 선박
KR101825282B1 (ko) 정지 기동 시에 수상 차량의 구동 시스템의 작동 방법, 하나 이상의 구동 시스템을 갖는 수상 차량용 제어 장치, 수상 차량, 및 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체
US10730599B2 (en) Marine vessel power system and method
CN202615647U (zh) 简易船舶自动操舵模拟实验平台
US8265830B2 (en) Steering control method, steering control device, and watercraft
JP6191984B2 (ja) 船舶の操舵方法及び船舶の自動操舵装置
JP7448415B2 (ja) 燃料制御装置、及び舵制御装置
RU154419U1 (ru) Система автоматического управления движением судна с перестраиваемым регулятором
CN110001910A (zh) 一种双电机螺旋桨系统控制装置
UA4782U (ru) Система автоматического управления глубиной подводного аппарата

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180301