RU2269451C1 - Auto-pilot at estimation of angular velocity - Google Patents

Auto-pilot at estimation of angular velocity Download PDF

Info

Publication number
RU2269451C1
RU2269451C1 RU2004122313/11A RU2004122313A RU2269451C1 RU 2269451 C1 RU2269451 C1 RU 2269451C1 RU 2004122313/11 A RU2004122313/11 A RU 2004122313/11A RU 2004122313 A RU2004122313 A RU 2004122313A RU 2269451 C1 RU2269451 C1 RU 2269451C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
angular velocity
vessel
integrator
Prior art date
Application number
RU2004122313/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Генрих Эразмович Острецов (RU)
Генрих Эразмович Острецов
Original Assignee
Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН
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 Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН filed Critical Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН
Priority to RU2004122313/11A priority Critical patent/RU2269451C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2269451C1 publication Critical patent/RU2269451C1/en

Links

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

FIELD: shipbuilding; ship motion automatic control equipment.
SUBSTANCE: proposed auto-pilot includes course angle setter, rudder angle sensor, two antennae, satellite navigational system receiver, steering gear, integrator, differentiator and adder. It is additionally provided with angular velocity sensor, re-tuning unit, multiplier and running speed square sensor.
EFFECT: enhanced stability of ship in course; increased reserve of stability of closed control system.
1 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению, в частности к области автоматического управления движением морского судна,The invention relates to shipbuilding, in particular to the field of automatic control of the movement of a sea vessel,

Известно устройство (а.с. СССР №460535), обеспечивающее автоматическое удержание судна на заданном курсе. Стабилизация курса осуществляется по данным гирокомпаса, который является основным источником информации о направлении движения судна. Сигнал текущего курса и его производная поступают на вход вычислителя (суммирующего устройства), на вход которого поступает также сигнал с датчика угла перекладки руля.A device is known (AS USSR No. 460535), providing automatic deduction of the vessel at a given course. The stabilization of the course is carried out according to the gyrocompass, which is the main source of information about the direction of movement of the vessel. The signal of the current course and its derivative enter the input of the calculator (summing device), the input of which also receives the signal from the rudder angle sensor.

Рассматриваемый авторулевой обладает следующими недостатками:Considered autopilot has the following disadvantages:

- перегружает рулевой привод при развитом морском волнении;- overloads the steering gear with developed sea waves;

- сигнал угла курса, вырабатываемый гирокомпасом, зашумлен, и при дифференцировании не удается получить сигнал производной курса с требуемыми динамическими качествами, что исключает применение его на неустойчивых на курсе судах.- the heading angle signal generated by the gyrocompass is noisy, and during differentiation it is not possible to obtain the heading derivative signal with the required dynamic qualities, which excludes its use on ships that are unstable on course.

Известна также «Аппаратура автоматического управления движением судна» (патент России №2221728, кл. В 63 Н 25/04), принятая нами в качестве прототипа, содержащая задатчик направления движения, датчик угла перекладки руля, выходы которых подключены к вычислителю (суммирующему усилителю). К вычислителю также подключены:Also known is the “Automatic Vessel Traffic Control Equipment” (Russian patent No. 2221728, class B 63 H 25/04), which we adopted as a prototype, containing a directional adjuster, rudder angle sensor, the outputs of which are connected to a computer (summing amplifier) . To the calculator are also connected:

- сигнал с выхода приемника спутниковой навигационной системы (СНС) путевой угол (ПУ));- signal from the output of the receiver of the satellite navigation system (SNA) track angle (PU));

- оценка сигнала угловой скорости, которая вырабатывается дифференциатором и суммирующим блоком с интегратором, выход которого подключен через блок суммирования к входу рулевого привода, последний, отклоняя руль, удерживает судно на заданном направлении движения.- evaluation of the angular velocity signal, which is generated by the differentiator and the summing unit with an integrator, the output of which is connected through the summing unit to the input of the steering gear, the latter, deflecting the steering wheel, holds the vessel in a given direction of movement.

Эта аппаратура обеспечивает автоматическое управление движением малотоннажного судна. Установка аппаратуры на крупнотоннажные суда не обеспечивает требуемой точности удержания крупнотоннажного судна на заданном направлении движения, т.к. восстановление сигнала производной от угла курса для коррекции оценки сигнала не достаточно эффективно. Поэтому вырабатываемая оценка угловой скорости судна на выходе интегратора далека от реальной, причем использование для коррекции оценки только сигнала производной курса, как показал опыт эксплуатации, малоэффективно. (Высокие динамические качества сигнала угловой скорости судна «ω» особенно важны для обеспечения необходимого запаса устойчивости замкнутой системы: «Авторулевой - рулевой привод - судно»).This equipment provides automatic control of the movement of a small vessel. Installation of equipment on large vessels does not provide the required accuracy of holding a large vessel in a given direction of movement, because reconstructing the signal derivative of the course angle to correct the signal estimate is not effective enough. Therefore, the developed estimate of the angular velocity of the vessel at the output of the integrator is far from real, and the use of the derivative of the heading signal for correction of the estimate, as shown by operating experience, is ineffective. (High dynamic qualities of the angular velocity signal of the vessel “ω” are especially important to ensure the necessary margin of stability of the closed system: “Auto steering - steering drive - ship”).

Таким образом, рассмотренная аппаратура имеет следующие недостатки:Thus, the considered equipment has the following disadvantages:

- производная угла курса (ω=d/dt φ) вырабатывается сильно зашумленной, что не позволяет применять эту аппаратуру на больших морских судах, и на речных судах, неустойчивых на курсе;- the derivative of the course angle (ω = d / dt φ) is generated very noisy, which does not allow the use of this equipment on large sea vessels, and on river vessels that are unstable on course;

- восстановление оценки угловой скорости судна (с использованием стационарной неперестраиваемой математической модели движения судна) не эффективно, так как полученная оценка далека от реальной;- restoration of the estimate of the angular velocity of the vessel (using a stationary non-tunable mathematical model of the vessel) is not effective, since the estimate obtained is far from real;

- из-за помех при развитом морском волнении даже на устойчивых на курсе морских судах наблюдается перегрузка рулевого привода.- due to interference with developed sea waves, even on steadily navigating marine vessels, overload of the steering drive is observed.

В предложенном нами авторулевом отмеченные выше недостатки устранены.In the auto steering proposed by us, the above-mentioned disadvantages are eliminated.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является создание аппаратуры для автоматического управления движением судна, обеспечивающей повышенную точность стабилизации судна с требуемым запасом устойчивости замкнутой системы управления. (Авторулевой должен эффективно работает как на устойчивых на курсе судах, так и на неустойчивых на курсе морских и речных судах). Поставленная задача решается благодаря выработке высококачественного сигнала оценки угловой скорости судна (в динамике).The problem solved by the present invention is the creation of equipment for automatic control of the movement of the vessel, providing increased accuracy of stabilization of the vessel with the required safety margin of a closed control system. (An autopilot must work efficiently both on course-stable vessels, and on unstable on-course sea and river vessels). The problem is solved by developing a high-quality signal for estimating the angular velocity of the vessel (in dynamics).

Предложен авторулевой с оценкой угловой скорости, содержащий задатчик путевого угла, датчик угла перекладки руля, две антенны, приемник спутниковой навигационной системы, рулевой привод, интегратор, дифференциатор и сумматор, первый вход которого соединен с выходом задатчика путевого угла, к первому и второму входам приемника СНС подключены первая и вторая антенны, первый выход приемника СНС соединен с вторым входом сумматора, к третьему входу которого подключен выход датчика угла перекладки руля, выход сумматора соединен с входом рулевого привода, четвертый вход сумматора соединен с выходом интегратора, первый вход которого соединен через дифференциатор с вторым выходом приемника СНС. По сравнению с известными авторулевой дополнительно содержит датчик угловой скорости, блок перестройки, множитель и датчик квадрата скорости хода, выход которого подключен к первому входу множителя, к второму входу которого подключен выход датчика угла перекладки руля, выход множителя подключен к второму входу интегратора, к третьему входу которого подключен выход датчика угловой скорости, выход интегратора соединен с четвертым входом интегратора через блок перестройки.An autopilot with an estimate of the angular velocity is proposed, comprising a directional angle adjuster, a rudder angle sensor, two antennas, a satellite navigation receiver, a steering gear, an integrator, a differentiator and an adder, the first input of which is connected to the output of the angle adjuster, to the first and second inputs of the receiver SNA is connected to the first and second antennas, the first output of the SNA receiver is connected to the second input of the adder, to the third input of which the output of the rudder angle sensor is connected, the output of the adder is connected to the input of the steering wheel th actuator, a fourth adder input connected to the output of the integrator, a first input of which is connected via a differentiator to the second output SNS receiver. Compared with the known autopilot, it additionally contains an angular velocity sensor, a tuning block, a multiplier and a square-speed sensor, the output of which is connected to the first input of the multiplier, to the second input of which the output of the rudder angle sensor is connected, the output of the multiplier is connected to the second input of the integrator, to the third the input of which the output of the angular velocity sensor is connected, the output of the integrator is connected to the fourth input of the integrator through the tuning block.

Существенной новизной предлагаемого изобретения является:A significant novelty of the invention is:

- выработка оценки угловой скорости судна ( Ω) с использованием перестраиваемой в процессе рейса модели углового движения судна,- development of an estimate of the angular velocity of the vessel (Ω) using the model of angular motion of the vessel that is tunable during the voyage,

- выработка текущей угловой скорости (для корректировки оценки) осуществляется не только путем дифференцирования сигнала угла курса, а также благодаря использованию сигнала угловой скорости с датчика угловой скорости,- the generation of the current angular velocity (to adjust the estimate) is carried out not only by differentiating the course angle signal, but also by using the angular velocity signal from the angular velocity sensor,

- выработка близких к действительным оценок угловой скорости судна стало возможным благодаря введению на вход модели углового движения судна измерений: угловой скорости судна от датчика угловой скорости и производной угла курса от приемника СНС.- the development of close to real estimates of the angular velocity of the vessel became possible due to the introduction of measurements of the angular motion of the vessel at the input: the angular velocity of the vessel from the angular velocity sensor and the derivative of the heading angle from the SNA receiver.

Функциональная схема предлагаемого изобретения приведена на чертеже.Functional diagram of the invention is shown in the drawing.

Авторулевой с оценкой угловой скорости содержит задатчик путевого угла 1, датчик утла перекладки руля 2, две антенны 3, 4, приемник спутниковой навигационной системы (СНС) 5, сумматор 6, рулевой привод 7, интегратор 8, дифференциатор 9, датчик угловой скорости судна(ДУС) 10, множитель 11, датчик квадрата скорости хода судна 12, блок перестройки 13. Объект управления судно 14.An autopilot with an estimate of the angular velocity contains a directional angle adjuster 1, a rudder shift sensor 2, two antennas 3, 4, a satellite navigation system (SNA) receiver 5, an adder 6, a steering gear 7, an integrator 8, a differentiator 9, a vessel angular velocity sensor ( ДУС) 10, factor 11, sensor of the square of the speed of the vessel 12, adjustment block 13. The control object of the vessel 14.

В качестве задатчика 1 и датчика угла перекладки руля 2 может быть использован любой аналоговый (цифровой) серийно выпускаемый преобразователь угла поворота в сигнал с точностью не ниже 0.5%. Антенны 3, 4 комплектуются вместе с приемником СНС 5 - типа «Волонтер» (в нашей аппаратуре приемник дополнен вторым входом для подключения второй антенны. Может также использоваться приемник 5 производства японской фирмы Furuno Elektric Co.LTD. «Model SC-120»). Датчик квадрата скорости хода 8-штатный корабельный прибор, к выходу которого подключен квадратор (можно использовать информацию о скорости судна с выхода приемника СНС 5). Датчик угловой скорости 10 типа ДУС-6 с чувствительностью не хуже 0.005 гр./с. Интегратор 8, дифференциатор 9, множитель 11 при аналоговом варианте реализации - это интегральные микросхемы типа 140 - УД - 6. и 140 - УД - 8. (Дифференциатор 9 - интегральная микросхема типа 140 - УД - 6 с подключенным на вход конденсатором с малыми утечками, интегратор 8 - это интегральная микросхемы типа 140 - УД - 8. Датчик квадрата скорости хода 12 - судовой лаг с блоком возведения в квадрат на выходе. Блок перестройки 13 - набор переключаемых вручную резисторов. Вторая антенна 4 может быть использована из угломерной аппаратуры типа МРК - 11 для спутниковых навигационных систем ГЛОНАС и GPS, разработки НИИ радиотехники Красноярского государственного технического университета. Возможен также вариант цифровой реализации авторулевого на серийном микроконтроллере.As an adjuster 1 and a rudder angle sensor 2, any analog (digital) commercially available converter of the angle of rotation into a signal with an accuracy of at least 0.5% can be used. Antennas 3, 4 are equipped with the SNS 5 receiver - of the “Volunteer” type (in our equipment, the receiver is supplemented with a second input for connecting the second antenna. Receiver 5 manufactured by the Japanese company Furuno Elektric Co.LTD. “Model SC-120” can also be used). Squared speed sensor An 8-state ship device with a quad connected to its output (you can use information about the speed of the vessel from the output of the SNA 5 receiver). The angular velocity sensor 10 of the DUS-6 type with a sensitivity of no worse than 0.005 g / s. The integrator 8, the differentiator 9, the multiplier 11 in the analog implementation are integrated circuits of type 140 - UD - 6. and 140 - UD - 8. (Differentiator 9 is an integrated circuit of type 140 - UD - 6 with a small leakage capacitor connected to the input Integrator 8 is an integrated microcircuit of type 140 - UD - 8. Squared speed sensor 12 is a ship's log with a squaring block at the output. Tuning block 13 is a set of manually switched resistors. The second antenna 4 can be used from an MRK type goniometer - 11 for satellite on igatsionnyh systems GLONASS and GPS, the development of the Research Institute of Radio Engineering of the Krasnoyarsk State Technical University. It is also possible the implementation of a digital autopilot on the serial microcontroller.

Аппаратура работает следующим образом.The equipment operates as follows.

Направление движения судна задается задатчиком путевого угла 1. Если это направление движения судна не совпадает с текущим направлением, то на выходе сумматора 6 появится сигнал «d/dt δзд» (в зависимости от типа рулевой машины вместо сигнала «d/dt δзд» может формироваться сигнал «δэд»), приводящий к отклонению пера руля судна рулевым приводом 7, после чего начинается поворот судна к заданному направлению движения. При достижении судном заданного направления движения перо руля вернется в балансировочное положение.The direction of movement of the vessel is set by the master of the direction angle 1. If this direction of movement of the vessel does not coincide with the current direction, then the signal “d / dt δ rear ” will appear at the output of the adder 6 (depending on the type of steering machine instead of the signal “d / dt δ rear ” a signal “δ ed ” can be generated), which leads to a deviation of the rudder of the vessel by the steering gear 7, after which the vessel begins to turn to a given direction of movement. When the vessel reaches the specified direction of movement, the rudder feather will return to the balancing position.

Рассмотрим, как формируется закон управления рулевым приводом 7. Сигнал, пропорциональный текущему направлению движения судна - ПУ, вырабатывается на выходе приемника СНС 5 и поступает на второй вход сумматора 6, на первый вход которого поступает сигнал с задатчика 1 - заданное направление движения судна - ПУзд. На выходе сумматора 6 при этом будет формироваться сигнал отклонения судна от заданного направления движения: Δ ПУ=ПУ-ПУзд. Остальные два сигнала «δ, Ω», поступающие на вход сумматора 6, необходимы для обеспечения заданной точности стабилизации судна, а также для обеспечения требуемого запаса устойчивости замкнутой системы управления: «авторулевой - рулевой привод - судно». Сигнал «δ» поступает с датчика угла перекладки руля 2, сигнал оценки угловой скорости судна « Ω» поступает с выхода интегратора 8. Таким образом формируется следующий закон управления рулевым приводом:Consider how the steering law of control is formed 7. A signal proportional to the current direction of the vessel — PU, is generated at the output of the SNA 5 receiver and fed to the second input of adder 6, the first input of which receives a signal from master 1 — the given direction of the vessel — PU health At the output of the adder 6, a signal will be formed of the deviation of the vessel from a given direction of movement: Δ PU = PU-PU building . The remaining two signals “δ, Ω”, fed to the input of the adder 6, are necessary to ensure a given accuracy of stabilization of the vessel, as well as to provide the required margin of stability of the closed-loop control system: “autopilot - steering gear - ship”. The signal "δ" comes from the rudder angle sensor 2, the signal for estimating the angular velocity of the vessel "Ω" comes from the output of the integrator 8. Thus, the following steering control law is formed:

d/dt δзд1ΔПУ+К2 Ω-К3δ,d / dt δ zd = K 1 ΔPU + K 2 Ω-K 3 δ,

где d/dt δзд - заданная скорость перекладки руля,where d / dt δ rear - the specified speed of the rudder,

Δ ПУ=ПУ-ПУзд - сигнал рассогласования по путевому углу,Δ PU = PU-PU rear - the error signal along the track angle,

Ω - оценка сигнала угловой скорости судна, Ω is the estimate of the angular velocity signal of the vessel,

δ - угол перекладки руля,δ is the rudder angle,

К1, К2, К3 - коэффициенты регулирования.K 1 , K 2 , K 3 - regulation coefficients.

Рассмотрим, как формируется оценка угловой скорости судна « Ω». Для достаточно широкого класса судов математическая модель углового движения может быть представлена в видеLet us consider how the estimation of the angular velocity of the vessel “Ω” is formed. For a sufficiently wide class of vessels, the mathematical model of angular motion can be represented as

Figure 00000002
Figure 00000002

где Ω1, d/dt Ω1 - угловая скорость судна и ее производная,where Ω 1 , d / dt Ω 1 is the angular velocity of the vessel and its derivative,

δ - угол перекладки руля,δ is the rudder angle,

K11=const, K13=f(v)=KV2,K 11 = const, K 13 = f (v) = KV 2 ,

V - скорость хода судна.V is the speed of the ship.

Решение уравнения (1) реализуется на выходе интегратора 8, т.к. на четвертый вход интегратора приходит сигнал угловой скорости судна, поступающий в виде отрицательной обратной связи с выхода интегратора через блок перестройки 13, а на второй вход - сигнал угла перекладки руля, умноженный на квадрат скорости хода. На выходе интегратора 8 формируется сигнал оценки угловой скорости судна « Ω», который может существенно отличаться от текущего значения угловой скорости судна. Для максимального приближения оценки к действительному сглаженному значению сигнала угловой скорости судна на первый вход интегратора вводится корректирующий сигнал производной от угла курса «ω1», а на третий вход - сигнал угловой скорости судна, вырабатываемый ДУС ом - 10.:The solution of equation (1) is implemented at the output of the integrator 8, because the fourth input of the integrator receives the signal of the angular velocity of the vessel, which comes in the form of negative feedback from the output of the integrator through the adjustment unit 13, and the second input receives the signal of the angle of the rudder, multiplied by the square of the speed. At the output of the integrator 8, a signal for estimating the angular velocity of the vessel “Ω” is generated, which may differ significantly from the current value of the angular velocity of the vessel. To maximize the approximation of the estimate to the actual smoothed value of the signal of the angular velocity of the vessel, the correction signal derivative of the course angle “ω 1 ” is introduced to the first input of the integrator, and the signal of the angular velocity of the vessel generated by the TLS ohm - 10 is introduced to the third input:

Figure 00000003
Figure 00000003

где Ω, d/dt Ω - оценка угловой скорости судна и ее производная,where Ω, d / dt Ω is the estimate of the angular velocity of the vessel and its derivative,

δ - угол перекладки руля,δ is the rudder angle,

К11=f (загрузки судна, угла дифферента), К12=const., К13=f(v)=KV2, K14=const.K 11 = f (vessel load, trim angle), K 12 = const., K 13 = f (v) = KV 2 , K 14 = const.

V - скорость хода судна.V is the speed of the ship.

Особенности выработки сигнала угла курса (φ).Features of the development of the signal of the course angle (φ).

Высокую точность измерения угла поворота судна можно достичь при добавлении второй антенны - вспомогательной, размещенной также на судне с жестко фиксированным расстоянием межу двумя антеннами. Это позволит определять угол курса φ с использованием интерферометрического принципа (см. Cohen. С.Е. Attitude determination. Global Positioning System. Theory and - Applications, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Washington., C. - 1996, Vol.II. Chapter 19. - P.519-538.). Суть его заключается в измерении разности фаз несущей частоты для сигналов, принимаемых от спутников на разнесенные антенны. В этих разностях, обусловленных неодинаковым расстоянием до спутников двух антенн, содержится информация об угле между направлением на спутники и вектором, образованным между двумя антеннами. С использованием данных об углах между направлениями на несколько спутников и двумя антеннами, с известным их расположением на судне, решается задача определения угла курса. Аналогичные системы в настоящее время разработаны и применяются в авиации (Graas F. V.... Interferometric GPS flight reference autoland system: Flight test results. Navigation, USA-1994, Vol.41, X2 1. - P.57-82.) Погрешность в измерении курсового угла в основном определяется отношением общей ошибки измерения смещения фазы, выраженной в единицах длины, к расстоянию между антеннами - длине базы. По данным IEEE Aerospace and Electronic Systems Society Las Vegas, Nevada. April 11-15, PLANS 94. - 1994. - Р.806-812 точность колеблется в интервале 0.02-0.3 гр. при базе между антеннами L=40-1 м.High accuracy of measuring the angle of rotation of the vessel can be achieved by adding a second antenna - an auxiliary antenna, also located on the vessel with a rigidly fixed distance between the two antennas. This will allow us to determine the heading angle φ using the interferometric principle (see Cohen. C. E. Attitude determination. Global Positioning System. Theory and - Applications, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Washington., C. - 1996, Vol.II. Chapter 19. - P.519-538.). Its essence is to measure the phase difference of the carrier frequency for signals received from satellites on diversity antennas. These differences, due to the unequal distance to the satellites of the two antennas, contain information about the angle between the direction to the satellites and the vector formed between the two antennas. Using data on the angles between the directions to several satellites and two antennas, with their known location on the ship, the problem of determining the angle of course is solved. Similar systems are currently developed and used in aviation (Graas FV ... Interferometric GPS flight reference autoland system: Flight test results. Navigation, USA-1994, Vol.41, X2 1. - P.57-82.) heading angle measurement is mainly determined by the ratio of the total error of the measurement of the phase shift, expressed in units of length, to the distance between the antennas - the length of the base. According to the IEEE Aerospace and Electronic Systems Society Las Vegas, Nevada. April 11-15, PLANS 94. - 1994. - P.806-812 accuracy ranges from 0.02-0.3 gr. with the base between the antennas L = 40-1 m.

Приведенная точность измерения угла курса существенно превышает точность выработки угла курса серийно выпускаемыми гирокомпасами. (Путевой угол при использовании позиционно-скоростной информации, применяемой в приемнике СНС «Волонтер» и др. аналогичных системах, измеряется также существенно грубее). Применив в нашей аппаратуре вспомогательную (вторую) антенну, удается выработать высококачественный текущий угол курса φ.The given accuracy of measuring the course angle significantly exceeds the accuracy of generating the course angle by commercially available gyrocompasses. (The track angle when using positional-speed information used in the receiver of the Volunteer Navigation System and other similar systems is also measured much more roughly). Using an auxiliary (second) antenna in our equipment, it is possible to develop a high-quality current course angle φ.

Проведенное моделирование приведенных выше законов (1, 3) подтвердило возможность получения высокоэффективной аппаратуры автоматического управления движением судна как в отношении точности стабилизации судна на заданном путевом угле, так и в отношении запаса устойчивости замкнутой системы.The simulation of the above laws (1, 3) confirmed the possibility of obtaining highly efficient equipment for the automatic control of the vessel’s movement both in terms of the accuracy of stabilization of the vessel at a given ground angle and in terms of the stability margin of a closed system.

Claims (1)

Авторулевой с оценкой угловой скорости, содержащий задатчик путевого угла, датчик угла перекладки руля, две антенны, приемник спутниковой навигационной системы, рулевой привод, интегратор, дифференциатор и сумматор, первый вход которого соединен с выходом задатчика путевого угла, к первому и второму входам приемника спутниковой навигационной системы подключены первая и вторая антенны, первый выход приемника спутниковой навигационной системы соединен с вторым входом сумматора, к третьему входу которого подключен выход датчика угла перекладки руля, выход сумматора соединен с входом рулевого привода, четвертый вход сумматора соединен с выходом интегратора, первый вход которого соединен через дифференциатор с вторым выходом приемника спутниковой навигационной системы, отличающийся тем, что дополнительно содержит датчик угловой скорости, блок перестройки, множитель и датчик квадрата скорости хода, выход которого подключен к первому входу множителя, к второму входу которого подключен выход датчика угла перекладки руля, выход множителя подключен к второму входу интегратора, к третьему входу которого подключен выход датчика угловой скорости, выход интегратора соединен с четвертым входом интегратора через блок перестройки.An autopilot with an estimate of the angular velocity, comprising a directional angle adjuster, a rudder angle sensor, two antennas, a satellite navigation system receiver, a steering gear, an integrator, a differentiator and an adder, the first input of which is connected to the output of the angle adjuster to the first and second inputs of the satellite receiver of the navigation system, the first and second antennas are connected, the first output of the satellite navigation system receiver is connected to the second input of the adder, to the third input of which the output of the angle sensor the steering tabs, the adder output is connected to the input of the steering gear, the fourth adder input is connected to the integrator output, the first input of which is connected via a differentiator to the second output of the satellite navigation system receiver, characterized in that it further comprises an angular velocity sensor, a tuning unit, a multiplier and a square sensor speed, the output of which is connected to the first input of the multiplier, to the second input of which the output of the rudder angle sensor is connected, the output of the multiplier is connected to the second input of the integ torus, to the third input of which the output of the angular velocity sensor is connected, the output of the integrator is connected to the fourth input of the integrator through the tuning block.
RU2004122313/11A 2004-07-19 2004-07-19 Auto-pilot at estimation of angular velocity RU2269451C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004122313/11A RU2269451C1 (en) 2004-07-19 2004-07-19 Auto-pilot at estimation of angular velocity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004122313/11A RU2269451C1 (en) 2004-07-19 2004-07-19 Auto-pilot at estimation of angular velocity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2269451C1 true RU2269451C1 (en) 2006-02-10

Family

ID=36049925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004122313/11A RU2269451C1 (en) 2004-07-19 2004-07-19 Auto-pilot at estimation of angular velocity

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2269451C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465170C1 (en) * 2011-05-20 2012-10-27 Николай Олегович Адамов Ship gyropilot

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465170C1 (en) * 2011-05-20 2012-10-27 Николай Олегович Адамов Ship gyropilot

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chang et al. Initial alignment for a Doppler velocity log-aided strapdown inertial navigation system with limited information
US7355549B2 (en) Apparatus and method for carrier phase-based relative positioning
CN113359170B (en) Inertial navigation-assisted Beidou single-frequency-motion opposite-motion high-precision relative positioning method
RU2460043C1 (en) Navigation system for autonomous unmanned underwater vehicle
WO2015162873A1 (en) Position and orientation estimation device, image processing device, and position and orientation estimation method
CN101000245A (en) Data blending method of navigation system combined by SINS/GPS micromagnetic compass
US5349531A (en) Navigation apparatus using a global positioning system
US20180106619A1 (en) Mobile Structure Heading and Piloting Systems and Methods
JP2009248897A (en) Automatic ship steering device
CN110133700B (en) Shipborne integrated navigation positioning method
Xu et al. A novel self-adapting filter based navigation algorithm for autonomous underwater vehicles
Xue et al. In-motion alignment algorithm for vehicle carried SINS based on odometer aiding
Gadre Observability analysis in navigation systems with an underwater vehicle application
Sheijani et al. Implementation and performance comparison of indirect Kalman filtering approaches for AUV integrated navigation system using low cost IMU
CN104776847A (en) Method applicable to single-point estimation of underwater navigation system for gyro drift
Liu et al. Improved path following for autonomous marine vehicles with low-cost heading/course sensors: Comparative experiments
CN105300407B (en) A kind of marine dynamic starting method for single axis modulation laser gyro inertial navigation system
Nitsch et al. Tightly coupled INS/GNSS navigation filter for the automation of a river ferry
RU2223197C1 (en) Ship motion automatic control equipment
Emami et al. A customized H-infinity algorithm for underwater navigation system: With experimental evaluation
RU2269451C1 (en) Auto-pilot at estimation of angular velocity
RU2221728C1 (en) Ship motion automatic control equipment
CN105841717B (en) A kind of Strapdown Inertial Navigation System course error rapid correction method
Sollie et al. Pose estimation of UAVs based on INS aided by two independent low-cost GNSS receivers
RU2036432C1 (en) Inertial satellite module and complex inertial satellite system for navigation, communication, location illumination and control

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150720