RU2495784C1 - Method of controlling underwater craft submergence and device to this end - Google Patents
Method of controlling underwater craft submergence and device to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2495784C1 RU2495784C1 RU2012109883/11A RU2012109883A RU2495784C1 RU 2495784 C1 RU2495784 C1 RU 2495784C1 RU 2012109883/11 A RU2012109883/11 A RU 2012109883/11A RU 2012109883 A RU2012109883 A RU 2012109883A RU 2495784 C1 RU2495784 C1 RU 2495784C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- winch
- cable
- ship
- underwater object
- input
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретения относят к автоматическому управлению подводными объектами с использованием судовых спускоподъемных устройств.The invention relates to the automatic control of underwater objects using ship hoisting devices.
Известен способ управления погружением подводного объекта [Авторское свидетельство СССР №714606, МПК5 Н02Р 5/06, опубл. 05.02.1980], в котором управление скоростью судовой лебедки в режимах спуска и подъема подводного объекта осуществляется по сигналу с пульта управления, а в режиме стабилизации глубины погружения подводного объекта - по скорости качки грузового блока и по отклонению глубины погружения подводного объекта.A known method of controlling the immersion of an underwater object [USSR Author's Certificate No. 714606, IPC5 Н02Р 5/06, publ. 02/05/1980], in which the speed of the ship’s winch in the descent and ascent modes of the underwater object is controlled by a signal from the control panel, and in the mode of stabilization of the depth of immersion of an underwater object, by the pitching speed of the cargo block and the deviation of the depth of immersion of the underwater object.
Известно устройство для управления погружением подводного объекта [Авторское свидетельство СССР №714606, МПК5 Н02Р 5/06, опубл. 05.02.1980], содержащее судовую лебедку, на барабан которой запасован верхний конец кабель-троса, его нижний конец через гермоввод соединен с подводным объектом, а также устройство управления приводом судовой лебедки, к входам которого подключены выходы задатчика и измерительных преобразователей скорости качки грузового блока лебедки и глубины погружения подводного объекта.A device for controlling the immersion of an underwater object [USSR Author's Certificate No. 714606, IPC5 Н02Р 5/06, publ. 02/05/1980], containing a ship’s winch, on the drum of which the upper end of the cable is stored, its lower end is connected to an underwater object through a pressure lead, as well as a control device for the drive of the ship’s winch, to the inputs of which are connected the outputs of the setter and measuring transducers of the pitching speed of the cargo block winches and diving depths of an underwater object.
Указанные технические решения не обеспечивают высокого быстродействия контура управления подводным объектом на больших глубинах из-за проявляющихся на них упругих свойств кабель-троса и появления резонансов. При этом также резко сокращается срок службы кабель-троса из-за его частых изгибных деформаций при сматывании-наматывании на барабан лебедки, так как кабель-трос при прохождении через блоки допускает всего 1000-2000 изгибов.These technical solutions do not provide high speed control circuit of the underwater object at great depths due to the elastic properties of the cable cable that appear on them and the appearance of resonances. At the same time, the service life of the cable cable is also sharply reduced due to its frequent bending deformations during winding-winding the winch drum, since the cable cable when passing through the blocks allows only 1000-2000 bends.
Известен способ управления погружением подводного объекта [Патент РФ №2114756, МПК6 В63В 27/08, опубл. 10.07.1998], заключающийся в изменении длины составленной из двух частей гибкой механической связи между подводным объектом и судном. Основное перемещение подводного объекта по вертикали при погружении осуществляют со стороны судна изменением длины первой части указанной связи, а дополнительное перемещение для стабилизации глубины погружения подводного объекта при морском волнении осуществляют со стороны подводного объекта изменением длины второй части гибкой связи.A known method of controlling the immersion of an underwater object [RF Patent No. 2114756, IPC6 V63V 27/08, publ. 07/10/1998], which consists in changing the length of the flexible mechanical connection between the underwater object and the ship made up of two parts. The main vertical movement of the underwater object during immersion is carried out from the side of the vessel by changing the length of the first part of the specified connection, and the additional movement to stabilize the immersion depth of the underwater object during sea waves is carried out from the side of the underwater object by changing the length of the second part of the flexible connection.
Известно устройство для управления погружением подводного объекта [Патент РФ №2114756, МПК6 В63В 27/08, опубл. 10.07.1998], содержащее судовую лебедку, установленную на судне, и амортизирующую лебедку, установленную на подводном объекте. Указанные лебедки соединены гибкой связью, состоящей из кабель-троса и каната, причем один конец каната заведен на барабан амортизирующей лебедки, а другой прикреплен замковым соединением к кабель-тросу. Один конец кабель-троса заведен на барабан судовой лебедки, а второй - соединен с корпусом подводного объекта. Вход первого управляющего блока подключен к задатчику скорости судовой лебедки, а выход - ко входу электропривода судовой лебедки. Первый вход второго управляющего блока через кабель-трос и токосъемник подключен к задатчику среднего значения длины каната, а выход - ко входу электропривода амортизирующей лебедки. Второй и третий входы второго управляющего блока подключены соответственно к выходам измерительных преобразователей длины и скорости каната.A device for controlling the immersion of an underwater object [RF Patent No. 2114756, MPK6 VV 27/08, publ. 07/10/1998], containing a ship winch mounted on a ship, and a shock-absorbing winch mounted on an underwater object. These winches are connected by a flexible connection consisting of a cable rope and a rope, with one end of the rope wound onto a drum of a shock-absorbing winch, and the other attached by a lock connection to the cable rope. One end of the cable is connected to the drum of a ship’s winch, and the other is connected to the body of an underwater object. The input of the first control unit is connected to the speed setter of the ship’s winch, and the output to the input of the electric drive of the ship’s winch. The first input of the second control unit through a cable-cable and a current collector is connected to the master of the average value of the rope length, and the output to the input of the shock absorbing winch electric drive. The second and third inputs of the second control unit are connected respectively to the outputs of the measuring transducers of the length and speed of the rope.
Эти изобретения не исключают появления ударных воздействий на подводный объект при достижении предельных изменений длины каната.These inventions do not exclude the occurrence of shock effects on the underwater object when reaching extreme changes in the length of the rope.
Известен способ управления погружением подводного объекта [Патент РФ №2261191, МПК7 В63В 27/08, опубл. 27.09.2005], выбранный в качестве прототипа, заключающийся в изменении длины составленной из двух частей гибкой механической связи между подводным объектом и судном. Основное перемещение подводного объекта по вертикали при погружении осуществляют со стороны судна изменением длины первой части указанной связи, а дополнительное перемещение подводного объекта для стабилизации глубины его погружения при морском волнении осуществляют со стороны подводного объекта изменением длины второй части гибкой связи, причем первое слагаемое усилия во второй части этой связи равно весу подводного объекта в воде, второе слагаемое усилия пропорционально отклонению длины этой части гибкой связи от ее математического ожидания, а третье слагаемое - пропорционально скорости изменения длины второй части гибкой связи. При этом дополнительные перемещения ограничивают пределами, которые определяют с учетом минимального и максимального допустимых значений длины второй части гибкой связи, а также математического ожидания и дисперсии ее длины, которые измеряют до времени выполнения дополнительного перемещения.A known method of controlling the immersion of an underwater object [RF Patent No. 2261191, IPC7 VV 27/08, publ. September 27, 2005], selected as a prototype, which consists in changing the length of a flexible mechanical connection made from two parts between an underwater object and a vessel. The main movement of the underwater object vertically during immersion is carried out from the side of the vessel by changing the length of the first part of the specified connection, and the additional movement of the underwater object to stabilize the depth of its immersion during sea waves is carried out from the side of the underwater object by changing the length of the second part of the flexible connection, the first component of the force in the second part of this connection is equal to the weight of the underwater object in water, the second term of the force is proportional to the deviation of the length of this part of the flexible connection from its mathematical nth expectation, and the third term is proportional to the rate of change in the length of the second part of the flexible connection. In this case, additional movements are limited by the limits that are determined taking into account the minimum and maximum permissible values of the length of the second part of the flexible connection, as well as the mathematical expectation and variance of its length, which are measured before the time of the additional movement.
Известно устройство для управления погружением подводного объекта [Патент РФ №2261191, МПК7 В63В 27/08, опубл. 27.09.2005], выбранное в качестве прототипа, содержащее установленную на судне судовую лебедку и установленную на подводном объекте амортизирующую лебедку, на барабан которой заведен один конец каната, а другой посредством замкового соединения прикреплен к кабель-тросу, один конец которого заведен на барабан судовой лебедки, а другой прикреплен к корпусу подводного объекта с образованием петли на участке между объектом и замковым соединением, а также первый управляющий блок, вход которого подключен к задатчику скорости судовой лебедки, а выход - ко входу электропривода судовой лебедки, и второй управляющий блок, выход которого подключен ко входу электропривода амортизирующей лебедки, а второй и третий входы подключены соответственно к выходам измерительных преобразователей длины каната, смотанного с барабана амортизирующей лебедки, и скорости каната относительно подводного объекта. Вход первого вычислительного блока подключен к выходу измерительного преобразователя длины каната, а его первый и второй выходы подключены соответственно к первому и второму входам второго вычислительного блока, третий вход которого через кабель-трос и токосъемник подключен к задатчику среднего значения длины каната, а выход подключен к первому входу второго управляющего блока.A device for controlling the immersion of an underwater object [RF Patent No. 2261191, IPC7 VV 27/08, publ. 09/27/2005], selected as a prototype, containing a ship’s winch installed on the vessel and a shock-absorbing winch mounted on the underwater object, on the drum of which one end of the rope is wound and the other is fastened to the cable-rope, one end of which is connected to the ship’s drum winch, and the other is attached to the body of the underwater object with the formation of a loop in the area between the object and the castle connection, as well as the first control unit, the input of which is connected to the speed setter of the ship’s winch, and you od - to the input of a ship winch drive and a second control unit whose output is connected to an input electric shock absorbing winch, and the second and third inputs connected respectively to the outputs of the transducers of the rope length, coiled cushioning winch drum, and a rope speed relative to the underwater object. The input of the first computing unit is connected to the output of the measuring cable length transducer, and its first and second outputs are connected respectively to the first and second inputs of the second computing unit, the third input of which is connected to the average cable length setter via a cable-cable and current collector, and the output is connected to the first input of the second control unit.
В этих изобретениях для погружения и стабилизации подводного объекта в условиях морской качки формируют дополнительные перемещения подводного объекта на основе сигнала, полученного по косвенному показателю - математическому ожиданию изменения длины каната. Для вычисления этого показателя требуется определенное время, приводящее к запаздыванию дополнительного перемещения подводного объекта.In these inventions, for submerging and stabilizing the underwater object under sea rolling conditions, additional movements of the underwater object are formed on the basis of a signal obtained by an indirect indicator - the mathematical expectation of a change in the length of the rope. To calculate this indicator, a certain time is required, leading to a delay in the additional movement of the underwater object.
Задачей изобретений является формирование дополнительного перемещения подводного объекта, компенсирующего влияние морской качки на его движение при погружении и стабилизацию подводного объекта на требуемой глубине.The objective of the invention is the formation of additional movement of the underwater object, compensating for the influence of the pitching on its movement during immersion and stabilization of the underwater object at the required depth.
Поставленная задача решена за счет того, что способ управления подводным объектом, так же, как в прототипе, заключается в изменении длины составленной из двух частей гибкой механической связи между этим объектом и судном. Основное перемещение подводного объекта по вертикали при погружении осуществляют со стороны судна изменением длины первой части указанной связи, а дополнительное перемещение осуществляют со стороны подводного объекта изменением длины второй части гибкой связи. При этом первое слагаемое усилия во второй части гибкой связи поддерживают равным весу подводного объекта в воде, а дополнительное перемещение ограничивают пределами, которые определяют с учетом минимального и максимального допустимых значений длины второй части гибкой связи.The problem is solved due to the fact that the control method of the underwater object, as in the prototype, consists in changing the length of a flexible mechanical connection between this object and the ship made up of two parts. The main vertical movement of the underwater object during immersion is carried out from the side of the vessel by changing the length of the first part of the specified connection, and the additional movement is carried out from the side of the underwater object by changing the length of the second part of the flexible connection. In this case, the first component of the effort in the second part of the flexible connection is maintained equal to the weight of the underwater object in the water, and the additional movement is limited by the limits that are determined taking into account the minimum and maximum allowable lengths of the second part of the flexible connection.
Согласно изобретению, для дополнительного перемещения подводного объекта, компенсирующего влияние морской качки в процессе его погружения и последующей стабилизации, используют заданную скорость судовой лебедки и измеряют скорость вертикального перемещения подводного объекта. Указанные скорости сравнивают и на основе их разности формируют второе слагаемое усилия во второй части гибкой связи для компенсации влияния морской качки.According to the invention, for the additional movement of the underwater object, compensating for the influence of the pitching during its immersion and subsequent stabilization, use the set speed of the ship’s winch and measure the speed of vertical movement of the underwater object. The indicated speeds are compared and, on the basis of their difference, the second component of the force is formed in the second part of the flexible connection to compensate for the effect of sea rolling.
Поставленная задача решена так же за счет того, что устройство для управления погружением подводного объекта, как и в прототипе, содержит установленную на судне судовую лебедку и установленную на подводном объекте амортизирующую лебедку, а также кабель-трос и канат. Один конец каната заведен на барабан амортизирующей лебедки, а другой посредством замкового соединения прикреплен к кабель-тросу. Верхний конец кабель-троса заведен на барабан судовой лебедки, а его нижний конец прикреплен к корпусу подводного объекта с образованием петли между подводным объектом и замковым соединением. Вход первого управляющего блока подключен к задатчику скорости судовой лебедки, а выход - к входу электропривода судовой лебедки, на валу которого последовательно установлены барабан и токосъемник. Второй управляющий блок подключен к входу электропривода амортизирующей лебедки, на валу которого установлены барабан и измерительный преобразователь длины каната. Вход первого вычислительного блока подключен к выходу измерительного преобразователя длины каната, его первый и второй выходы подключены к первому и второму входу второго вычислительного блока, третий вход которого через крепление, нижний конец кабель-троса, замковое соединение, верхний конец кабель-троса, барабан судовой лебедки и первый вход токосъемника связан с задатчиком среднего значения длины каната. Выход второго вычислительного блока подключен к первому входу второго управляющего блока.The problem is solved also due to the fact that the device for controlling the immersion of an underwater object, as in the prototype, contains a ship’s winch installed on the vessel and a shock-absorbing winch mounted on the underwater object, as well as a cable and rope. One end of the rope is wound on a drum of a shock-absorbing winch, and the other, through a lock connection, is attached to a cable cable. The upper end of the cable is connected to the drum of the ship’s winch, and its lower end is attached to the body of the underwater object with the formation of a loop between the underwater object and the castle connection. The input of the first control unit is connected to the speed setter of the ship’s winch, and the output to the input of the electric drive of the ship’s winch, on the shaft of which a drum and a current collector are installed in series. The second control unit is connected to the input of the shock absorbing winch electric drive, on the shaft of which a drum and a rope length measuring transducer are installed. The input of the first computing unit is connected to the output of the rope length measuring transducer, its first and second outputs are connected to the first and second input of the second computing unit, the third input of which is via a fastener, the lower end of the cable, the lock connection, the upper end of the cable, the ship drum winches and the first input of the current collector is connected with the setter of the average value of the length of the rope. The output of the second computing unit is connected to the first input of the second control unit.
В отличие от прототипа в устройство введены измерительный преобразователь скорости вертикального перемещения подводного объекта и сравнивающее устройство, первый вход сравнивающего устройства подключен к выходу измерительного преобразователя скорости вертикального перемещения подводного объекта, а второй вход через крепление, нижний конец кабель-троса, замковое соединение, верхний конец кабель-троса, барабан и второй вход токосъемника связан с задатчиком скорости судовой лебедки. Выход сравнивающего устройства подключен ко второму входу второго управляющего блока.Unlike the prototype, a measuring transducer of the vertical speed of the underwater object and a comparative device are introduced into the device, the first input of the comparative device is connected to the output of the measuring transducer of the vertical movement speed of the underwater object, and the second input is through the mount, the lower end of the cable, the lock connection, the upper end cable-cable, drum and the second input of the current collector is connected to the speed setter of the ship’s winch. The output of the comparator is connected to the second input of the second control unit.
В предложенном способе управления погружением подводного объекта для компенсации влияния морской качки сигнал управления амортизирующей лебедкой формируют на основе реального отклонения скорости вертикального перемещения подводного объекта от заданной скорости судовой лебедки, а не на основе ожидаемого отклонения при морской качке длины каната и скорости его изменения, являющихся косвенными оценками, как предложено в прототипе.In the proposed method for controlling the submersion of an underwater object to compensate for the influence of sea rolling, the control signal for the shock-absorbing winch is formed on the basis of the actual deviation of the vertical speed of the underwater object from the given speed of the ship’s winch, and not on the basis of the expected deviation during sea rolling of the rope length and its rate of change, which are indirect ratings as suggested in the prototype.
В предложенном устройстве для управления погружением подводного объекта использован задатчик скорости судовой лебедки и измерительный. преобразователь скорости вертикального перемещения подводного объекта, а также сравнивающее устройство для получения разности указанных скоростей. На основе разности указанных скоростей в управляющем блоке формируется сигнал на электропривод амортизирующей лебедки, который обеспечивает дополнительное перемещение подводного объекта и, тем самым, компенсирует влияние на него морской качки.In the proposed device for controlling the immersion of an underwater object, the speed controller of the ship’s winch and a measuring one are used. a transducer for the vertical movement of the underwater object, as well as a comparison device for obtaining the difference of the indicated speeds. Based on the difference of the indicated speeds, a signal is generated in the control unit for the electric drive of the shock-absorbing winch, which provides additional movement of the underwater object and, thereby, compensates for the influence of sea pitching on it.
На фиг.1 представлена схема заявляемого устройства.Figure 1 presents a diagram of the inventive device.
На фиг.2 представлен вид сигнала задатчика скорости судовой лебедки.Figure 2 presents a view of the signal setter speed of the ship's winch.
На фиг.3 представлен сигнал скорости вертикального перемещения судна-носителя под действием морской качки.Figure 3 presents the signal of the speed of vertical movement of the carrier vessel under the action of sea rolling.
На фиг.4 представлен сигнал скорости вертикального перемещения подводного объекта при морской качке без использования заявляемого устройства.Figure 4 presents the signal speed of vertical movement of an underwater object during sea rolling without using the inventive device.
На фиг.5 представлен график вертикального перемещения подводного объекта при морской качке без использования заявляемого устройства.Figure 5 presents a graph of the vertical movement of an underwater object during sea rolling without using the inventive device.
На фиг.6 представлен сигнал скорости вертикального перемещения подводного объекта при морской качке с использованием заявляемого устройства.Figure 6 presents the signal of the speed of vertical movement of an underwater object during sea rolling using the inventive device.
На фиг.7 представлен график вертикального перемещения подводного объекта при морской качке с использованием заявляемого устройства.Figure 7 presents a graph of the vertical movement of an underwater object during sea rolling using the inventive device.
Устройство управления погружением подводного объекта 1 (ПО) содержит судовую лебедку 2 (СЛ) (фиг.1), установленную на судне-носителе 3 (СН), и амортизирующую лебедку 4 (АЛ), установленную на подводном объекте 1 (ПО). Кабель-трос 5 верхним концом намотан на барабан б судовой лебедки 2 (СЛ), и через замковое соединение 7 связан с верхним концом каната 8, нижний конец которого намотан на барабан 9 амортизирующей лебедки 4 (АЛ). Нижний конец кабель-троса 5 через крепление 10 прикреплен к подводному объекту 1 (ПО) с образованием петли между замковым соединением 7 и креплением 10.The immersion control device of the underwater object 1 (ON) contains a ship winch 2 (SL) (Fig. 1) installed on a carrier vessel 3 (SN), and a shock-absorbing winch 4 (AL) installed on an underwater object 1 (ON). The
Задатчик скорости 11 (ЗС) судовой лебедки 2 (СЛ) соединен с входом первого управляющего блока 12 (УБ1), выход которого связан с управляющим входом электропривода 13 (ЭП1) судовой лебедки 2 (СЛ), на валу у которого установлены барабан 6 и токосъемник 14 (ТС).The speed controller 11 (ZS) of the ship’s winch 2 (SL) is connected to the input of the first control unit 12 (UB1), the output of which is connected to the control input of the electric drive 13 (EP1) of the ship’s winch 2 (SL), on the shaft of which
Выход второго управляющего блока 15 (УБ2) подключен ко входу электропривода 16 (ЭП2) амортизирующей лебедки 4 (АЛ), на валу которого установлены барабан 9 и измерительный преобразователь 17 (ИП) длины каната 8, выход которого подключен ко входу первого вычислительного блока 18 (ВБ1).The output of the second control unit 15 (UB2) is connected to the input of the electric drive 16 (EP2) of the shock-absorbing winch 4 (AL), on the shaft of which there is a
Первый и второй выходы первого вычислительного блока 18 (ВБ1) соединены соответственно с первым и вторым входами второго вычислительного блока 19 (ВБ2). Третий вход второго вычислительного блока 19 (ВБ2) через крепление 10, нижний конец кабель-троса 5, замковое соединение 7, верхний конец кабель-троса 5, барабан 6 и первый вход токосъемника 14 (ТС) связан с задатчиком среднего значения 20 (ЗСЗ) длины каната 8, смотанного с барабана 9. Выход второго вычислительного блока 19 (ВБ2) связан с первым входом второго управляющего блока 15 (УБ2).The first and second outputs of the first computing unit 18 (WB1) are connected respectively to the first and second inputs of the second computing unit 19 (WB2). The third input of the second computing unit 19 (VB2) through the
Второй вход второго управляющего блока 15 (УБ2) соединен с выходом сравнивающего устройства 21 (СУ), к первому входу которого подключен выход измерительного преобразователя скорости вертикального перемещения 22 (ИПС) подводного объекта 1 (ПО). Второй вход сравнивающего устройства 21 (СУ) связан с задатчиком скорости 11 (ЗС) судовой лебедки 2 (СЛ) через крепление 10, нижний конец кабель-троса 5, замковое соединение 7, верхний конец кабель-троса 5, барабан 6 и второй вход токосъемника 14 (ТС).The second input of the second control unit 15 (UB2) is connected to the output of the comparator 21 (SU), the first input of which is connected to the output of the transducer of vertical speed 22 (IPA) of underwater object 1 (ON). The second input of the comparative device 21 (SU) is connected to the speed setter 11 (ZS) of the ship’s winch 2 (SL) through the
В качестве электроприводов 13 (ЭП1), 16 (ЭП2) могут быть использованы электроприводы серии ЭПВ, выпускаемые предприятием «Электропривод», в состав которых входят S-образные задатчик скорости 11 (ЗС), управляющие блоки 12 (УБ1) и 15 (УБ2). В качестве токосъемника 14 (ТС) может быть использован кольцевой токосъемник с двумя сигнальными контактами серии 1ST - SR060 компании «Kubler». Измерительный преобразователь 17 (ИП) длины каната представляет собой датчик перемещения, выполненный на базе контактных потенциометрических преобразователей или на базе индуктивных, кодовых или иных бесконтактных преобразователей. Вычислительные блоки 18 (ВБ1) и 19 (ВБ2) представляют собой любые вычислительные устройства, например, контроллер, микроконтроллер. В качестве задатчика среднего значения 20 (ЗСЗ) длины каната можно использовать задатчик ручной РЗД-12. Сравнивающее устройство 21 (СУ) может быть выполнено на базе операционного усилителя с отрицательной обратной связью. В качестве измерительного преобразователя скорости вертикального перемещения 22 (ИПС) подводного объекта можно использовать преобразователь скорости «Зенит-ИГП» выпускаемый ОАО «НТП НАВИ - ДАЛС».As electric drives 13 (EP1), 16 (EP2), electric drives of the EPV series manufactured by the Electric Drive enterprise can be used, which include S-shaped speed control unit 11 (ZS), control units 12 (UB1) and 15 (UB2) . As a current collector 14 (TS), a ring current collector with two signal contacts of the 1ST - SR060 series of Kubler company can be used. Measuring transducer 17 (IP) of the rope length is a displacement sensor made on the basis of contact potentiometric transducers or on the basis of inductive, code or other non-contact transducers. Computing units 18 (WB1) and 19 (WB2) are any computing devices, for example, a controller, microcontroller. As a setter of the average value of 20 (ZZZ) of the rope length, you can use the setter manual RZD-12. Comparing device 21 (SU) can be performed on the basis of an operational amplifier with negative feedback. As a measuring transducer of vertical movement speed 22 (IPS) of an underwater object, one can use the Zenit-IGP speed converter manufactured by NTP NAVI-DALS OJSC.
Для проверки работоспособности устройства управления погружением подводного объекта 1 (ПО) проведено моделирование процессов управления в условиях морской качки с помощью приложения Simulink в пакете Matlab. Для этого выбраны минимальное и максимальное значения длины каната, равные соответственно 2 метра и 20 метров [Г.Е. Кувшинов, Л.А. Наумов, К.В. Чупина. Система управления глубиной погружения буксируемых объектов. Владивосток: Дальнаука, 2006. - 270 с.]. При этом вес подводного объекта был принят 5860 кг [Г.Е. Кувшинов, Л.А. Наумов, К.В. Чупина. Система управления глубиной погружения буксируемых объектов. Владивосток: Дальнаука, 2006. - 294 с.].To test the operability of the dive control device of the underwater object 1 (software), control processes were modeled under sea rolling conditions using the Simulink application in the Matlab package. For this, the minimum and maximum values of the length of the rope, respectively equal to 2 meters and 20 meters [G.E. Kuvshinov, L.A. Naumov, K.V. Chupina. A control system for the immersion depth of towed objects. Vladivostok: Dalnauka, 2006. - 270 p.]. The weight of the underwater object was taken 5860 kg [G.E. Kuvshinov, L.A. Naumov, K.V. Chupina. A control system for the immersion depth of towed objects. Vladivostok: Dalnauka, 2006. - 294 p.].
Работа судовой лебедки 2 (СЛ) определяется сигналом задатчика скорости 11 (ЗС) (фиг.2) [Г.Е. Кувшинов, Л.А. Наумов, К.В. Чупина. Система управления глубиной погружения буксируемых объектов. Владивосток: Дальнаука, 2006. - 225 с.] и имеет режим разгона на интервале времени (t1-t2), режим работы с постоянной скоростью (t2-t3) и режим торможения (t3-t4). С момента времени t4 начинается режим стабилизации положения подводного объекта 1 (ПО).The work of the ship’s winch 2 (SL) is determined by the signal of the speed setter 11 (ZS) (figure 2) [G.E. Kuvshinov, L.A. Naumov, K.V. Chupina. A control system for the immersion depth of towed objects. Vladivostok: Dalnauka, 2006. - 225 p.] And has an acceleration mode over a time interval (t 1 -t 2 ), a constant speed mode (t 2 -t 3 ) and a braking mode (t 3 -t 4 ). From time t 4 begins the stabilization mode of the position of the underwater object 1 (ON).
При поступлении сигнала задатчика скорости 11 (ЗС) на управляющий блок 12 (УБ1) электропривода 13 (ЭП1) судовая лебедка 2 (СЛ) начинает сматывать кабель-трос 5 с барабана 6 со скоростью, пропорциональной сигналу задатчика 11 (ЗС). При этом подводный объект 1 (ПО), соединенный канатом 8 через замковое соединение 7 с кабель-тросом 5, начинает совершать вертикальное перемещение вниз.Upon receipt of the signal of the speed controller 11 (ZS) to the control unit 12 (UB1) of the electric drive 13 (EP1), the ship’s winch 2 (SL) starts to rewind the
При отсутствии качки судна-носителя 3 (СП) скорость вертикального перемещения подводного объекта 1 (ПО) будет совпадать со скоростью судовой лебедки 2 (СЛ). В этом случае сигнал с измерительного преобразователя скорости 22 (ИПС) подводного объекта 1 (ПО) будет равен сигналу с задатчика скорости 11 (ЗС) судовой лебедки 2 (СЛ) и выходной сигнал сравнивающего устройства 21 (СУ) будет равен нулю.In the absence of pitching of the carrier ship 3 (SP), the speed of vertical movement of the underwater object 1 (ON) will coincide with the speed of the ship's winch 2 (SL). In this case, the signal from the speed measuring transducer 22 (IPS) of the underwater object 1 (ON) will be equal to the signal from the speed setter 11 (ZS) of the ship’s winch 2 (SL) and the output signal of the comparator 21 (SU) will be zero.
Влияние морской качки смоделировано гармоническим сигналом скорости подъема и опускания судна-носителя 3 (СН) с амплитудой 1 м/с и частотой 1,5 рад/сек (фиг.3). Если не использовать заявляемое устройство, то при погружении подводного объекта 1 (ПО) его вертикальная скорость будет иметь гармоническую составляющую с амплитудой 1 м/с, равной амплитуде морской качки (фиг.4). При этом перемещение подводного объекта 1 (ПО) при его спуске также будет сопровождаться подобными гармоническими колебаниями (фиг.5).The effect of sea rolling is modeled by a harmonic signal of the speed of raising and lowering of the carrier vessel 3 (SN) with an amplitude of 1 m / s and a frequency of 1.5 rad / s (Fig. 3). If you do not use the inventive device, then when immersing the underwater object 1 (PO), its vertical speed will have a harmonic component with an amplitude of 1 m / s equal to the amplitude of the sea rolling (Fig. 4). In this case, the movement of the underwater object 1 (PO) during its descent will also be accompanied by similar harmonic oscillations (Fig. 5).
При использовании заявляемого устройства сигнал измерительного преобразователя скорости 22 (ИПС) подводного объекта 1 (ПО) вычитается в сравнивающем устройстве 21 (СУ) из сигнала задатчика скорости 11 (ЗС) судовой лебедки 2 (СЛ). Выходной сигнал сравнивающего устройства 21 (СУ) проходит через управляющий блок 15 (УБ2) и поступает на электропривод 16 (ЭП2) амортизирующей лебедки 4 (АЛ), которая будет сматывать или наматывать канат 8 на барабан 9 в соответствии с сигналом сравнивающего устройства 21 (СУ). В результате амплитуда колебаний скорости подводного объекта 1 (ПО) от действия морской качки существенно снижается и имеет максимальное значение 0,02 м/с (фиг.6). При этом перемещение подводного объекта 1 (ПО) проходит практически без колебаний (фиг.7).When using the inventive device, the signal of the speed measuring transducer 22 (IPS) of the underwater object 1 (PO) is subtracted in the comparator 21 (CS) from the signal of the speed setter 11 (ZS) of the ship’s winch 2 (SL). The output signal of the comparative device 21 (SU) passes through the control unit 15 (UB2) and is supplied to the electric drive 16 (EP2) of the shock-absorbing winch 4 (AL), which will wind or wind the
При достижении подводным объектом 1 (ПО) глубины погружения 35 метров (фиг.7) сигнал задатчика скорости 11 (ЗС) судовой лебедки 2 (СЛ) становится равным нулю и судовая лебедка 2 (СЛ) останавливается. С этого момента начинается этап стабилизации положения подводного объекта 1 (ПО) на заданной глубине.When the underwater object 1 (PO) reaches an immersion depth of 35 meters (Fig. 7), the signal of the speed setter 11 (ZS) of the ship’s winch 2 (SL) becomes equal to zero and the ship’s winch 2 (SL) stops. From this moment begins the stage of stabilization of the position of the underwater object 1 (ON) at a given depth.
Если на этапе стабилизации положения подводного объекта 1 (ПО) имеет место качка судна-носителя 3 (СП), то выходной сигнал сравнивающего устройства 21 (СУ) будет равен сигналу измерительного преобразователя скорости 22 (ИПС) подводного объекта 1 (ПО). В управляющем блоке 15 (УБ2) формируется сигнал, под действием которого амортизирующая лебедка 4 (АЛ) демпфирует морские колебания и сохраняет неподвижное состояние подводного объекта 1 (ПО) на необходимой глубине, что доказано путем проведенного моделирования.If at the stage of stabilization of the position of the underwater object 1 (ON) there is a rolling of the carrier ship 3 (SP), then the output signal of the comparator 21 (SU) will be equal to the signal of the speed transducer 22 (IPA) of the underwater object 1 (ON). A signal is generated in the control unit 15 (UB2), under the action of which the shock-absorbing winch 4 (AL) damps sea vibrations and maintains the stationary state of underwater object 1 (PO) at the required depth, which is proved by simulation.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012109883/11A RU2495784C1 (en) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | Method of controlling underwater craft submergence and device to this end |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012109883/11A RU2495784C1 (en) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | Method of controlling underwater craft submergence and device to this end |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012109883A RU2012109883A (en) | 2013-09-27 |
| RU2495784C1 true RU2495784C1 (en) | 2013-10-20 |
Family
ID=49253514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012109883/11A RU2495784C1 (en) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | Method of controlling underwater craft submergence and device to this end |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2495784C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2556041C1 (en) * | 2014-02-07 | 2015-07-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Method of controlling underwater two-hull craft surfacing and device to this end |
| RU2584351C1 (en) * | 2015-03-17 | 2016-05-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method of controlling underwater object |
| RU2590801C1 (en) * | 2015-03-17 | 2016-07-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Device for controlling underwater object |
| RU2659176C1 (en) * | 2017-07-17 | 2018-06-28 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Method for positioning underwater equipment |
| RU2694069C1 (en) * | 2019-01-23 | 2019-07-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Device for electric power supply of underwater facility from shipboard carrier |
| US10942526B2 (en) | 2016-03-31 | 2021-03-09 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | System for navigation of an autonomously navigating submersible body during entry into a docking station, method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU536086A1 (en) * | 1974-12-02 | 1976-11-25 | Предприятие П/Я А-3035 | The method of immersion in a given point of the bottom of the underwater structures |
| SU714606A1 (en) * | 1977-08-24 | 1980-02-05 | Дальневосточный Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им. В.В.Куйбышева | Boat hoist electric motor control device |
| RU2114756C1 (en) * | 1995-08-21 | 1998-07-10 | Дальневосточный государственный технический университет | Hoist-lower unit |
| RU2261191C1 (en) * | 2004-02-04 | 2005-09-27 | Дальневосточный государственный технический университет | Device and method of control of depth of submergence of underwater objects |
| RU2438914C1 (en) * | 2010-09-27 | 2012-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Океан-Инвест СПб" | Immersible transformable platform and robotic complex for underwater jobs |
-
2012
- 2012-03-14 RU RU2012109883/11A patent/RU2495784C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU536086A1 (en) * | 1974-12-02 | 1976-11-25 | Предприятие П/Я А-3035 | The method of immersion in a given point of the bottom of the underwater structures |
| SU714606A1 (en) * | 1977-08-24 | 1980-02-05 | Дальневосточный Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им. В.В.Куйбышева | Boat hoist electric motor control device |
| RU2114756C1 (en) * | 1995-08-21 | 1998-07-10 | Дальневосточный государственный технический университет | Hoist-lower unit |
| RU2261191C1 (en) * | 2004-02-04 | 2005-09-27 | Дальневосточный государственный технический университет | Device and method of control of depth of submergence of underwater objects |
| RU2438914C1 (en) * | 2010-09-27 | 2012-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Океан-Инвест СПб" | Immersible transformable platform and robotic complex for underwater jobs |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2556041C1 (en) * | 2014-02-07 | 2015-07-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Method of controlling underwater two-hull craft surfacing and device to this end |
| RU2584351C1 (en) * | 2015-03-17 | 2016-05-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method of controlling underwater object |
| RU2590801C1 (en) * | 2015-03-17 | 2016-07-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Device for controlling underwater object |
| US10942526B2 (en) | 2016-03-31 | 2021-03-09 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | System for navigation of an autonomously navigating submersible body during entry into a docking station, method |
| RU2659176C1 (en) * | 2017-07-17 | 2018-06-28 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Method for positioning underwater equipment |
| RU2694069C1 (en) * | 2019-01-23 | 2019-07-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Device for electric power supply of underwater facility from shipboard carrier |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012109883A (en) | 2013-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2495784C1 (en) | Method of controlling underwater craft submergence and device to this end | |
| US7731157B2 (en) | Apparatus and method for heave compensation | |
| CN103303799B (en) | Crane controller, crane, applications thereof, and method for starting the crane | |
| US8265811B2 (en) | Method and apparatus for active heave compensation | |
| US9790061B2 (en) | Crane controller with division of a kinematically constrained quantity of the hoisting gear | |
| US8297597B2 (en) | Method for lift compensation | |
| EP2896589B1 (en) | Method and apparatus | |
| CN103318776A (en) | Active heave compensation control system and control method thereof | |
| US20130245817A1 (en) | Crane controller with drive constraint | |
| US7281585B2 (en) | Offshore coiled tubing heave compensation control system | |
| US8776711B2 (en) | Active heave compensation with active damping control | |
| RU2014120002A (en) | WAYS OF LAUNCHING AND LIFTING FOR SUBMERSIBLE VEHICLES AND OTHER USEFUL GOODS | |
| RU2010138232A (en) | CIRCUIT REGISTRATION SYSTEM Hanging on a Crane Hoisting Rope | |
| RU2014114125A (en) | CRANE MANAGEMENT METHOD | |
| KR20080078653A (en) | Device for preventing sway of suspended load | |
| WO2021012962A1 (en) | Deep-sea crane active heave compensation controller and control system | |
| Küchler et al. | Nonlinear control of an active heave compensation system with time-delay | |
| US4147330A (en) | Method for setting down or taking up a load from or upon a loading location by means of a crane and an apparatus for carrying out the method | |
| CN113200451A (en) | Anti-swing control method and travelling crane | |
| Messineo et al. | Crane feedback control in offshore moonpool operations | |
| RU2445230C2 (en) | Launching and lifting gear | |
| RU2584351C1 (en) | Method of controlling underwater object | |
| RU2590801C1 (en) | Device for controlling underwater object | |
| RU2261191C1 (en) | Device and method of control of depth of submergence of underwater objects | |
| KR20160009129A (en) | Cable winch robot for buoyancy control underwater |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140315 |