RU2509679C1 - Способ управления движением судна по заданной траектории - Google Patents
Способ управления движением судна по заданной траектории Download PDFInfo
- Publication number
- RU2509679C1 RU2509679C1 RU2012141190/11A RU2012141190A RU2509679C1 RU 2509679 C1 RU2509679 C1 RU 2509679C1 RU 2012141190/11 A RU2012141190/11 A RU 2012141190/11A RU 2012141190 A RU2012141190 A RU 2012141190A RU 2509679 C1 RU2509679 C1 RU 2509679C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sign
- control
- rudder
- vessel
- points
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к управлению судном при следовании по заданной траектории и касается автоматического управления рулём или другим рулевым средством управления, которым оборудовано судно. Управление осуществляют по величинам поперечных смещений носовой А и кормовой В точек. Точки А и В разнесены по длине судна в его диаметральной плоскости (ДП). Производят выработку управляющего сигнала и в зависимости от его величины определяют скорость перекладки руля. При этом необходимо соблюдать ограничение - угол перекладки руля не должен превышать его максимальное значение, характерное для конкретного рулевого устройства. Повышена точность удержания судна на заданной траектории, улучшено качество управления и исключена вероятность потери управляемости. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к управлению движением судна при следовании по заданной траектории и касается автоматического управления рулем или другим рулевым средством управления, которым оборудовано судно.
Известен способ управления движущимся объектом, например судном (Пат. РФ №22663606, опубл. 10.11.2005), по величине поперечных смещений двух точек, разнесенных по длине судна в его диаметральной плоскости (ДП) и называемых условно носовой (точка А на фиг.1-4) и кормовой (точка В на фиг.1-4).
Расстояние между точками А и В выбирают в зависимости от технической возможности размещения в этих точках приемных антенн спутниковой навигационной системы (СНС). Чем больше это расстояние, тем качественнее работа системы управления движением судна по заданной траектории.
Координаты этих точек определяют непрерывно с высокой точностью (±1,0 м), в связи с введением в СНС береговых станций, вычисляющих и передающих на судно дифференциальные поправки.
Значения координат позволяют непрерывно вычислять поперечные смещения точки А (dA) и точки В (dB) от заданной траектории. Причем поперечное смещение каждой точки от заданной траектории считается положительным, если она смещается вправо, и отрицательным, если она смещается влево (фиг.1-4).
Возникающие поперечные смещения вырабатывают сигнал на отклонение рулевого органа, например руля судна, по закону:
где kA, kB - коэффициенты усиления по поперечным смещениям носовой и кормовой точек судна от заданной траектории. Это положительные величины, причем dA больше kB. Угол α перекладки руля считается положительным при его перемещении в сторону правого борта.
На фиг.1-4 изображены основные варианты возможных отклонений судна 1 от заданной траектории 2 и управление в каждом из них (угол α перекладки руля 3). Например, на фиг.1, 2 ДП 4 судна 1 пересекает заданную траекторию 2 под некоторым углом, величина которого характеризуется значениями поперечных смещений точки А (dA) и точки В (dB), причем dA больше 0, dB меньше 0 (фиг.1) и dA меньше 0, dB больше 0 (фиг.2). В первом случае (фиг.1.) согласно закону (1) угол α отклонения руля будет иметь отрицательное значение, т.е. руль будет переложен на левый борт и судно начнет поворот влево, что приведет к уменьшению dA и dB и в конечном итоге к выходу судна на заданную траекторию; во втором случае (фиг.2) согласно закону (1) угол α отклонения руля будет иметь положительное значение, т.е. руль будет переложен на правый борт и судно начнет поворот вправо, что приведет к уменьшению dA, dB и к выходу судна на заданную траекторию.
На фиг.3, 4 ДП 4 судна 1 не пересекает заданную траекторию 2, а поперечные смещения точек А, В имеют одинаковые знаки, положительные (фиг.3) и отрицательные (фиг.4). Знак и соответствующее направление угла α перекладки руля зависят от соотношения значений коэффициентов kA и kB (kA больше kB, если знаки поперечных смещений точек А и В одинаковы, фиг.3, 4; kA и kB будут равны по величине, если знаки поперечных смещений точек А и В противоположны, фиг.1, 2). Соотношение значений коэффициентов kA, kB может выбираться из различных соображений. Например, если считать, что отклонение направления движения судна от заданного будет находиться в пределах ±90°, то указанное соотношение определяется выражением:
где l - расстояние между точками А и В.
Однако предложенный закон управления рулевым устройством (1) не учитывает инерционных особенностей как рулевого устройства, так и самого объекта управления судна. Поэтому его применение не позволит качественно управлять судном, а в ряде случаев может привести к потере его управляемости из-за неконтролируемого изменения отклонений точек А и В от заданной траектории.
Цель изобретения - повышение точности удержания судна на заданной траектории и улучшение качества управления, в частности, исключение вероятности потери управляемости.
Для достижения поставленной цели предлагается способ, основанный на законе управления, который определяет скорость
перекладки руля
где где kA, kB - коэффициенты усиления по поперечным смещениям носовой и кормовой точек судна от заданной траектории, kα -коэффициент усиления.
При этом действует ограничение на величину угла αr перекладки руля, который не должен превосходить максимального значения, характерного для конкретного рулевого устройства рассматриваемого судна, т.е. αr<αrmax.
Предлагаемый способ управления состоит в выработке управляющего сигнала sign, величина которого определяет скорость перекладки руля (или любого другого рулевого органа), то есть
Зависимость скорости
перекладки руля от величины управляющего сигнала выражается графически (фиг.5).
Этот закон управления достаточно универсален и содержит зону нечувствительности (sign<sign), зону насыщения (sign>sign2) и переходную между ними зону (sign1<sign<sign2) линейного изменения скорости
перекладки руля. Закон предполагает асимметричное отображение для отрицательных значений сигнала (sign<0). В этих зонах скорость
перекладки руля меняется следующим образом (для sign>0):
Как видно из выражения (4), инерция самого судна учитывается явным образом добавлением в закон управления члена, который зависит от текущего положения αr пера руля.
Claims (2)
1. Способ управления движением судна по заданной траектории по величинам поперечных смещений двух точек, разнесенных по длине судна в его диаметральной плоскости и условно называемых носовой А и кормовой В, характеризующийся тем, что производят выработку управляющего сигнала sign:
, где
kA, kB - коэффициенты усиления по поперечным смещениям носовой А и кормовой В точек судна от заданной траектории;
dA, dB - значения поперечных смещений соответственно точек А и В;
kα - коэффициент усиления,
αr - угол перекладки руля,
в зависимости от величины управляющего сигнала sign определяют скорость перекладки руля, в частности для sign>0:
kA, kB - коэффициенты усиления по поперечным смещениям носовой А и кормовой В точек судна от заданной траектории;
dA, dB - значения поперечных смещений соответственно точек А и В;
kα - коэффициент усиления,
αr - угол перекладки руля,
в зависимости от величины управляющего сигнала sign определяют скорость перекладки руля, в частности для sign>0:
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что необходимо соблюдать ограничение - угол перекладки руля не должен превышать его максимальное значение, характерное для конкретного рулевого устройства.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012141190/11A RU2509679C1 (ru) | 2012-09-26 | 2012-09-26 | Способ управления движением судна по заданной траектории |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012141190/11A RU2509679C1 (ru) | 2012-09-26 | 2012-09-26 | Способ управления движением судна по заданной траектории |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2509679C1 true RU2509679C1 (ru) | 2014-03-20 |
Family
ID=50279634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012141190/11A RU2509679C1 (ru) | 2012-09-26 | 2012-09-26 | Способ управления движением судна по заданной траектории |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2509679C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2615846C1 (ru) * | 2015-10-12 | 2017-04-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "МГТУ") | Способ управления движением буксирной системы |
RU2703338C1 (ru) * | 2018-11-26 | 2019-10-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова" | Способ отслеживания запланированного маршрута морского подвижного объекта |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU908656A1 (ru) * | 1980-02-14 | 1982-02-28 | Предприятие П/Я А-1097 | Способ управлени траекторией движени судна |
SU1102714A1 (ru) * | 1983-04-16 | 1984-07-15 | Предприятие П/Я В-8624 | Способ управлени траекторией движени судна |
US7438013B2 (en) * | 2005-09-29 | 2008-10-21 | Yamaha Marine Kabushiki Kaisha | Steering mechanism for small boat having multiple propulsion units |
-
2012
- 2012-09-26 RU RU2012141190/11A patent/RU2509679C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU908656A1 (ru) * | 1980-02-14 | 1982-02-28 | Предприятие П/Я А-1097 | Способ управлени траекторией движени судна |
SU1102714A1 (ru) * | 1983-04-16 | 1984-07-15 | Предприятие П/Я В-8624 | Способ управлени траекторией движени судна |
US7438013B2 (en) * | 2005-09-29 | 2008-10-21 | Yamaha Marine Kabushiki Kaisha | Steering mechanism for small boat having multiple propulsion units |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2615846C1 (ru) * | 2015-10-12 | 2017-04-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "МГТУ") | Способ управления движением буксирной системы |
RU2703338C1 (ru) * | 2018-11-26 | 2019-10-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова" | Способ отслеживания запланированного маршрута морского подвижного объекта |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9213336B2 (en) | Guidance and control system for under-actuated marine surface ships and other autonomous-platforms | |
US10183733B2 (en) | Program, method and device for controlling movable body | |
RU2429161C1 (ru) | Способ координированного маневрирования судна | |
JPWO2016104030A6 (ja) | 移動体制御装置、移動体制御方法、および移動体制御プログラム | |
WO2016104031A1 (ja) | 移動体制御装置、移動体制御方法、および移動体制御プログラム | |
JP2004042884A (ja) | 移動体の操縦方法及び装置 | |
WO2012071211A3 (en) | System and method for a marine vessel autopilot | |
RU2442718C1 (ru) | Способ определения гидродинамических параметров математической модели движения судна | |
RU2292289C1 (ru) | Способ автоматического управления движением судна | |
RU2509679C1 (ru) | Способ управления движением судна по заданной траектории | |
CN106598051A (zh) | 一种基于动力矢量的航迹控制方法 | |
JP4213518B2 (ja) | 移動体の制御方法及び制御装置 | |
RU2356784C2 (ru) | Способ управления движением объекта при выполнении им сближения с другим подвижным объектом | |
CN108958252B (zh) | 一种基于航迹偏差距离的动力浮标航迹控制方法 | |
JP2013226905A (ja) | 航路保持制御装置及び船舶 | |
RU2375249C1 (ru) | Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера | |
CN106926979A (zh) | 一种动力浮标的自守位控制方法 | |
RU2509030C1 (ru) | Способ управления движущимся судном | |
KR102260441B1 (ko) | 선박의 자동운항장치 | |
Kula et al. | Control system of training ship keeping the desired path consisting of straight-lines and circular arcs | |
RU2422326C1 (ru) | Способ управления судном при выполнении им швартовной операции к борту судна партнера | |
RU2223197C1 (ru) | Аппаратура автоматического управления движением судна | |
RU2491509C1 (ru) | Устройство для формирования траектории перевода судна на новый курс | |
RU2016123628A (ru) | Способ высокоточного определения навигационных элементов движения судна | |
US8606440B2 (en) | Method for determining correction under steering of a point on a towed object towards a goal position |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140927 |