RU2536303C1 - Submarine apparatus control device - Google Patents

Submarine apparatus control device Download PDF

Info

Publication number
RU2536303C1
RU2536303C1 RU2013133533/11A RU2013133533A RU2536303C1 RU 2536303 C1 RU2536303 C1 RU 2536303C1 RU 2013133533/11 A RU2013133533/11 A RU 2013133533/11A RU 2013133533 A RU2013133533 A RU 2013133533A RU 2536303 C1 RU2536303 C1 RU 2536303C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
signal
camera
max
Prior art date
Application number
RU2013133533/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Хасанович Пшихопов
Игорь Георгиевич Дорух
Борис Викторович Гуренко
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет)
Priority to RU2013133533/11A priority Critical patent/RU2536303C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2536303C1 publication Critical patent/RU2536303C1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: submarine (1) comprises propulsors of vertical and horizontal motion propulsors (2) and (3), rotary TV camera (4), TV camera turn angle transducer (5), first, second and third nonlinear functional transducers (6, 7, 8), propulsors control unit (9), distance transducer (10), manually actuated switch (11), threshold element (12) and electronically controlled switch (13).
EFFECT: reliable and accurate approach to detected object.
1 dwg

Description

Изобретение относится к подводным аппаратам, а именно к системам управления движением этих аппаратов, и может быть использовано при разработке систем управления подводными аппаратами, обеспечивающих перемещение в направлении обнаруженного объекта.The invention relates to underwater vehicles, and in particular to systems for controlling the movement of these vehicles, and can be used in the development of control systems for underwater vehicles that provide movement in the direction of the detected object.

Известна система непрерывной автоматической стабилизации подводного аппарата в пространстве, защищенная авторским свидетельством СССР №329753, кл. B63G 8/22, 1971. Она содержит подводный аппарат, рукоятку управления, формирователь сигнала управления, усилитель мощности, движитель, интегрирующее звено, магнитный усилитель-сумматор, блок обратной связи и рулевой агрегат.A known system of continuous automatic stabilization of an underwater vehicle in space, protected by the USSR copyright certificate No. 329753, class. B63G 8/22, 1971. It contains an underwater vehicle, a control handle, a control signal conditioner, a power amplifier, a mover, an integrating link, a magnetic adder amplifier, a feedback unit and a steering unit.

Признаками, общими с признаками заявляемого устройства, в этом аналоге являются подводный аппарат, рукоятка управления, формирователь сигнала управления, усилитель мощности и движитель.Signs common with the features of the claimed device in this analogue are an underwater vehicle, a control handle, a driver of a control signal, a power amplifier and a propulsion device.

Причиной, препятствующей достижению в этом аналоге технического результата, достигаемого в изобретении, являются ограниченные функциональные возможности. Дело в том, что этот аналог лишь обеспечивает стабилизацию подводного аппарата в пространстве и не обеспечивает его передвижение в заданном направлении, а тем более по заданному маршруту.The reason that impedes the achievement in this analogue of the technical result achieved in the invention is the limited functionality. The fact is that this analogue only provides stabilization of the underwater vehicle in space and does not ensure its movement in a given direction, and even more so along a given route.

Известно также устройство для управления подводным аппаратом с нейтральной плавучестью, защищенное патентом РФ №1205457, кл. В63 8/22, G05B 11/00, 1994. Оно содержит подводный аппарат, движитель вертикального перемещения, движитель горизонтального перемещения, телекамеру, установленную с возможностью поворота, блок управления движителями, датчик угла поворота телекамеры, обнаруженный объект, два нелинейных функциональных преобразователя, два ключа, три пороговых элемента, сумматор, логические элементы НЕ и ИЛИ, два блока умножения, источник постоянного сигнала и два усилителя.Also known is a device for controlling an underwater vehicle with neutral buoyancy, protected by RF patent No. 1205457, class. B63 8/22, G05B 11/00, 1994. It comprises an underwater vehicle, a vertical propulsion unit, a horizontal propulsion unit, a rotary mounted camera, a propulsion control unit, a camera rotation angle sensor, a detected object, two non-linear functional converters, two key, three threshold elements, an adder, logical elements NOT and OR, two blocks of multiplication, a constant signal source and two amplifiers.

Все перечисленные элементы этого аналога, кроме сумматора, блоков умножения, второго и третьего пороговых элементов, логических элементов НЕ и ИЛИ и источника постоянного сигнала, входят и в состав заявляемого устройства. Этот аналог, в отличие от первого аналога, не только осуществляет стабилизацию подводного аппарата в пространстве, но и обеспечивает его передвижение в направлении обнаруженного объекта.All of the listed elements of this analogue, except for the adder, multiplication blocks, second and third threshold elements, logical elements NOT and OR, and a constant signal source, are also included in the inventive device. This analogue, unlike the first analogue, not only stabilizes the underwater vehicle in space, but also ensures its movement in the direction of the detected object.

Причиной, препятствующей достижению в этом аналоге технического результата, достигаемого в изобретении, является относительно большое время достижения подводным аппаратом обнаруженного объекта. Дело в том, что при больших расстояниях до обнаруженного объекта при движении с приемлемой скоростью на достижение объекта подводным аппаратом уходят значительные затраты времени, увеличение же этой скорости увеличивает риск "проскочить" объект и потерять его сопровождение телекамерой.The reason that impedes the achievement in this analogue of the technical result achieved in the invention is the relatively long time the underwater vehicle reaches the detected object. The fact is that at large distances to the detected object when moving at an acceptable speed, the underwater vehicle takes a significant amount of time to reach the object, while increasing this speed increases the risk of “slipping” the object and losing its tracking with the camera.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому (прототипом) является устройство для управления подводным аппаратом, защищенное патентом РФ №1300809, кл. В63Н 25/00, 1985.The closest in technical essence to the claimed (prototype) is a device for controlling an underwater vehicle, protected by RF patent No. 1300809, class. B63H 25/00, 1985.

Оно содержит движители вертикального и горизонтального перемещений, телекамеру, установленную с возможностью поворота, блок управления движителями, датчик угла поворота телекамеры, обнаруженный объект, два нелинейных функциональных преобразователя, три ключа, три пороговых элемента, датчик расстояния, электронно-управляемый переключатель, три источника опорного сигнала, два блока умножения, два блока деления, логические элементы НЕ и ИЛИ и два усилителя.It contains vertical and horizontal displacement drivers, a rotary mounted camera, propulsion control unit, a camera rotation angle sensor, a detected object, two non-linear functional converters, three keys, three threshold elements, a distance sensor, an electronically controlled switch, three sources of reference signal, two blocks of multiplication, two blocks of division, logical elements NOT and OR and two amplifiers.

Признаками, общими у прототипа и заявляемого устройства, являются подводный аппарат, движители вертикального и горизонтального перемещений, блок управления движителями, датчик угла поворота телекамеры, обнаруженный объект, первый и второй нелинейные функциональные преобразователи, датчик расстояния, ключ, пороговый элемент и электронно-управляемый переключатель.The features common to the prototype and the claimed device are the underwater vehicle, the vertical and horizontal displacement engines, the engine control unit, the camera angle sensor, the detected object, the first and second non-linear functional converters, the distance sensor, a key, a threshold element and an electronically controlled switch .

В этом устройстве предусмотрена возможность перехода с автоматического управления на ручное при уменьшении расстояния до обнаруженного объекта и соответствующего уменьшения скорости сближения подводного аппарата с обнаруженным объектом, сохраняя большую скорость на больших расстояниях. Это позволяет обеспечить в целом приемлемое время подхода подводного аппарата к обнаруженному объекту.This device provides the ability to switch from automatic control to manual when reducing the distance to the detected object and a corresponding decrease in the speed of approach of the underwater vehicle with the detected object, while maintaining a high speed at large distances. This allows us to provide a generally acceptable time for the approach of the underwater vehicle to the detected object.

Причиной, препятствующей достижению в прототипе технического результата, достигаемого в изобретении, являются сложность и относительно низкая надежность устройства, обусловленные большим количеством входящих в его состав элементов (три ключа, три пороговых элемента, логические элементы ИЛИ и НЕ, два усилителя, три источника опорного сигнала, два сумматора, два блока умножения и два блока деления).The reason that prevents the prototype from achieving the technical result achieved in the invention is the complexity and relatively low reliability of the device due to the large number of elements included in its composition (three keys, three threshold elements, OR or NOT logic elements, two amplifiers, three reference signal sources , two adders, two blocks of multiplication and two blocks of division).

Еще одной причиной, препятствующей достижению в прототипе технического результата, достигаемого в изобретении, является сложность настройки устройства и подстройки его в процессе работы, обусловленная наличием подводных течений. Их наличие вызывает необходимость переходить на ручное управление и при этом компенсировать скорость перемещения подводного аппарата по горизонтали или по вертикали вплоть до остановки на некоторое время движителей. Эти обстоятельства в конечном итоге снижают скорость сближения подводного аппарата с обнаруженным объектом и увеличивают его отклонение от оптимальной траектории.Another reason that impedes the achievement in the prototype of the technical result achieved in the invention is the difficulty of setting up the device and adjusting it during operation, due to the presence of underwater currents. Their presence makes it necessary to switch to manual control and at the same time compensate for the speed of movement of the underwater vehicle horizontally or vertically until the movers stop for a while. These circumstances ultimately reduce the approach speed of the underwater vehicle with the detected object and increase its deviation from the optimal trajectory.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение устройства и повышение его надежности и точности.The technical problem to which the invention is directed is to simplify the device and increase its reliability and accuracy.

Технический результат достигается тем, что в известное устройство для управления подводным аппаратом, защищенное патентом РФ №1300809, дополнительно введен третий нелинейный функциональный преобразователь, вход которого соединен с выходом датчика угла поворота телекамеры, а выход - со вторым сигнальным входом электронно-управляемого переключателя, вторые входы первого и второго нелинейных функциональных преобразователей соединены с выходом электронно-управляемого переключателя, выход первого нелинейного функционального преобразователя соединен со входом движителя вертикального перемещения, выход второго нелинейного функционального преобразователя соединен со входом движителя горизонтального перемещения, первый и второй нелинейные функциональные преобразователи формируют величины, пропорциональные соответственно синусу и косинусу угла α поворота телекамеры, при этом коэффициенты пропорциональности выполнены регулируемыми.The technical result is achieved by the fact that in the known device for controlling the underwater vehicle, protected by RF patent No. 1300809, a third non-linear functional converter is additionally introduced, the input of which is connected to the output of the camera angle sensor, and the output to the second signal input of an electronically controlled switch, second the inputs of the first and second nonlinear functional converters are connected to the output of an electronically controlled switch, the output of the first nonlinear functional converter ator connected to the input of the vertical movement of the propulsion unit, the output of the second nonlinear functional inverter connected to the input propulsor horizontal displacement, first and second inverters form a nonlinear functional values proportional respectively to the sine and cosine of the angle of rotation α camera, the proportional coefficients are adjustable.

Для достижения технического результата в устройстве управления подводным аппаратом, содержащем движители вертикального и горизонтального перемещений, телекамеру, установленную с возможностью поворота, блок управления движителями, датчик угла поворота телекамеры, обнаруженный объект, в направлении которого постоянно поддерживается направление телекамеры, первый и второй нелинейные функциональные преобразователи, входы которых соединены с выходом датчика угла поворота телекамеры, и последовательно включенные датчик расстояния, вручную коммутируемый ключ, пороговый элемент и электронно-управляемый переключатель, один из сигнальных входов которого подключен к выходу блока управления движителями, вторые входы нелинейных функциональных преобразователей соединены с выходом электронно-управляемого переключателя, выход первого нелинейного функционального преобразователя соединен со входом движителя вертикального перемещения, выход второго нелинейного функционального преобразователя соединен со входом движителя горизонтального перемещения, в устройство дополнительно введен третий нелинейный функциональный преобразователь, вход которого соединен с выходом датчика угла поворота телекамеры, а выход - со вторым сигнальным входом электронно-управляемого переключателя, при этом первый и второй нелинейные функциональные преобразователи формируют величины, пропорциональные соответственно синусу и косинусу угла α поворота телекамеры, коэффициенты пропорциональности выполнены регулируемыми, а третий нелинейный функциональный преобразователь формирует сигнал Uy управления движителями в соответствии с уравнениями:To achieve a technical result, in a control device for an underwater vehicle containing vertical and horizontal motion propellers, a camera mounted for rotation, an engine control unit, a camera angle sensor, a detected object in the direction of which the camera’s direction is constantly supported, the first and second nonlinear functional converters the inputs of which are connected to the output of the camera angle sensor, and the distance sensor connected in series, a fixed switching key, a threshold element and an electronically controlled switch, one of the signal inputs of which is connected to the output of the drive control unit, the second inputs of the nonlinear functional converters are connected to the output of the electronically controlled switch, the output of the first nonlinear functional converter is connected to the input of the vertical displacement motor, output the second non-linear functional converter is connected to the input of the horizontal displacement mover, in the device a third nonlinear functional converter has been introduced, the input of which is connected to the output of the camera angle sensor, and the output is connected to the second signal input of the electronically controlled switch, while the first and second nonlinear functional converters form proportional proportional to the sine and cosine of the camera rotation angle α, proportionality coefficients are adjustable, and the third non-linear function generator generates a signal U y propulsion control acc obstacle to the equations:

U y = min ( U Г y , U B y )

Figure 00000001
, U y = min ( U G y , U B y )
Figure 00000001
,

U Г y = U Г max ( К Г cos α ) 1

Figure 00000002
, U G y = U G max ( TO G cos α ) - one
Figure 00000002
,

U B y = U B max ( К B sin α ) 1

Figure 00000003
, U B y = U B max ( TO B sin α ) - one
Figure 00000003
,

где U Г y

Figure 00000004
и U Г max
Figure 00000005
- входной сигнал движителя горизонтального перемещения и его максимально возможное значение;Where U G y
Figure 00000004
and U G max
Figure 00000005
- the input signal of the horizontal mover and its maximum possible value;

U B y

Figure 00000006
и U B max
Figure 00000007
- входной сигнал движителя вертикального перемещения и его максимально возможное значение; U B y
Figure 00000006
and U B max
Figure 00000007
- input signal of the mover of vertical movement and its maximum possible value;

КГ и КB - коэффициенты усиления в каналах управления движителями соответственно горизонтального и вертикального перемещений.K G and K B - gain in the control channels of the engines, respectively, horizontal and vertical movements.

Исследования заявляемого устройства по патентной и научно-технической литературе показали, что совокупность вновь введенного третьего нелинейного функционального преобразователя и новых связей вместе с остальными элементами и связями устройства для управления подводным объектом не поддается самостоятельной классификации. В то же время она не следует явным образом из уровня техники. Поэтому предлагаемое устройство управления подводным объектом следует считать удовлетворяющим критерию «новизна» и имеющим изобретательский уровень.Studies of the inventive device in patent and scientific and technical literature have shown that the totality of the newly introduced third non-linear functional converter and new connections, together with the remaining elements and connections of the device for controlling the underwater object, cannot be independently classified. At the same time, it does not follow explicitly from the prior art. Therefore, the proposed control device underwater object should be considered satisfying the criterion of "novelty" and having an inventive step.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена структурная схема предлагаемого устройства для управления подводным объектом.The invention is illustrated in the drawing, which shows a structural diagram of the proposed device for controlling an underwater object.

Устройство содержит установленные на подводном аппарате 1 движители вертикального 2 и горизонтального 3 (продольного) перемещений, телекамеру 4, выполненную с возможностью поворота, датчик 5 положения угла поворота телекамеры, первый 6, второй 7 и третий 8 нелинейные функциональные преобразователи, блок 9 управления движителями, датчик 10 расстояния, вручную коммутируемый ключ 11, пороговый элемент 12, электронно-управляемый переключатель 13 и обнаруженный объект 14.The device contains installed on the underwater vehicle 1 propellers of vertical 2 and horizontal 3 (longitudinal) movements, a camera 4, rotatable, a sensor 5 of the angle of rotation of the camera, the first 6, second 7 and third 8 non-linear functional converters, block 9 control engines distance sensor 10, manually switched key 11, threshold element 12, electronically controlled switch 13 and detected object 14.

Входы движителей 2 и 3 подключены к выходам преобразователей 6 и 7 соответственно. Телекамера 4 кинематически связана с датчиком 5, выход которого соединен с первыми входами преобразователей 6 и 7 и входом преобразователя 8. Вторые входы преобразователей 6 и 7 соединены с выходом переключателя 13, первый сигнальный вход которого соединен с выходом блока 9 управления движителями, а управляющий вход - с выходом порогового элемента 12. Датчик 10, вручную коммутируемый ключ 11 и пороговый элемент 12 включены последовательно.The inputs of the movers 2 and 3 are connected to the outputs of the converters 6 and 7, respectively. The camera 4 is kinematically connected with the sensor 5, the output of which is connected to the first inputs of the transducers 6 and 7 and the input of the converter 8. The second inputs of the transducers 6 and 7 are connected to the output of the switch 13, the first signal input of which is connected to the output of the propulsion control unit 9, and the control input - with the output of the threshold element 12. The sensor 10, the manually switched key 11 and the threshold element 12 are connected in series.

Датчик 5 измеряет текущий угол α наклона оси телекамеры 4 по отношению к продольной оси симметрии подводного аппарата, то есть определяет направление прямолинейного движения подводного аппарата к объекту 14. Для того чтобы подводный аппарат осуществил это прямолинейное движение к обнаруженному объекту 14, необходимо чтобы в единицу времени он перемещался в вертикальном направлении на расстояние, пропорциональное sinα, а в горизонтальном направлении - на расстояние, пропорциональное cosα. Таким образом, движители 2 и 3 должны создать тяги, пропорциональные соответственно sinα и cosα. Если используются винтовые движители, то скорости вращения их винтов должны быть пропорциональны соответственно sinα и cosα.The sensor 5 measures the current angle α of the axis of the camera 4 with respect to the longitudinal axis of symmetry of the underwater vehicle, that is, it determines the direction of the rectilinear motion of the underwater vehicle towards the object 14. In order for the underwater vehicle to carry out this linear movement to the detected object 14, it is necessary that per unit time it moved in the vertical direction by a distance proportional to sinα, and in the horizontal direction by a distance proportional to cosα. Thus, propulsors 2 and 3 must create thrusts proportional to sinα and cosα, respectively. If screw propellers are used, then the rotational speeds of their screws should be proportional to sinα and cosα, respectively.

Преобразователь 6 формирует сигнал Uв управления движителем 2, пропорциональный sinα:The Converter 6 generates a signal U in the control of the propulsion 2, proportional to sinα:

U B = U y sin α K B

Figure 00000008
, U B = U y sin α K B
Figure 00000008
,

где α - сигнал с выхода датчика 5, поступающий на первые входы преобразователей 6 и 7;where α is the signal from the output of the sensor 5, arriving at the first inputs of the transducers 6 and 7;

Uy - сигнал, задающий скорость перемещения подводного аппарата по прямолинейной траектории к обнаруженному объекту; этот сигнал поступает с выхода переключателя 13 на вторые входы преобразователей 6 и 7;U y - a signal that sets the speed of movement of the underwater vehicle along a rectilinear trajectory to the detected object; this signal comes from the output of the switch 13 to the second inputs of the converters 6 and 7;

КB - коэффициент усиления в канале вертикального перемещения подводного аппарата.To B - gain in the channel of vertical movement of the underwater vehicle.

Аналогично преобразователь 7 формирует сигнал UГ управления движителем 3, пропорциональный cosα:Similarly, the Converter 7 generates a signal U G control propulsion 3, proportional to cosα:

U Г = U y cos α K Г

Figure 00000009
, U G = U y cos α K G
Figure 00000009
,

где КГ - коэффициент усиления в канале горизонтального (продольного) перемещения подводного аппарата.where K G is the gain in the channel of horizontal (longitudinal) movement of the underwater vehicle.

Преобразователи 6 и 7 выполнены с возможностью регулирования численных значений коэффициентов KB и KГ.Converters 6 and 7 are configured to control the numerical values of the coefficients K B and K G.

Преобразователь 8 формирует сигнал Uy управления движителями в соответствии с уравнениями:The Converter 8 generates a signal U y control propulsion in accordance with the equations:

U y = min ( U Г y , U B y )

Figure 00000010
, U y = min ( U G y , U B y )
Figure 00000010
,

U Г y = U Г max ( К Г cos α ) 1

Figure 00000011
, U G y = U G max ( TO G cos α ) - one
Figure 00000011
,

U B y = U B max ( К B sin α ) 1

Figure 00000012
, U B y = U B max ( TO B sin α ) - one
Figure 00000012
,

где U Г y

Figure 00000013
и U Г max
Figure 00000014
- входной сигнал движителя горизонтального перемещения и его максимально возможное значение;Where U G y
Figure 00000013
and U G max
Figure 00000014
- the input signal of the horizontal mover and its maximum possible value;

U B y

Figure 00000015
и U B max
Figure 00000016
- входной сигнал движителя вертикального перемещения и его максимально возможное значение; U B y
Figure 00000015
and U B max
Figure 00000016
- input signal of the mover of vertical movement and its maximum possible value;

КГ и КB - коэффициенты усиления в каналах управления движителями соответственно горизонтального и вертикального перемещений.K G and K B - gain in the control channels of the engines, respectively, horizontal and vertical movements.

Сформированный преобразователем 8 сигнал Uy управления поступает на второй сигнальный вход переключателя 13.Formed by the Converter 8, the control signal U y is supplied to the second signal input of the switch 13.

На первый сигнальный вход этого переключателя поступает управляющий сигнал U у '

Figure 00000017
, формируемый в ручном режиме с помощью блока 9 управления движителями (датчика команд), представляющего собой рукоятку с потенциометром (или просто набор потенциометров).The control signal is supplied to the first signal input of this switch. U at ''
Figure 00000017
, formed in manual mode using the unit 9 of the control of the propulsion (command sensor), which is a handle with a potentiometer (or just a set of potentiometers).

Управление движителями 2 и 3 осуществляется с помощью переключателя 13. Как правило на большом расстоянии от обнаруженного объекта управление движителями 2 и 3 осуществляется в автоматическом режиме путем подачи управляющего сигнала Uу с выхода преобразователя 8 через второй вход переключателя 13 на его выход и далее на вторые входы преобразователей 6 и 7, которые формируют управляющие сигналы UB и UГ, непосредственно поступающие на движители 2 и 3 соответственно. Управляющий вход переключателя 13 находится под воздействием последовательно включенных датчика 10 расстояния, ключа 11 и порогового элемента 12. Ключ 11 управляется оператором вручную. При замкнутом ключе 11 на пороговый элемент 12 поступает с выхода датчика 10 сигнал с уровнем, пропорциональным измеряемому расстоянию от подводного аппарата до обнаруженного объекта. В процессе приближения подводного аппарата к обнаруженному объекту расстояние между ними уменьшается настолько, что срабатывает пороговый элемент 12, в результате сигнал на управляющем входе переключателя 13 инвертируется, и его выход подключается к выходу блока 9, в результате чего движители 2 и 3 переходят с автоматического управления на ручное от блока 9.The control of the movers 2 and 3 is carried out using the switch 13. As a rule, at a large distance from the detected object, the control of the movers 2 and 3 is carried out automatically by supplying a control signal U y from the output of the converter 8 through the second input of the switch 13 to its output and then to the second the inputs of the converters 6 and 7, which form the control signals U B and U G , directly supplied to the propulsion devices 2 and 3, respectively. The control input of the switch 13 is affected by the series-connected distance sensor 10, the key 11 and the threshold element 12. The key 11 is manually controlled by the operator. With the key 11 closed, the threshold element 12 receives a signal from the output of the sensor 10 with a level proportional to the measured distance from the underwater vehicle to the detected object. In the process of approaching the underwater vehicle to the detected object, the distance between them decreases so much that the threshold element 12 is triggered, as a result, the signal at the control input of the switch 13 is inverted, and its output is connected to the output of block 9, as a result of which the movers 2 and 3 go over from automatic control on manual from block 9.

Следует отметить, что в предлагаемом устройстве у оператора всегда имеется возможность в любое время при необходимости перейти на ручное управление вне зависимости от расстояния до обнаруженного объекта. Для этого необходимо принудительно разомкнуть ключ 11. В этом случае цепь управления переключателем 13 искусственно прервется, управляющий сигнал примет нулевой уровень, и выход блока 9 автоматически подключится к преобразователям 6 и 7.It should be noted that in the proposed device, the operator always has the opportunity at any time, if necessary, to switch to manual control, regardless of the distance to the detected object. To do this, you must force open the key 11. In this case, the control circuit of the switch 13 is artificially interrupted, the control signal will take a zero level, and the output of block 9 will automatically be connected to the converters 6 and 7.

В предлагаемом устройстве автоматически удерживается угол α наклона антенны в направлении на обнаруженный объект, оператор может точнее учесть подводные течения, регулируя коэффициенты усиления КГ и КВ в каналах управления движением в требуемых пределах.In the proposed device, the angle of inclination of the antenna in the direction of the detected object is automatically held, the operator can more accurately take into account underwater currents by adjusting the amplification factors K G and K B in the motion control channels within the required limits.

Нетрудно видеть, что предлагаемое устройство проще, чем прототип. В нем всего на один нелинейный функциональный преобразователь больше, чем в прототипе, однако в нем втрое меньше пороговых элементов и электронных ключей, полностью отсутствуют логические элементы ИЛИ, НЕ, сумматоры, блоки умножения, блоки деления и источники опорного сигнала. Большая простота устройства обеспечивает ему более высокую надежность. Ориентировочный расчет показывает, что наработка на отказ у предлагаемого устройства на 10÷15% выше, чем у прототипа.It is easy to see that the proposed device is simpler than the prototype. It has only one non-linear functional converter more than in the prototype, however, it has three times less threshold elements and electronic keys, there are completely no OR, NOT adders, multipliers, multiplication blocks, division blocks, and reference signal sources. The greater simplicity of the device provides it with higher reliability. An approximate calculation shows that the MTBF of the proposed device is 10 ÷ 15% higher than that of the prototype.

Устройство достаточно легко реализуемо. Вновь введенный нелинейный функциональный преобразователь может быть реализован на программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС) фирмы «ALTERA» типа МАХ 7000. В качестве остальных элементов предлагаемого устройства могут служить те же элементы, что и соответствующие элементы устройства-прототипа.The device is quite easy to implement. The newly introduced nonlinear functional converter can be implemented on programmable logic integrated circuits (FPGAs) of the ALTERA company, type MAX 7000. As the remaining elements of the proposed device, the same elements as the corresponding elements of the prototype device can serve.

Claims (1)

Устройство для управления подводным аппаратом, содержащее движители вертикального и горизонтального перемещений, телекамеру, установленную с возможностью поворота в направлении обнаруженного объекта и постоянного удержания ее в этом направлении, блок управления движителями, датчик угла поворота телекамеры, первый и второй нелинейные функциональные преобразователи, входы которых соединены с выходом датчика угла поворота телекамеры, и последовательно включенные датчик расстояния, вручную коммутируемый ключ, пороговый элемент и электронно-управляемый переключатель, один из сигнальных входов которого подключен к выходу блока управления движителями, отличающееся тем, что вторые входы нелинейных функциональных преобразователей соединены с выходом электронно-управляемого переключателя, выход первого нелинейного функционального преобразователя соединен со входом движителя вертикального перемещения, выход второго нелинейного функционального преобразователя соединен со входом движителя горизонтального перемещения, в устройство дополнительно введен третий нелинейный функциональный преобразователь, вход которого соединен с выходом датчика угла поворота телекамеры, а выход - со вторым сигнальным входом электронно-управляемого переключателя, первый и второй нелинейные функциональные преобразователи формируют величины, пропорциональные соответственно синусу и косинусу угла α поворота телекамеры, при этом коэффициенты пропорциональности выполнены регулируемыми, а третий нелинейный функциональный преобразователь формирует сигнал Uy управления движителями в соответствии с уравнениями:
U y = min ( U Г y , U B y )
Figure 00000010
,
U Г y = U Г max ( К Г cos α ) 1
Figure 00000011
,
U B y = U B max ( К B sin α ) 1
Figure 00000012
,
где U Г y
Figure 00000018
и U Г max
Figure 00000019
- входной сигнал движителя горизонтального перемещения и его максимально возможное значение;
U B y
Figure 00000020
и U B max
Figure 00000021
- входной сигнал движителя вертикального перемещения и его максимально возможное значение;
KГ и КB - коэффициенты усиления в каналах управления движителями соответственно горизонтального и вертикального перемещений.
A device for controlling an underwater vehicle containing vertical and horizontal displacements, a television camera mounted to rotate in the direction of the detected object and to constantly hold it in this direction, the engine control unit, the camera angle sensor, the first and second nonlinear functional converters, the inputs of which are connected with the output of the camera angle sensor, and series-connected distance sensor, manually switched key, threshold element and electric a throne-controlled switch, one of the signal inputs of which is connected to the output of the propulsion control unit, characterized in that the second inputs of the nonlinear functional converters are connected to the output of the electronically controlled switch, the output of the first nonlinear functional converter is connected to the input of the vertical displacement mover, the output of the second nonlinear functional the transducer is connected to the input of the horizontal displacement mover, the third third An intrinsic functional converter, the input of which is connected to the output of the camera angle sensor, and the output is connected to the second signal input of the electronically controlled switch, the first and second nonlinear functional converters form proportional proportional to the sine and cosine of the camera rotation angle α, while the proportionality coefficients are satisfied adjustable, and the third nonlinear functional Converter generates a signal U y control propulsion in accordance with the equations:
U y = min ( U G y , U B y )
Figure 00000010
,
U G y = U G max ( TO G cos α ) - one
Figure 00000011
,
U B y = U B max ( TO B sin α ) - one
Figure 00000012
,
Where U G y
Figure 00000018
and U G max
Figure 00000019
- the input signal of the horizontal mover and its maximum possible value;
U B y
Figure 00000020
and U B max
Figure 00000021
- input signal of the mover of vertical movement and its maximum possible value;
K G and K B - gain in the control channels of the engines, respectively, horizontal and vertical movements.
RU2013133533/11A 2013-07-18 2013-07-18 Submarine apparatus control device RU2536303C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013133533/11A RU2536303C1 (en) 2013-07-18 2013-07-18 Submarine apparatus control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013133533/11A RU2536303C1 (en) 2013-07-18 2013-07-18 Submarine apparatus control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2536303C1 true RU2536303C1 (en) 2014-12-20

Family

ID=53286322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013133533/11A RU2536303C1 (en) 2013-07-18 2013-07-18 Submarine apparatus control device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2536303C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0339858A2 (en) * 1988-04-23 1989-11-02 GEC-Marconi Limited System including an autopilot, with a simulator, for a fluidborne vehicle
SU1205457A1 (en) * 1994-06-28 1996-05-10 Дальневосточный политехнический институт им.В.В.Куйбышева Device for controlling submersible vehicle with neutral buoyancy
SU1300809A1 (en) * 1985-04-24 1996-11-10 Дальневосточный политехнический институт им.В.В.Куйбышева Submersible vehicle control device
DE19537642A1 (en) * 1995-10-10 1997-04-17 Siemens Ag Method and arrangement for levitation control of submerged vehicles

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1300809A1 (en) * 1985-04-24 1996-11-10 Дальневосточный политехнический институт им.В.В.Куйбышева Submersible vehicle control device
EP0339858A2 (en) * 1988-04-23 1989-11-02 GEC-Marconi Limited System including an autopilot, with a simulator, for a fluidborne vehicle
SU1205457A1 (en) * 1994-06-28 1996-05-10 Дальневосточный политехнический институт им.В.В.Куйбышева Device for controlling submersible vehicle with neutral buoyancy
DE19537642A1 (en) * 1995-10-10 1997-04-17 Siemens Ag Method and arrangement for levitation control of submerged vehicles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10183733B2 (en) Program, method and device for controlling movable body
US20200108828A1 (en) Method and apparatus for controlling vehicle travelling, and vehicle
CN103010445B (en) Steerage compensation device and method of rudder and propeller integrated rotary twin-screw electric propulsion ship
US11243538B2 (en) Boat and control method for same
JP6786748B2 (en) Ship maneuvering system, ship, and ship maneuvering method
US9963214B2 (en) Ship handling device
JP2017094945A (en) Ship controlling method, and ship control system
US10228703B2 (en) Trajectory-based sensor planning
WO2018100748A1 (en) Small ship and method for controlling same
US10953973B2 (en) Ship handling device and ship including the same
JP2019516623A (en) Method and control device for operating a ship
JP2017144759A (en) Vehicle control device
RU2536303C1 (en) Submarine apparatus control device
RU137258U1 (en) UNDERWATER CONTROL DEVICE
CA3009546C (en) Marine vehicle thruster control method
RU2412858C1 (en) Submarine apparatus control device
RU186066U1 (en) Unmanned aerial vehicle driving engine control device
RU2176967C1 (en) Submersible vehicle control unit
RU2509679C1 (en) Method of control over ship motion in preset path
RU2364545C1 (en) Underwater vehicle control device
AU2017236007B2 (en) Vessel conversion module, vessel and method
RU2658469C1 (en) System of automatic vessel motion control
US20220289294A1 (en) Systems and methods for electric track vehicle control
RU151140U1 (en) SYSTEM OF AUTOMATIC CONTROL OF MOTION OF A SHIP BY A PRESENT TRAJECTORY
RU2542833C1 (en) Optimised control over side thrusters at mooring and narrow-channel passing

Legal Events

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

Effective date: 20180719