SU1150155A1

SU1150155A1 - Device for controlling ship movement

Info

Publication number: SU1150155A1
Application number: SU833646961A
Authority: SU
Inventors: Евгений Андреевич Авдонин; Николай Александрович Кузнецов; Дмитрий Николаевич Мордовченко; Генрих Эразмович Острецов; Леонид Геннадиевич Панякин
Original assignee: Ордена Ленина Институт Проблем Управления
Priority date: 1983-09-28
Filing date: 1983-09-28
Publication date: 1985-04-15

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ СУДНА, содержащее датчик угла перекладки рул и блок производной , подключенные своими выходами соответственно к первому и второму входам суммирующего усилител , к третьему входу которого подключен выход суммирующего блока, к одному из входов которого подключен датчик курса, к другому входу - задатчик курса, при этом вход блока производной подключен к выходу суммирующего блока, а выход суммирующего усилител выполнен с возможностью подключени к регул тору рулевого привода, отличающеес тем, что, с целью повышени эффективности работы путем сокращени времени перехода с режима маневра на режим автоматической стабилизации курса, оно снабжено блоком модели движени судна, реле с управл ющим входом, дифференциатором и корректором крутизны сигнала рул , вход которого через реле с управл ющим входом соединен с выходом указанного датчика угла перекладки рул , а . выход подключен к четвертому входу суммирующего усилител , к п тому входу которого подключен выход блока модели дви- Q жени судна, к входу которого через упо- S м нутый дифференциатор подключен указан (Л ный задатчик курса, а управл ющий вход реле соединен с выходом дифференциатора. KpyneS. npu8odgA DEVICE FOR CONTROLLING A MOVEMENT OF A SHIP, containing a rudder angle sensor and a derivative unit, connected by its outputs respectively to the first and second inputs of a summing amplifier, to the third input of which the output of the summing unit is connected, to one of the inputs of which the course sensor is connected, to the other input - master the course, while the input block of the derivative is connected to the output of the summing block, and the output of the summing amplifier is adapted to be connected to the steering controller; , in order to increase work efficiency by reducing the transition time from the maneuver mode to the automatic course stabilization mode, it is equipped with a ship motion model unit, a relay with a control input, a differentiator and a steepness corrector, the input of which is connected to the output through a relay with a control input the specified sensor angle rudder, and. the output is connected to the fourth input of the summing amplifier, to the fifth input of which is connected the output of the ship model block Q, to the input of which through the S differentiator is specified (the heading reference indicator, and the control input of the relay is connected to the output of the differentiator KpyneS. Npu8odg

Description

Изобретение относитс к судостроению, в частности к устройствам дл управлени движением судна.The invention relates to shipbuilding, in particular to devices for controlling the movement of a vessel.

Известно устройство дл управлени движением судна, содержащее датчик угла перекладки рул и блок производной, подг ключенные своими выходами соответственно к первому и второму входам суммирующего усилител , к третьему входу которого подключен выход суммирующего блока, к одному из входов которого подключен датчик курса, к другому входу - задатчик курса, при этом вход блока производной подключен к выходу суммирующего блока, а выход суммирующего усилител выполнен с возможностью подключени к регул тору рулевого привода 1.A device for controlling the movement of a vessel is known, comprising a rudder angle sensor and a derivative unit connected by its outputs to the first and second inputs of a summing amplifier, respectively, to the third input of which the output of the summing unit is connected, to one of the inputs of which the heading sensor is connected, to another input - course adjuster, while the input of the block of the derivative is connected to the output of the summing block, and the output of the summing amplifier is configured to be connected to the controller of the steering actuator 1.

Однако известное устройство характеризуетс недостаточной эффективностью в работе из-за большого времени перехода с режима м: невра на режим автоматической стабилизации курса.However, the known device is characterized by insufficient efficiency in operation due to the long transition time from the m: neurus mode to the automatic course stabilization mode.

Цель изобретени - повышение эффективности работы устройства путем сокращени времени перехода с режима маневра на режим автоматической стабилизации курса .The purpose of the invention is to increase the efficiency of the device by reducing the transition time from the maneuver mode to the automatic course stabilization mode.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл управлени движением судна , содержащее датчик угла перекладки рул и блок производной, подключенные своими выходами соответственно к первому и второму входам суммирующего усилител , к третьему входу которого подключен выход суммирующего блока, к одному из входов которого подключен, датчик курса, к другому входу - задатчик курса, при этом вход блока производной подключен к выходу сум.мирующего блока, а выход суммирующего усилител выполнен с возможностью подключени к регул тору рулевого привода, снабжено блоком модели движени судна, реле с управл ющим входом, дифференциатором и корректором крутизны сигнала рул , вход которого через реле с управл ющим входом соединен с выходом указанного датчика угла перекладки рул , а выход подключен к четвертому входу суммирующего усилител , к п тому входу которого подключен ВЫХ0Д блока модели движе-. ни судна, к входу которого через упом нутый дифференциатор подключен указанный задатчик курса, а управл ющий вход реле соединен с выходом дифференциатора.The goal is achieved by the device for controlling the movement of the vessel, containing a rudder angle sensor and a derivative unit connected by its outputs respectively to the first and second inputs of a summing amplifier, to the third input of which the output of the summing unit is connected, to one of the inputs of which is connected a sensor the course, to another input is the course setter, while the input of the block of the derivative is connected to the output of the sum of the combining unit, and the output of the summing amplifier is adapted to be connected to the controller p drive unit, equipped with a ship motion model unit, a relay with a control input, a differentiator and a steering signal steepness corrector, the input of which is connected via a relay with a control input to the output of the indicated rudder angle sensor, and the output connected to the fourth input of the summing amplifier the input of which is connected to the output block of the model of the movement. neither the vessel, to the input of which, via the said differentiator, the specified course setter is connected, and the control input of the relay is connected to the output of the differentiator.

На чертеже представлена функциональна схема устройства.The drawing shows the functional diagram of the device.

Устройство состоит из датчика курса , св занного с блоком 2 производной, с которым также св зан задатчик 3 курса через сумматор 4, при этом задатчик 3 курса соединен с входом дифференциатора 5, выход которого соединен с входом блока 6 модели движени судна, датчика 7 угла перекладки рул , соединенного с одним из входов корректора 8 крутизны сигнала рул , выходThe device consists of a heading sensor connected to a derivative unit 2, to which the heading unit 3 is connected via an adder 4, the heading unit 3 is connected to the input of the differentiator 5, the output of which is connected to the input of the block 6 of the ship motion model, the angle sensor 7 the transfer of the steering wheel connected to one of the inputs of the corrector 8 the steepness of the steering signal, the output

которого соединен с входом корректора 9 крутизны сигнала рул , а другой вход - с выходом дифференциатора 5, а также из суммирующего усилител 10, к п ти входамwhich is connected to the input of the equalizer 9 of the steepness of the signal of the roll, and the other input - to the output of the differentiator 5, as well as from the summing amplifier 10, to the five inputs

которого соответственно подключены выходы датчика угла перекладки рул , блока 2 производной, сумматора 4, корректора 9 крутизны сигнала рул , блока 6 модели движени судна, а выход - к рулевому приводу .which, respectively, are connected to the outputs of the rudder angle sensor, block 2, derivative, adder 4, corrector 9, the steepness of the steering signal, block 6 of the ship motion model, and the output to the steering gear.

В качестве датчика курса 1 может быть применен датчик гидрокомпаса либо феррозонда . Задатчик курса может быть выполнен в виде тахометрической след щей системы, входом которой вл етс задатчик скоростиAs a heading sensor 1, a hydrocompass or fluxgate sensor can be used. The course setter can be made as a tachometric tracking system, the input of which is the speed setter

вращени , а выходом - угол поворота, пропорциональный заданному курсу. Блок 2 и дифференциатор 5 могут быть выполнены в виде электронных дифференцирующих устройств .rotation, and the output - the angle of rotation proportional to the given course. Block 2 and the differentiator 5 can be made in the form of electronic differentiating devices.

Блок 6 может быть выполнен в видеBlock 6 may be made in the form

электронного интегратора, охваченного жесткой обратной св зью, а корректор 9 - в в виде посто нного резистора.an electronic integrator covered by a rigid feedback, and the equalizer 9 is in the form of a constant resistor.

Введение указанных блоков необходимо дл реализации переменного сигнала рассогласовани по курсу, а следовательно, и переменного смещени Дфз в зависимости от динамических свойств судна. Величина смещени индекса фз на угол Лф должна зависеть не только от угла перекладки рул , но и от угловой скорости циркул ции, причем зависимость от угла перекладки рул также должна подбиратьс исход из динамических свойств судна.The introduction of these blocks is necessary for the implementation of a variable mismatch signal along the course, and, consequently, of a variable offset DPS depending on the dynamic properties of the vessel. The magnitude of the displacement of the index fz by the angle Lf should depend not only on the angle of transfer of the rudder, but also on the angular velocity of circulation, and the dependence on the angle of transfer of the rudder should also be chosen based on the dynamic properties of the vessel.

Если Дф Афпредск. где . -If DF Afpredsk. where -

величина будущего углового поворота судна до момента выхода его на пр мой курс без перегулировани , в момент времени при Ф, равном требуемому, то следует прекратить режим маневра и включить режим автоматической стабилизации курса. Величина указанного поворота при фиксированном управлении в режиме стабилизации зависит от динамических характеристик судна, угловой скорости и положени рул :the value of the future angular rotation of the vessel until its exit to the direct course without reversal, at a time moment at Ф equal to the required one, then the maneuver mode should be stopped and the automatic course stabilization mode should be activated. The magnitude of the specified rotation with a fixed control in the stabilization mode depends on the dynamic characteristics of the vessel, the angular velocity and the position of the rudder:

Чпр.АС«. /(Ф S)Таким образом, если при маневре индеке заданного курса ф смещать относительно текущего курса на величину Лфдредск, то это позвол ет в любой момент, когда индекс ф указывает требуемый новый курс, прекратить режим циркул ции, включа режим автоматической стабилизации, при этом обеспечиваетс выход на новый курс без перегулировани за минимальное врем .CHAS.AS. / (Ф S) Thus, if, when maneuvering the index of a given course f, is shifted relative to the current course by Lfredsk, this allows, at any time when the index f indicates the required new course, to stop the circulation mode, including the automatic stabilization mode, This ensures that the new course is reached without realignment in the shortest time.

В существующих авторулевых величина рассогласовани Дф соответствует смещению индекса ф относительно неподвижного индекса, указывающего текущий курс ф.In the existing autopilot the mismatch value Df corresponds to the displacement of the index f relative to the fixed index indicating the current course f.

Положение индекса ф относительно щкаль текущего курса ф будет:The position of the index f relative to the current rate of f will be:

Фз Ф+Дф,FZ F + Df,

Claims

A device for controlling the movement of a ship, comprising a rudder angle sensor and a derivative block, connected by their outputs to the first and second inputs of the summing amplifier, to the third input of which the output of the summing block is connected, one of the inputs of which is connected to the heading sensor, and to the other input is a dial course, while the input of the derivative unit is connected to the output of the summing unit, and the output of the summing amplifier is configured to connect to the steering wheel controller, characterized in that, with In order to increase the efficiency of work by reducing the transition time from maneuver mode to automatic heading stabilization mode, it is equipped with a block of the ship’s motion model, a relay with a control input, a differentiator and a steep-signal steepness corrector, the input of which is through a relay with a control input Connected to the output of the indicated angle sensor steering wheel a. output is connected to the fourth input of the summing amplifier, to the input of which is connected to a fifth output of block motion _model zheniya vessel, to which entry through upo- SS-mentioned differentiator connected to said rate setting unit, and a relay control input connected to the output of the differentiator.

SU ,,, 1150155