SU648941A1

SU648941A1 - Regulator

Info

Publication number: SU648941A1
Application number: SU772443084A
Authority: SU
Inventors: Виктор Константинович Болховитинов; Татьяна Евсеевна Дымкина; Владимир Иванович Никитин
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4372
Priority date: 1977-01-11
Filing date: 1977-01-11
Publication date: 1979-02-25

Description

Изобретение огносигс к области автоматического регулировани и может быть использовано, например, в система автоматического управлени курсом суп- на в случае наличи на нем нескольких исполнительных устройств, состав и режим работы которых зависит от р да факторов, в том числе от величины внешних возмущений, ействуклцих на судно в виде ветра, волнени и течении.The invention of fire ogons in the field of automatic regulation and can be used, for example, in the system of automatic control of the suns course in case of the presence of several executive devices on it, the composition and mode of operation of which depend on a number of factors, including the magnitude of external disturbances. on the ship in the form of wind, waves and flow.

Известен .авторулевой регул тор, в котором с целью улучшени эксплуатационных характеристик датчик курса дополнительно соединен с усилителем мощности через блоки, формирующие зоны нечувствительности по отклонению курса и его производной lj .An auto-tuning regulator is known in which, in order to improve the performance characteristics, the course sensor is additionally connected to the power amplifier through blocks that form dead zones of course deviation and its derivative lj.

Однако одновременное использование дл стабилизации курса всех имеющихс на судне исполнигельных устройств (подруливающих носовых устройств и кормовых колонок) ведет к излишней затрате энергии и моторесурса этих исполнительных устройств. Кроме того, вследствиеHowever, the simultaneous use of all executive devices (bow thrusters and stern speakers) on board the vessel to stabilize the course leads to an unnecessary expenditure of energy and service life of these actuators. In addition, due to

релейного характера введени от дополнительных блокой Сигналов коррекции, исполнительные устройства наход тс в неблагопри тном режиме работы, что снижает их срок Службы.the relay nature of the introduction from the additional block of correction signals, the actuators are in an unfavorable mode of operation, which reduces their service life.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс регул тор , содержащий последовательно соединенные измеритель рассогласовани , вычислительный блок и усилитель мощности , выход которого соединен с входами исполнительных блоков, выходы которых соединены с входами соответствующих датчиков обратной св зи, а их выходы подключены к соответствующим входам вычислительного блока Т2 ,The closest to the technical essence of the invention is a controller containing a serially connected error meter, a computing unit and a power amplifier, the output of which is connected to the inputs of the execution units, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding feedback sensors, and their outputs are connected to the corresponding inputs computing unit T2,

Однако эти устройства в услови х штительной эксплуатации из-за прин того принципа формировани сигналов управлени работой движителей расходуют значительную энергию и ресурс в условИ5гх действи максимальных внешних сил и не обеспечивают требуемой точноо ти стабилизации при малых внешних воэдействи х наличи зоны ршчувсгвнгельносги и пропорциональности развиваемого движигел .и стабилизирующего момента, Ручное отключение р да движителей и перевод оставшейс группы в режкм; максимального создани момента с целью снижени расходуемой мощности обеспечени требуемой точности в л етс в устройстве неэ4фектйвным, вследствие несовпадени во времени данных об изменении курса от гирокомпаса и информации о внешних силах от датчиков ветра и течени However, these devices, under conditions of detailed operation, due to the accepted principle of forming control signals for propulsion, consume considerable energy and resources under the conditions of maximum external forces and do not provide the required stabilization accuracy for small external forces and the proportionality of the engine being developed. and stabilizing torque, Manual disconnection of a number of thrusters and translation of the remaining group in the mode; maximum moment creation in order to reduce consumed power to ensure the required accuracy in the device is not effective, due to the discrepancy in time of the data on the course change from the gyrocompass and information on external forces from wind and current sensors

Целью изобретени вл етс улучшение эксплуатационных характеристик и снижение энергозатрат регул тора.The aim of the invention is to improve the performance and reduce the energy consumption of the controller.

Это достигаетс тем, что регул тор содержит последовательно соединенные ИСТОЧНИК опорного сигнала, компаратор, фун а1иональный усилитель и блок коммутации , выход которого соединен с вторыми входами исполнительных блоков, причем второй вход компаратора подключен к измерителю рассогласовани , выход - к второму входу блока коммутации , а выход датчиков обратной св зи соединен с соответствующими входами фун1шионального усилител .This is achieved by the fact that the regulator contains a series-connected SOURCE of the reference signal, a comparator, a functional amplifier and a switching unit whose output is connected to the second inputs of the execution units, the second input of the comparator is connected to the error meter, the output is to the second input of the switching unit, and The output of the feedback sensors is connected to the corresponding inputs of a fundamental amplifier.

На фиг, 1 представлена блок-схема регул тора на фиг. 2 приведены зависимости выходного сигнала функционального усилител от значени сигнала, выработанного компаратором с регулируемым выходным сигналом, и сигнал с датчика обратной св зи.FIG. 1 is a block diagram of the controller in FIG. Figure 2 shows the dependences of the output signal of a functional amplifier on the value of a signal produced by a comparator with an adjustable output signal, and a signal from a feedback sensor.

Регул тор содержит измеритель рассогласовани 1, соедннанрштй. с вычислительным блоком 2, выход которого через усилитель мощности 3 подключен к входам исполнительных блоков 4, соединенных через соответствующие датчики обратной св зи 5 с другими входами вычислительного блока 2.The controller contains a mismatch meter 1, which is connected. with the computing unit 2, the output of which through the power amplifier 3 is connected to the inputs of the execution units 4 connected via the corresponding feedback sensors 5 with the other inputs of the computing unit 2.

Регул тор также содержит последовательно соединенные компаратор 6 с регулируемым выходным сигналом, функциональный усилитель 7 режима работы и баок 8 коммутации;причем первый вход компаратора б подключен одновременно к измерителю рассогласовани 1, второй его вход Соединен с источником опорного сигнала 9, а выход одновременно подключен к второму входу блока 8, выход усилител 7 одновременно подсоединен к второму входу усилител 3, а другие входы усилител 7 подключены к соответствующим датчикам 5 обратной св зиThe controller also contains a series-connected comparator 6 with an adjustable output signal, a functional amplifier 7 and a switching tank 8. The first input of the comparator b is connected simultaneously to the error meter 1, its second input is connected to the reference source 9, and the output is simultaneously connected to the second input of the block 8, the output of the amplifier 7 is simultaneously connected to the second input of the amplifier 3, and the other inputs of the amplifier 7 are connected to the corresponding feedback sensors 5

Препставленные на фиг. 2 зависимо ти вица и-j i (,UQ) характеризуют величину выходного сигнала IJ- усилител 7 как функцию выходного сигнала Ц компаратора 6 и текущего значени сигнала1Г0 (, с датчика 5 обратной св зи. Причем, максимальное значение сигнала бШОН определено значением сигнала с измерител рассогласовани 1, обусловленного максимальным внешним воздействием , а минимальное значение If 5 л определено допустимой из условий эксплуатации ошибкой регулируемого параметра .Presented in FIG. 2, the dependences i-ji (, UQ) characterize the output signal value of IJ amplifier 7 as a function of the output signal C of the comparator 6 and the current value of the 1Г0 signal (from the feedback sensor 5. Moreover, the maximum value of the signal misalignment 1, due to the maximum external influence, and the minimum If value of 5 l is determined by the allowable operating condition error of the controlled parameter.

Регул тор работает следующим образом twa примере стабилизации курса судна с носовыми и кормовыми группами технических средств (исполнительными блоками) типа винт регулируемого шага в трубе и движительно-рулева ко ..noHKa..The regulator works as follows twa example of stabilization of the ship heading with bow and stern groups of technical equipment (execution units) of the screw type with adjustable pitch in the pipe and propulsive steering gear ..noHKa

Измеренные измерителем рассогласовани 1 отклонени Д(р регулируемого курса поступают в вычислительный блокMeasured by the error meter 1 deviations D (p of the adjustable course are fed to the computing unit

2, где масштабируютс , дифференцируютс , суммируютс с Сигналами обратной св зи11о. с датчиков 5 обратной св зи и в соответствии с алгоритмом управ , пени через усилитель 3 мощности поступают на исполнительные блоки 4 судна указанного типа, которые развивают требуемый из условий точности стабилизации момент, противодействующий моменту внешних возмушений.12, where scaled, differentiated, summed with Feedback Signals. from the feedback sensors 5 and in accordance with the control algorithm, power surges through the power amplifier 3 are transferred to the executive units 4 of the vessel of the specified type, which develop the torque required by the conditions of accuracy of stabilization, which counteracts the moment of external oscillation.1

Так как веро тность максимальных возмущений в течение всего времен эксплуатации судна в заданном районе рабог оказываетс сравнительно небольшой, то при одновременной работе испотиительных блоков 4 при пропорциональном изменении развиваемого ими момента (как это имеет место в известных устройствах ) не обеспечиваютс требуемые эксплуатационные характеристики системы и наблюдаютс неоправданные расходы энергии при работе носовых и кормовых групп движителей.Since the probability of maximum disturbances during the entire operation time of the vessel in a given area is relatively small, with simultaneous operation of the operating units 4 with a proportional change in the moment they develop (as is the case in known devices), the required system performance is not observed and unjustified energy expenditure when the bow and stern thrusters operate.

Claims

To eliminate this, the proposed controller provides for automatic switching on the currently required stabilization of the executive units and determining its mode of operation using the functional amplifier 7 of the operating mode 7 and the switching unit 8 of the ship end units 4 introduced into the system 6 with an adjustable output signal propellers with adjustable pitch and aft loudspeakers. The automagical switching of the composition of the execution units 4 and the choice of their mode of operation is carried out according to the signals of the functional amplifier 7, the form of which is presented in FIG. The 2nd consideration of the dependence from the signal from the comparator 6. The output signal U formed by the amplifier 7 is unambiguous to establish the required operating mode, provided by introducing links from the feedback sensors 5 to the amplifier 7, and also from the comparator 6 to select the corresponding blocks 4 This is achieved by resolving in the amplifier 7 a functional relationship If UYltrocJ-UilAV where KjltJoc) is the gain. dependent on the value at a given time of the feedback signal UQCI UtfuCp is the signal of comparator 6 proportional to the difference D ip g ({) Afo. where D (p (t) is the current course deviation given (from the source of the reference signal) the desired (from the operating conditions) value of the vessel heading error. The solution of the indicated functional dependence in amplifier 7 will avoid false switching of 4 in the expected system, what is possible (see Fig 2), for example, with the same output signal Hj. dp two different values of the signal Uu and 11 at points A and B for the corresponding book HY of the signal HY, denoted by U Qj for example, for three values of the signal feedback UQC, Pr Than, -iljQj OS at the same time, the TG curve corresponds to a smaller number of simultaneously operating technical means than the curves 1Го2 ТГо5. For example, the characteristic of amplifier 7 is currently on the curve, where the operating mode of the execution unit 4 is determined by the value of the signal I71 and the value of C / ., and then there was a change in the signal 11 jg, caused by the action of more powerful disturbances on the ship, which resulted in a situation of switching amplifier 7 from the ITpji curve to the curve 1Го2 "s, respectively, switching to a more powerful group of executive units 4 with the same mode of operation as a starting point, to compensate for increased external disturbance. Such a change in the regulator will not occur until such time as the fulfillment of the amplifier 7 is performed. If this inequality is not fulfilled, the characteristic 7 of the amplifier is switched to the Uo2 curve by means of block 8, which has received a new signal , the connection of new units 4 to the composition took place at the initial moment of time. For the one shown in FIG. 2 cases when the signal of the comparator 6 changes from Ibd to TJtt, the characteristic of amplifier 7 with the curve UQJ is switched to curve 02, -k. (02) 601014 i.e. The above inequality does not hold. As a result, the units 6, 7, 8 were pumped in such a way that, if the course deviates from the prescribed limits D (A), the minimum composition of the required blocks 4 (for example, one bow screw in a pipe or one feed column) corresponding to the curve and JJ. in FIG.

2. The addition of blocks 4 is carried out in the system in the sequence reverse drawn out if, in the process of stabilizing the ship, its course deviations change in the direction of decrease. Thus, the proposed controller, in the course of its work, carries out continuous monitoring of the composition and mode of operation of technical means from the conditionally required accuracy of the controlled parameter with variable external disturbances,. puts them into work mode on call. This, in contrast to the known devices t, leads to an improvement in the operational characteristics of the system as a whole and to the saving of energy consumed by technical means during the operation. Claims of the Invention Regulator. Contains a disagreement meter, a computational unit and a power amplifier, the output of which is connected to the inputs of the corresponding feedback sensors, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the computational unit.