Анализатор мореходных качеств судна Советский патент 1984 года по МПК G06G7/70 

1зобретение относится к аналоговой измерительной Фехнике, и может быть использовано для определения (анализа) мореходных качеств судов различных классов. Известно устройство, содержащее последовательно соединенные измерительный прибор, интегратор, вычис/тительный блок, реле времени, и блок :управления 5 выходы которого подключ ны к входа.ч интегратора, вычислительного блока и реле m. Недостатком устройства является то, что оно не может быть использовано для анализа мореходных качеств суднанепосредственно на испытаниях судна, так как предназначено для усреднения одной случайной вели чины, в то время как анализ (опреде ление) мореходных качеств судна может быть проведен только по полученной определенным образом совокупности усредненных случайных величин (например, дифферент, крен и потеря скорости хода при движении судна на волнении).Кроме того, у него низкая точность. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ана лизатор мореходных качеств судна, с держаа,И1 три родентичиых канала дифф рента, крена и скорости, каждый из торых состоит из блока сравнения и блока масштабирования, выходы блоков масштабирования всех каналов по к-пючены к входам сумматора, кроме того, устройство содержит также усреднитель, блок индикации, блок задания начальных 5словий, датчики дифферента, крена и скорости судна, задатчики дифферента, крена и скорос ти судна и в каждом канале блок вычисления модуля, причем входы блока сравнения в каждом канале соединены с соответствующими выхо/тами датчика и задатчика, выход блока сравнения в каждом канале через бло вычисления модуля подключен к входу блока масштабирования, выход суммат ра соединен с первььм входом усредни теля, второй вход которого подключе к выходу блока задания начальньк ус ловий, выход усреднителя соединен с входом блока индикации 21 . Недостатком известного устройства является низкая точность анализа мо реходных качеств судна при наличии больпих постоянных отклонений значе ний случайных параметров от заданны значений ( значения :.штематических ожиданий), так как при этом при вычислении модуля случайной величины на блоках вычисления модуля и при превышении математическим ожиданием случайной величинь амплитуд, ее переменной составляющей на вькоде блоков вычисления модуля переменная составляющая исчезает, что приводит к снижению точности анализа мореходных качеств судна. Цель изобретения - повьшенйе точности моделирования мореходных качеств судна. Поставленная цель достигается тем, что в анализаторе, содержаш,ем последовательно соединенные сумматор,, усреднитель н блок индикации, управляющий вход усреднителя подключен к выходу блока задания продолжительности усреднения, и три иденти-чных канала моделирования дифферента, кре на и скорости судна, кшкдый канал моделирования содержит первый масштабирующий усилитель, nepBfcDi блок вЫ числения модуля и блок вычитания, входы которого подключены соответственно к выходам соответствующих, /датчика случайного сигнала и задатчика постоянного сигнала, выходы первых масштабирую:дих усилителей всех каналов моделирования соединены с соответствующими входами сумматора, в каждый канал моделирования введены инвертор и последовательно соединенные усреднитель, первый сумматор, второй блок вычисления модуля, второй масштабируюшд й усилитель и второй сумматор, причем в каждом канале моделирования выход блока вычитания соединен с информационным входом усреднителя и через инвертор - с другим входом первого сумматора, выход усреднителя через первь й блок вычисления модуля соединен с другим входомвторого сумматора,выход которого подключен к входу первого масштабирующего усилителя выход блока заедания продол кительности усреднения соединен с управляющими входами усреднителей всех каналов г оделирования. На чертеже приведена структурная схема предлагаемого анализатора мореходных качеств судна. Анализатор содержит какал 1 моделирования дифферента, канал 2 моделиро вания крена и канал 3 моделирования скорости судна, ка;|кдый из которьш 31 включает датчик А случайного сигнала задатчик 5 постоянного сигнала, блок 6 вычитания, усреднитель 7, ин,вертор 8, первый сумматор 9, первый блок 10 вычисления модуля, второй масштабирующий усилитель 11, второй .блок 12 вычисления модуля, второй сумматор 13 и перйый масштабирующий усилитель )А. Анализатор содержит также сумматор 15, блок 16 индикации, блок 17 задания продолжительности усреднения и усреднитель 18. Анализатор работает следующим образом. Рассмотрим его работу на примере канала 1 моделирования дифферента. Сигналы с выходо.в датчика 4 и задатчика 5-поступают на входы блока 6 вычитания. Сигнал рассогласования дифферента ЛС)) с выхода блока 6 поступает на вход усреднителя 7, где производится вычисление оценки математического ожидания по соот,нощению Wiu(j , и на вход инвертора 8, где производится его инвертирование. С выхода усреднителя 7 сигнал подается на первый вход сумматора 9, на второй вход которого подается сигнал с выхода инвертора 8. Па выходе сумматора 9 получает ся сигнал вида (iCf-rOuu), который подается на вход блока 12 вычисления модуля, где формируется сигнал ;вида цг-тдц)). С выхода блока 12 вычисления модуля сигнал поступает на вход масштабирующего усилителя 11 гд„е сигнал масштабируется до з.начения К j iit - W ыр| , где К - коэффициент связи, переменной и постоянной состайляющих.отклонений случайного параметра. Для нормального зак на распределения случайной .величины X 3. С выхода блока 11 сигнал поступает на вход сумматора 13. С выхода усреднителя 7 сигнал Л1 дг, подается на вход блока 10 вычисления модуля, где формируется сигнал вида , которой подается на вход сумматора 13. На выходе, суммато ра 13 получается сигнал нида klti4i b{f который подается на вход первого масштабирующего усилителя 14, где сигнал масштабируется 2 до значения-g к ь(.() 14 где , - весовой коэффициент дифферента. Аналогичные выражения по крену б и скорости V получаются на выходах усилителей 14 в каналах моделирования крена и скорости. С выходов усилителей 14 сигналы поступают на соответствующие входы с мматора 15. С выхода сумматора 15 сигнал поступает на вход усреднителя 18, на выходе которого получаем сигнал в.зда (,,b V-nii J4 ni,t)fg k|bS-mbeb ,) значению величины 3 производится определение (анализ) мореходных качеств судна. И является.критериальной оценкой мореходных качеств. Чем меньше значение 3 при. одних и тех же условиях плавания, тем лучше мореходные качества судна. Весовые коэффициенты )( , , V определяются по отношению л 5Гд,е X-CiiQiV, дХ-1мх1+ К1х-Н1 |.максимально допустимое отклонение случайного параметра. Значение 3 вычисляется анализатором в течение времени t , задаваемого блоком 17 и равного времени прохождения судном галса, при котором оно совершает ,не менее100 колебаний по дифференту. Сигнал 3 с выхода усреднителя 18 {Поступает на вход блока 16 индикации. Как В1едно из работы устройства, вычисление модулей переменной и постоянной составляющих отклонений случайных параметров X производится раздельно (независимо), что исключает возможность пропадания переменной составляющей отклонения при больших значениях постоянной составляющей отклонения, что имеет место у известного устройства. Таки.1 образом, изобретение обеспечивает повышение точности вычисления в€шичины , а следовательно, повьш ение точности анализа мореход-; ных качеств судна.

АНАЛИЗАТОР МОРЕХОДНЫХ КАЧЕСТВ СУДНА, содержащий последовательно соединенные cy мaтop, усреднитель и блок индикации, управляющий вход усреднителя подключен к выходу блока задания продолжительности усред нения, и три идентичных канала моделирования дифферента, крена и скорости судна, каждьй канал моделирования содержит первый масштабирующий усилитель, первый блок вычисления модуля и блок вычитания, входы которого подключены соответственно к выходам . соответствующих датчика случайного сигнала и задатчика постоянного сигнала, выходы первых масштабирующих усилителей всех каналов моделирования соединены с соответствующими входами сумматора, отличающи йс я тем, что, с целью повьппения точности моделирования, каждый канал моделирования дополнительно содержит инвертор .и последовательно соединенные усреднитель, первый сумматор, второй блок вычисления модуля, второй масштабирующий усилитель и второй сумматор, причем в каждом канале моделирования выход блока вычитания соединен с информационным вхоi дом усреднителя и через инвертор с другим.входом первого сумматора, , (Л выход усреднителя через первый блок вычисления модуля соединен с другим входом второго сумматора, выход которого подключен к входу первого масштабирующего усилителя, выход блока задания продолжительности усреднения соединен с управляилцими входами усреднителей всех каналов моделиЬ5 рования. О со ч tc