Система стабилизации курса судна Советский патент 1989 года по МПК G05D1/00 

Изобретение относится к автоматическому управлению подвижным объектом, в частности к устройствам стабилизации судна в заданном направлении при отсутствии хода.

Цель изобретения - повышение точности системы стабилизации курса судна.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемой системы.

Система содержит измеритель 1 бокового сноса судна, измеритель 2 отклонения курса судна, четыре интегратора 3-6, восемь сумматоров 7-14, суммирующий усилитель 15 мощности, исполнительный механизм 16, два линейных акселерометра 17 и 13, и два амплитудных ограничителя 19 и 20.

Система работает следующим образом.

При отклонении судна по курсу относительно заданного направления на выходе усилителя 15 мощности формируется сигнал

м, ,7+Кц6 -и v , (i)

который поступает на исполнительный механизм 16, и последний создает управляющий момент, воздействующий на судно и приводящий его к прежнему курсу.

Сигнал q оценки отклонения судна по курсу вырабатывается Hd выходе первого интегратора 3 путем двойного интегрирования сигналов ускорений с акселерометров 17 и 13.

Сигнал (jf оценки скорости изменения курса вырабатывается путем однократного интегрирования тех же сигналов на выходе четвертого интегратора 6.

Сигнал i оценки скорости бокового сноса вырабатывается третьим интегратором 5 путем интегрирования сигналов ускорений с акселерометров 17 и 18,

Сигналы со и V, ограниченные по амплитуде, - yrjTOBoe и линейное ускорения - снимаются как разность и сумма

С/)

сигналов двух акселерометров 17 и 18, которые поступают на вход усилителя 15 мощности через амплитудные ограничители 19 и 20.

Использование зависимости (1) для формирования управляющего момента М оказывается более эффективным, чем распространенный ПД закон стабилизации вида 11, ЛЦ + Кцр М так как в зависимости (1) формируется управляющий момент W-t с учетом бокового ускорения скорости сноса судна, а также углового ускорения. Это позволяет исключить автоколебания судна относительно заданного направления.

Использование же сигналов ускорений в зависимости (1) стало также возможным и в случав сильного морского волнения, так как максимальный уровень сигналов ускорений ограничен амплитудными ограничителями 19 и 20, что существенно снижает загрузку исполнительного механизма 16.

При формировании оценок рассмотренных выше сигналов для повьппения статической и динамической точности последних введены корректирующее невязки вида

() на входах первого 3 и четвертого 6 интеграторов;

(Z - Z) на входах второго 4 и третьего 5 интеграторов,

йц и Z - измеренные значения от- кпоиения курса и величины бокового сноса и соответственно их оценки

ДЦ И Z.

Формула изобретений Система стабилизации курса судна, содержащая измеритель отклонения курса судна, измеритель бокового сноса судна, первый и второй интеграторы, выходы которых подключены к первым входам соответственно первого и второго сумматоров, выходы которых соединены с первыми входами соответст

венно третьего и четвертого сумматоров, подключен1шх выходами к входам соответственно первого и второго интеграторов, выход и вход первого интегратора соединены соответственно с первым и вторым входами суммирующего усилителя мощности, выход которого соединен с исполнительным механизмом, выходы измерителя отклонения

курса и измерителя бокового сноса судна подключены к вторым входам соответственно первого и второго сумматоров, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности системы, она содержит третий и четвертый интеграторы, пятый, шестой, седьмой и восьмой сумматоры, первый и второй амплитудные ограничители, первый и второй линейные акселерометры, выход первого линейного акселерометра через последовательно соединенные пятый и шестой сумматоры соединены с входом третьего интегратора, выход второго линейного акселерометра через последовательно соединенные седьмой и восьмой сумматоры соединен с входом четвертого интегратора, к вторым входам шестого и восьмого сумматоров подключены выходы соответственно второго и первого сумматоров, к второ1«гу входу седьмого сумматора подключен выход первого линейного акселерометра, выход второго линейного акселерометра соединен с вторым входом пятого сумматора, выходы третьего и четвертого интеграторов подключены к вторым входам соответственно четвертого и третьего сумматоров, выход четвертого сумматора соединен с третьим входом суммирующего усилителя мощности, выходы шестого и восьмого сумматоров через соответствующие амплитудные ограничители соединены с четвертым и пятым входами суммирующего усилителя мощности.

Изобретение касается управления движением морскими судами. Система позволяет повысить точность стабилизации курса судна, что достигается введением двух линейных акселерометров, двух амплитудных ограничителей и двух интеграторов. Это позволило ввести в закон управления ограниченные по амплитуде сигналы оценок поперечных и угловых ускорений и оценку поперечной скорости судна. 1 ил.