ПАТЕНТНО- . Советский патент 1970 года по МПК G05D13/04 

Известны автоматические регуляторы числа оборотов дизеля речного теплохода, изменяющие скорость движения судна в зависимости от глубины фарватера с помощью эхолота и функционального преобразователя.

Предлагаемый регулятор отличается от известных тем, что на выходе эхолота установлен экстраполятор уклона, запоминающий ряд дискретных значений предществующих глубин и суммирующий их.

Выход экстраполятора через корректирующий усилитель, учитывающий зависимость оптимального числа оборотов дизеля от величины уклона, подсоединен к сумматору релейного усилителя.

В регуляторе установлен ограничитель режима по оборотам на предельно малой глубине, выход которого подключен к релейному усилителю, а вход - к эхолоту.

Ко входу генератора тактовых импульсов экстраполятора подключен функциональный преобразователь, который учитывает зависимость изменения частоты импульсов от глубины. Вход преобразователя подключен к эхолоту.

Эти отличия призваны .существенно уменьщить влияние времени отработки задания исполнительным устройством и влияния инерционности теплохода на оптимальный режим его движения, повысить безопасность движения на малых глуоинах и точность экстраполяции величины уклона.

Блок предсказания (функциональный преобразователь) в данной схеме предназначен для вычисления экстраполяционного полинома типа:

Уп+1 - КУ„ - + Я аУл-2 -..(- ,пУп-,п Здесь г/„, , ... , г/„,„ -- дискретные значения глубины, взятые через равные отрезки пути.

Так как теплоход двил-:ется с переленной скоростью, то дискретизация должна производиться по времени обратно пропорционально скорости, а так как оптимальная скорость движения функционально связана с глубиной, то период дискретизации в данной системе взят в функции глубины.

Для повыщения точности предсказания коэффициенты полинома оптимизируются на характерном участке дна методом минимизации .среднеквадратичной ошибки или любым другим.

Применение предсказывающего устройства значительно приближает режим движения теплохода к оптимальному.

Блок-схема регулятора с предсказанием представлена на чертеже. Здесь / - эхолот; 2 - функЦ1 ональный преобразователь регулятора; 3 - сумматор регулятора; 4 - блок ограничения пределнього режима; 5 - релейный усилитель; 6 - исполнительный двигатель; 7 - дизель теплохода; 8 - тахогенератор; 9 - функциональный перобразователь цепи управления генератором тактовых импульсов; 10 - генератор тактовых импульсов; 11-1/6 - усилители-формирователи коэффициентов .полинома; 17 - запоминающее устройство значения К.у„; 18-21 - рабочее и подготовительное запоминающие устройства значений K.n-i, ..., 22, 23 - рабочее и подготовительное запоминающие устройства значения , 24-50 -ключи съема дискретных значений; 31-33 - ключи смены рулей попарных запоминающих устройств; 34- сумматор-формирователь экстраполяционного полинома; 35 - корректирующий усилитель.

Работает схема следующим образом.

Эхолот / выдает электрический сигнал, пропорциональный глубине, функциональный преобразователь 2 преобразует этот сигнал по закону n.f (h) и подает на сумматор 3. Сюда же поступают скорректированный сигнал предсказанной разности i/n-n -t/д и сигнал от тахогенератора дизеля. Величина уп+i-У„ пропорциональна уклону дна, а при переходных режимах существует определенная зависимость между величиной уклона и приращением оборотов, которая устанавливается усилителем 35.

С сумматора 3 сигнал рассогласования поступает на релейный усилитель 5, который в зависимости от знака сигнала включает исполнительный двигатель для работы в -сторону «больще и «меньше. При этом изменяется уставка оборотов всережимного регулятора дизеля. Одновременно сигнал эхолота 1 поступает на блок 4 ограничения .предельного режима, который представляет собой транзисторное, реле минимального напряжения с регулируемой уставкой и самоблокировкой. При срабатывании блок ограничения предельного режима воздействует на релейный усилитель регулятора, запирает канал включения исполнительного двигателя на «больще и открывает канал включения на «меньше оборотов. Диапазон регулирования оборотов ограничивается конечными выключателями исполнительного двигателя.

Сигнал эхолота используется также для управления частотой генератора тактовых импульсов, при этом функциональная зависимость частоты от скорости движения или, что примерно то же, от глубины осуществляется функциональным преобразователем 9.

Блок предсказания набирается из унифицированных плат, каждая из которых содержит два запоминающих устройства 22 и 23, три ключа 29, 30 к 33 11 усилитель с регулируемым коэффициентом усиления. Каждая плата вычисляет и выдает на сумматор 34 соответствующий член экстраноляционного полинома (-1). Число плат соответствует числу вычисляемых членов полинома.

Предмет изобретения

1.Автоматический регулятор числа оборотов дизеля речного теплохода в зависимости от глубины фарватера, содержащий эхолот, релейный усилитель, сумматор релейного усилителя, генератор тактовых импульсов и исполнительное устройство, отличающийся тем, что, с целью существенного уменьшения влияния времени отработки задания иснолнительным устройством и влияния инерционности теплохода на оптимальный режим его движения, на выходе эхолота установлен экстраполятор уклона, осуществляющий запоминание ряда дискретных значений .предшествующих глубин и суммирование их, и выход экстраполятора через корректирующий усилитель, учитывающий зависимость оптимального числа оборотов дизеля от величины уклона, подсоединен к сумматору релейного усилителя.

2.Регулятор но п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности движения теплохода на малых глубинах, в нем установлен ограничитель режима по оборотам на предельно малой глубине, выход которого подключен к релейному усилителю, а вход - к эхолоту.

3.Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности экстраполяции величины уклона, ко входу генератора тактовых импульсов экстранолятора подключен функциональный преобразователь, учитывающий зависимость изменения частоты тактовых импульсов от глубины, вход которого подключен к эхолоту.