Устройство для управления успоко-иТЕлЕМ КАчКи СудОВ Советский патент 1981 года по МПК B63B39/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ УСПОКОИТЕЛЕМ КАЧКИ СУДОВ

Изобретение относится к судостроению в частности к устройствам для управления успокоителем качки судов. По основному авт.св. № 524731 известно устройство для управления успокоителем качки судов, содержащее формирователь сигнала управления, связаншлй через операционный усилитель с ограничителем со входом блока умножения, к другому входу которого подключен выход функционального преобразователя сигнала датчика скорости и подключенные к выходу блока умножения следящие приводы, кинематически связанные с датчиком положительной обратной связи по углу поворота борто вых рулей, фаэочувствительный выпрямитель и дополнительный блок умножения причем ко входам последнего подключены соответственно выход функционального преобразователя сигнала датчика скорости и через фаэочувствительный выпрямитель - датчик положительной обратной связи, а выход дополнительного блока умножения подключен к входу операционного усилителя с ограничением l . Недостатком данного устройства является невозможность контроля работы и диагностики состояния успокоителя качки, Цель изобретения-- повышение надежности устройства путем обеспечения контроля работы и диагностики состояния успокоителя качки. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено первым и вторым блоками контроля, блоком деления, блоком сравнения, первым и вторым апериодическими операционными усилителями множительным устройством, тремя выпрямителями и датчиком эталонного сигнала, причем первый блок контроля подключен к выходу блока сравнения, а второй - к выходу блока деления, один вход которого соединен через первый выпрямитель и первый апериодический операционный усилитель с выходом формирователя сигнала управления , а другой вход блока деления подключен к выходу второго апериодического операционного усилителя и к первому входу блока сравнения, второй вход которого связан с выходом множительного устройства, входы которого подключены к датчику зталонного сигнала и выходу функционального преобразователя сигнала датчика скорости, причем один вход второго апериодического операционного усилителя соёдинен через второй выпрямиель с выходом формирователя сигнала управления, а другой вход связан через третий выпрямитель с выходом дополнительного блока умножения. На чертеже показана блок-схема устройства. Устройство содержит формирователь il сигнала управления, к выходу которого подключен вход операционного усилителя 2 с ограничением и через первый и второй выпрямители 3 и 4 входы первого и второго апериодических опе эационных усилителей 5 и б. Выход усилителя 2 подключен к одному из входов блока 7 умножения, к другому входу которого подключен выход функционального преобразователя 8, например нелинейного. К выходу блока 7 умножения подключены следящие приводы 9 поворота бортовых рулей, с которыми кинематически связан датчик 10 положительной обратной связи по углу перекладки руля. Выход датчика 10 через фазочувствителБный выпрямитель 11подключен ко входу дополнительного блока 12 умножения, к другому входу которого подключен выход функционального преобразователя 8. Выход блока 12умножения подключен к входу опера ционного усилителя 2 и одновременно через третий выпрямиель 13 - к входу апериодического операционного усилите ля б, выход которого подключен ко входам блока 14 деления и блока 15 сравнения. К другому входу блока 15 сравнения подключен выход множительного устройства 16, к входам которог подключены датчик 17 эталонного сигн ла и выход функционального преобразователя 8. Выход блока 14 деления подключен к первому блоку 18 контроля, а выход блока 15 сравнения - к второму блоку 19 контроля. Устройство работает следующим образом. При работе успокоителя качки упра ление следящими приводами 9 переклгщ ки рулей осуществляется по сигнгшам, вырабатываемым формирователем 1 и да чиком 10 положительной обратной связи, причем эти сигналы корректируютс в зависимости от скорости хода в функциональном преобразователе 8 и блоках 7 и 12 умножения. В операцион ном усилите;}е 2 осуществляется сумми рование и ограничение сигналов управ ления . Признаками нормальной работы успоко ителя качки являются высокая кратнос умерения качки при условии, что возмущающие моменты, действующие на суд но, не превышают максимальных стабилизирующих моментов, обеспечиваемых конструкцией успокоителя качки и его расположением на судне (размеры руле их удаление от продольной оси судна и т.д.). Известны соотношения для определеия величины качки нестабилизированого и стабилизированного судов. 0y W,-iWB-WcT)-Wc-M Q«-W,.Mj,, де9иИ QV углы неуспокоенной и успокоенной качки судна соответственно;W/J - передаточная функция судMg - возмущающий момент, действующий на судно; Мру - стабилизирующий момент, создаваемый успокоителем, Mjjj. - остаточный момент, равный разности возмущающего и стабилизирующего моментов. Для определения кратности умерения обычно используют отношения соответствующих статистических или спектральных характеристик углов качки, однако из приведенных соотношений следует, что. этим отнсяиениям равноценны соответствующие отношения характеристик возмущающего и остаточного моментов. В предлагаемом устройстве формирователем 1 вырабатывается сигнал, пропорциональный остаточному моменту. Этот сигнсш после выпрямления с помощью выпрямителя 3 и преобразования в апериодическом операционном усили теле 5 поступает на вход блока 14 деления в виде сигнала, пропорционального среднему значению остаточного момента. С другой стороны сигнал с формирователя 1 через выпрямитель 4 поступает на вход апериодического операционного усилителя 6, где суммируется с выпрямленным на выпрямителе 13 сигналом, пропорциональным стабилизирующему моменту. Этот последний сигнал вырабатывается датчиком 10 положительной обратной связи по углу перекладки рулей, выпрямляется фазочувствительным выпрямителем 11 и корректируется в зависимости от скорости хода блоком умножения 12. Таким образом, на входе апериодического операционного усилителя 6 благодаря суммированию сигналов, пропорциональных стабилизирующему и остаточному моментам, вырабатывается значение сигнала, пропорционгшьное возмущающему моменту. Поэтому на выходе усилителя получается сигнал, пропорциональный среднему значению возмущающего момента. Этот сигнал поступает на другой вход блока 14 деления, в котором делением средних значений сигналов, пропорциональных Мр и Мдс,. ,получается искомое значение кратности умерения, которое поступает на блок 18 контроля.

Одновременно с выхода усилителя 6 сигнал, пропорциональный среднему значению возмущающего момента, поступает на вход блока 15 сравнения, на другой вход которого поступает сигнал, соответствующий предельно достижимому стабилизируклцему моменту успокоителя .качки. Этот сигнал вырабатывается датчиком 17 и корректируется в зависимости от скорости хода на множительном устройстве 16. Результат сравнения с выхода блока 15 сравнения поступает на блок 19 контроля.

При нормальной работе успокоителя качки значение кратности умерения по показаниям блока 18 контроля должно бы.ть не менее требуемого значения, оговоренного для успокоителя качки. Если кратность измерения ниже требуемого значения, необходимо контролировать по блоку 19 контроля сорт.ношение значений возмущакяцего мо.мента и предельно достижимого, стабилизирующего момента М.ах Если возмущающий момент не превышает значение , то недостаточная кратность умерения является признаком неисправности в успокоителе качки.

Технико-экономическая эффективность данного устройства определиется тем, что обеспечивается высокая универсальность управления успокоителем качки при изменении условий эксплуатации, при этом обеспечивается автоматический контроль неисправности успокоителя качки по основному показателю эффективности умерения качки.

Формула изобрет.ения Устройство для управления успокоителем качки судов по авт.св.№524731, отличающееся тем, что, с цельюПовышения надежности устройства путем обеспечения контроля работы и диагностики состояния успокоителя качки, устройство снабжено первым и вторым блоками контроля, блоком деления, блоком сравнения, первым и вторым апериодическими операционными усилителями, множительным устройством тремя выпрямителями и датчиком эталонного сигнала, причем первый блок контроля подключен к выходу блока сравнения, а второй - к выходу блока деления, один вход которого соединен через первый выпрямитель и первый . апериодический операционный усилитель с выходом формирователя сигнала управления, а другой вход блока деления, подключен к выходу второго а:периодического операционного усилителя и к первому входу блока сравнения, второй вход которого связан с выходом множительного устройства, входы которого подключены к датчику эталонного сигнала и выходу функционального преобразователя сигнала датчика скорости, причем один вход второго апериодического операционного усилителя соединен через второй выпрямиель с выходом формирователя сигнала управления, а другой вход связан через третий выпрямитель с выходом дополнительного блока умножения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Авторское свидетельство СССР №524731, кл. В 63 В 39/06, 1975.