Система автоматического управления движением судна Советский патент 1981 года по МПК B63B1/28 B63H25/00 B63B39/06 

(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ СУДНА

1

Изобретение относится к судовой автоматике и может бвть использовано в системах автоматического управления движением судна.

Известна система автоматического управления движением судна, преимущественно полупогруженного, содержащая задатчик и датчик угла дифферента, соединенное с их выходами сравнивающее устройство, выход которого связан с дифференцирующим блоком, фильтр низких частот, соединенный первым и вторым входами соответственно с выходами сравнивающего устройства и дифференцирующего блока, сумматоры кормового и носового рулей, выходы которых связаны с соответствующими приводами, и датчики положения кормового и носового рулей, соединенные входами с первыми входами соответствующих сумматоров 1.

Недостатком известной системы является низкая точность стабилизации и подверженность быстрому износу. Система не обеспечивает стабилизацию судна по вертикальному положению центра тяжести и отрабатывает высокочастотные возмущения, бесполезно загружая приводы рулей.

Цель изобретения - повыщение точности стабилизации судна и увеличение срока службы оборудования.

Для этого система снабжена инвертором, фильтром Калмана-Бьюси, входы которого связаны соответственно с выходами сравнивающего устройства, дифференцирующего блока и датчиков положения кормового и носового рулей, а выходы - с третьим и четвертым входами фильтра низких частот, блоком упр.авления дифферентом, связанным со вторым входом сумматора кормового ру10ля и через инвентор со вторым входом сумматора носового руля, и блоком управления погружением, связанным с третьими входами сумматоров кормового и носового рулей.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

15

Система автоматического управления движением судна содержит задатчик 1 и датчик 2 угла дифферента, выходы которых через сравнивающее устройство 3 связаны с дифференцирующим блоком 4, сумматоры 5 и 6 кормового и носового рулей, выходы

20 которых соединены с управляемыми входами приводов 7 и 8 кормового и носового рулей, датчики 9 и 10 положения кормового и

носового рулей, выходы которых связаны с первыми входами соответствующих сумматоров 5 и 6, фильтр 11 Калмана- Быоси, фильтр 12 низких частот, блоки 13 и 14 управления дифферентом и погружением, соответственно, и инвертор 15. При этом выход сравнивающего устройства 3 соединен с первыми входами фильтра 11 КалманаБьюси и фильтра 12 низких частот и через дифференцирующий блок 4 со вторыми входами фильтра 11 Калмана-Бьюси и фильтра 12 низких частот, а третий и четвертый входы фильтра 11 Калмана-Бьюси соединены с датчиками 9 и 10 положения кормового и носового рулей соответственно. Выходы фильтра 11, соответствующие вертикальному отклонению и скорости вертикального отклонения, соединены с третьим и четвертым входами фильтра 12 низких частот соответственно, выходы которого, соответствуюи|ие дифференту и скорости дифферента, соединены со входами блока 13 управления дифферентом, а выходы, соответствующие вертикальному отклонению и скорости вертикального отклонения, соединены со входами блока 14 управления погружением. Выход блока 13 связан со вторым входом сумматора 5 кормового руля и через инвертор 15 со вторым входом сумматора 6 носового руля. Выход блока 14 соединен с третьими входами сумматоров 5, 6.

Система автоматического управления движением судна работает следующим образом.

Сигнал заданного значения дифферента с задатчика 1 дифферента и сигнал текущего значения дифферента с датчика 2 дифферента поступают на сравнивающее устройство 3, где производится формирование сигнала рассогласования по дифференту. Сигнал с выхода сравнивающего устройства 3 поступает на первые входы фильтра 11 и фильтра 12 и через дифференцирующий блок 4, где формируется его производная, поступает на вторые входы фильтра 11 и фильтра 12. На третий и четвертый входы фильтра 1 сигналы поступают с датчиков 9 и 10 положения кормового и носового горизонтальных рулей. В фильтре 11 Калмана-Бьюсси производится формирование сигналов вертикального отклонения центра тяжести судна и скорости вертикального отклонения центра тяжести судна, которые поступают соответственно на третий и четвертый входы фильтра 12. С выхода фильтра 12 сигналы, соответствующие дифференту и скорости дифферента, поступают на входы блока 13 управления дифферентом, а сигналы, соответствующие вертикальному отклонению и скорости вертикального отклонения, поступают на входы блока 14 управления погружением. В блоках 13 и 14 производится усиление и суммирование входных сигналов. С выхода блока 13 сигнал поступает на второй вход сумматора 5 кормового руля

и через инвертор 15 на второй вход сумматора 6 носового руля. С выхода блока 14 сигнал поступает на третьи входы сумматоров 5 и 6, на первые входы которых поступают сигналы с датчиков 9 и 10 положения

кормового и носового рулей соответственно. На сумматоре 5 производится формирование сигнала управления кормовым горизонтальным рулем, а на сумматоре б - носовым горизонтальным рулем. С выхода сумматора 5 сигнал поступает на управляющий вход

привода 7 кормового руля, а с выхода сумматора 6 на управляемый вход привода 8 носового руля. Привод 7 приводит в движение кормовой горизонтальный руль и датчик 9 положения кормового руля. Привод

8 приводит в движение носовой горизонтальН 1Й руль и датчик 10 положения носового руля.

Иснользование изобретения позволит производить стабилизацию судна по вертикально.му положению, повысить точность стабилизации по дифференту и снизить износ системы.

Формула, изобретения

Система автоматического управления движением судна, преимущественно полупогруженного, содержащая задатчик и датчик угла дифферента, соединенное с их выходами сравнивающее устройство, выход которого связан с дифференцирующим блоком, фильф низких частот, соединенный первым и вторым входами соответственно с выходами сравнивающего устройства и дифференцируюндего блока, сумматоры кормового н носового рулей, выходы которых связаны

с приводами соответствующих рулей и датчики положения кормового и носового рулей, соединенные выходами с первыми входами соответствующих сумматоров, отличающаяся тем, что, с целью повыщения точности

стабилизации полупогруженного судна и увеличения срока службы оборудования, она снабжена инвентором, фильтром КалманаБьюси, входы которого связаны соответственно с выходами сравнивающего устройства, дифференцирующего блока и датчиков положения кормового и носового рулей, а выходы - с третьим и четвертым входами фильтра низких частот, блоком управления дифферентом, связанным со вторым входом сумматора кормового руля и через инвертор

g со входом сумматора носового руля, и блоко.м управления погружением, связанным с третьими входами сумматоров кормового и носового рулей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Баскаков И. Я., Бурлаков В. Н. Морское судно на автоматически управляемых нодводных крыльях «Тайфун. - «Судостроение, 1971, № 10, с. 3-8.