×
11.03.2019
219.016.d91f

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ИСКЛЮЧЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЯ СУДНА С ВСТРЕЧНЫМ ДВИЖУЩИМСЯ ОБЪЕКТОМ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002383464
Дата охранного документа
10.03.2010
Аннотация: Изобретение относится к области судовождения и, в частности, к автоматическому управлению движением судна по заданному направлению с выявлением встречных объектов, с которыми возможно столкновение, и автоматическим расхождением с ними. Устройство выполнено с использованием приемника спутниковой навигационной системы, вычислителя, радара, рулевого привода, сумматора и блока коррекции скорости хода судна. В последний из вычислителя вводится сигнал коррекции скорости хода судна, вырабатываемый в случае удовлетворения условий столкновения судна со встречным объектом. Ведение заданной коррекции скорости хода судна позволяет надежно исключить столкновение с встречным подвижным объектом. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области судовождения - автоматическому управлению движением судна по заданному направлению с выявлением встречных объектов, столкновение с которыми может произойти, и расхождением с ними.

Известно устройство управления движением судна (патент России №2238881), содержащее задатчик угла дифферента, датчик угла дифферента, датчик угловой скорости, датчик положения руля, выходы которых подключены к первому, второму, третьему и четвертому входам суммирующего усилителя, выход которого соединен с входом рулевого привода.

Известна также система автоматического управления движением судна (патент России №2248914), принятая нами в качестве прототипа. Автоматическое управление движением судна основано на использовании приемника спутниковой навигационной системы, блока заданного значения путевого угла и сумматора, на вход которого поступают сигналы: текущего путевого угла, заданного путевого угла, угловой скорости судна и угла перекладки руля, для формирования закона управления рулевым приводом судна. Выход сумматора подключен к входу рулевого привода.

Существенным недостатком рассмотренных выше систем автоматического управления движением судна является возможность столкновения с встречными объектами.

Для устранения отмеченного недостатка в предлагаемом нами устройстве автоматического управления движением судна обеспечивается выявление встречных судов, с которыми возможно столкновение. После выявления такого встречного объекта в устройстве определяется требуемая корректировка скорости движения судна, при которой будет исключена возможность столкновения. Величина требуемого изменения скорости движения вводится в блок коррекции скорости хода судна. Через время прохождения судном точки пересечения траекторий (или расчетной минимальной точки сближения с встречным объектом) коррекция скорости хода отключается и судно начинает двигаться с прежней скоростью хода по заданной траектории. Устройство содержит:

- приемник СНС,

- датчик угловой скорости судна,

- датчик угла руля,

- задатчик путевого угла,

- сумматор, выход которого подключают к входу рулевого привода.

К входу сумматора подключены четыре перечисленных выше блока. В предлагаемое устройство дополнительно вводят:

- блок коррекции скорости хода судна,

- радар (вырабатывающий вектор расстояния от судна до встречного объекта),

- вычислитель, в котором формируют сигналы текущей широты, долготы и вектор скорости движения встречного объекта, будущие траектории движения судна и встречного объекта и величину коррекции скорости хода судна.

Целями предлагаемого устройства являются выявление опасного встречного объекта и обеспечение автоматического расхождения судна с встречным объектом путем:

- определения в ограниченной акватории будущего движения судна и встречного объекта траекторий возможного столкновения,

- нахождения минимально возможной величины изменения скорости хода судна от текущего значения, при котором будет исключена возможность будущего столкновения с встречным объектом,

- автоматического перевода судна на новое корректированное значение скорости хода судна,

- после выхода судна к расчетной точке столкновения с встречным объектом автоматического перевода скорости хода до ранее принятого значения.

Рассмотрим, как реализуются поставленные цели в предложенном устройстве.

На чертеже представлена блок-схема аппаратуры автоматического расхождения судна со встречным объектом, содержащая: приемник СНС - 1, задатчик путевого угла ПУзд. - 2, датчик угловой скорости - 3, датчик руля - 4, рулевой привод - 5, сумматор - 6, блок коррекции скорости хода - 7, радар - 8, вычислитель - 9, объект управления - 10 (судно).

В качестве возможного варианта реализации рассмотрим: приемник СНС - 1 типовой разработки Московского НПО «Агат» или Красноярского завода, задатчик путевого угла - 2, датчик руля - 4 и блок формирования коррекции скорости хода - 7 - преобразователи угла в напряжение с точностью не хуже 2%; датчик угловой скорости - 3 типовой ДУС с чувствительностью не хуже 0.005 гр/сек; сумматор - 6, вычислитель - 9 может реализовываться на микросхемах 140 УД 8 или на процессоре; рулевой привод - 5 и радар - 8 - штатное судовое оборудование.

Устройство работает следующим образом.

1. Из приемника СНС - 1 сигнал текущего путевого угла судна «ПУ» поступает на первый вход сумматора - 6. На второй - четвертый входы сумматора - 6 подключены выходы: задатчика - 2 путевого угла «ПУзд.», датчика - 3 угловой скорости судна «ω» и датчика - 4 руля «δ». На выходе сумматора - 6 вырабатывается скорость перекладки руля - «d/dt δ», которая поступает на вход рулевого привода - 5:

δ - угол перекладки руля,

Кi=1,2,3 - постоянные коэффициенты регулирования.

При отсутствии встречного объекта судно движется с заданной скоростью «Vсуд.зд.»

2. При появлении встречного объекта с выхода радара - 8 поступят на первый вход вычислителя - 9:

- азимут встречного объекта «ψ»,

- расстояние от встречного объекта до судна «L».

На второй вход вычислителя - 9 с выхода приемника СНС-1 поступят:

- курс судна «φ»,

- текущая широта судна «Фi»,

- текущая долгота судна «λi»,

- путевой угол судна «ПУсуд.i»,

- текущая скорость судна Vсуд.i.

В вычислителе - 9 формируются текущая широта и долгота встречного объекта, вектор расстояния от судна до встречного объекта «Lоб.,суд.», путевой угол встречного объекта ПУоб. и скорость хода Voб.:

а) текущая широта и долгота встречного объекта

где:

φ - текущий курс судна,

ψ - текущий азимут встречного объекта,

Lоб.суд. - расстояние от судна до встречного объекта,

Фоб.λоб.,суд.суд.) - текущая широта и долгота встречного объекта (и судна),

б) путевой угол встречного объекта:

где:

ПУоб. - текущий путевой угол встречного объекта,

Фоб.i-1, λоб.i-1. и Фоб.i, λоб.i - текущая широта и долгота встречного объекта в момент времени «t» и в следующий момент времени «t+Δt»,

в) скорость хода встречного объекта:

где:

Фоб.i-1, λоб.i-1. и Фoб.i, λоб.i - текущая широта и долгота встречного объекта в момент времени t и в следующий момент времени t+Δt, Voб. - скорость движения встречного объекта,

d/dt - символ дифференцирования.

3. Используя полученные по зависимостям (2-4) в вычислителе - 9 текущую широту, долготу и вектор скорости встречного объекта и из приемника СНС - 1 сигналы широты, долготы и скорости хода судна, в вычислителе - 9 формируются траектории будущего движения судна и встречного объекта, по которым в ограниченной акватории определяют широту и долготу точки (Фn·λn) - возможного пересечения отрезков траекторий будущего движения судна и встречного объекта:

где:

Фоб.iоб.=K1oб.iоб.),

Фсуд.icуд.=K2суд.iсуд.),

Фоб., Фсуд., λоб., λсуд. - место нахождения (текущие широты и долготы) встречного объекта и судна.

4а. Если зависимость (5) в ограниченной акватории не имеет решения - в вычислителе - 9 через интервал времени «Δt» вновь решаются зависимости (2)-(4).

4б. Если условие (5) в ограниченной акватории выполняется - в вычислителе - 9 определяется выполнение условия одновременного будущего нахождения судна и встречного объекта вблизи точки пересечения двух траекторий (Фn, λn):

где:

tсуд.=Lсуд./Vсуд.,

tоб.=Lоб./Vоб.,

Lсуд. - расстояние между текущим положением судна (Фсуд., λсуд.) и точкой пересечения траекторий (Фn, λn),

Lоб. - расстояние между текущим положением встречного объекта (Фоб., λоб.), и точкой пересечения траекторий (Фn, λn),

Vсуд., Voб. - скорость движения судна и встречного объекта,

tсуд., tоб. - расчетное время движения судна и встречного объекта от текущих широт и долгот судна и встречного объекта (Фсуд. Фоб., λсуд., λоб.) до точки пересечения траекторий (Фn λn).

5а. Если условие (6) не выполняется - в вычислителе - 9 через интервал времени «Δt» вновь решают зависимости (2)-(4) и т.д.

5б. Если условие (6) выполняется - в вычислителе - 9 вырабатывается уставка ΔVсуд., при введении которой в блок коррекции скорости хода - 7 условие (6) перестает выполняться.

Уставка ΔVсуд. определяется из зависимостей:

где:

tсуд корр.=Lсуд./Vсуд.корр.,

tоб.=Lоб./Vоб.,

Lсуд. - расстояние между текущим положением судна (Фсуд., λсуд.) и точкой пересечения траекторий (Фn, λn),

Lоб. - расстояние между текущим положением встречного объекта (Фоб., λоб.) и точкой пересечения траекторий (Фn, λn),

Vсуд.корр., Voб. - корректированная скорость движения судна и скорость встречного объекта.

Величина ΔVсуд. определяется в вычислителе - 9, используя зависимость (6А):

при tсуд.-tоб.<0, - ΔVсуд. (определяется в отрицательной области приращения скорости хода судна),

при tсуд.-tоб.>0, +ΔVсуд. (определяется в положительной области приращения скорости хода судна).

6. Величина «ΔVсуд.», полученная в вычислителе - 9 по зависимости (6А), поступает в блок коррекции скорости хода - 7, при этом судно переходит в режим движения со скоростью «Vкорр.».

7. В вычислителе - 9 формируется tсуд.кор.:

tсуд.кор. = Lсуд./Vсуд.кор.

8) Через интервал натурального времени tсуд.кор. сигнал «ΔVсуд.» в вычислителе - 9 отключается от блока - 7, тем самым судно переводится в прежний режим скорости хода (до включения блока коррекции - 7).

Через следующий интервал времени «Δt» в вычислителе - 9 вновь решаются зависимости (2)-(4).

Аппаратура автоматического расхождения судна со встречным объектом, содержащая приемник спутниковой навигационной системы, вырабатывающий сигналы курса, текущей широты, текущей долготы, путевого угла и текущей скорости судна, задатчик путевого угла, датчик угловой скорости судна и датчик угла руля, выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, вырабатывающего сигнал скорости перекладки руля и соединенного с рулевым приводом, отличающаяся тем, что дополнительно содержит блок коррекции скорости хода, радар, вырабатывающий сигналы азимута встречного объекта и расстояния от встречного объекта до судна, и вычислитель, подключенный входами к радару и приемнику спутниковой навигационной системы, а выходом - к входу блока коррекции скорости хода, и выполненный с возможностью формирования траекторий будущего движения судна и встречного объекта, а также определения по ним в ограниченной акватории судна широты и долготы точки пересечения отрезков траекторий будущего движения судна и встречного объекта.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-20 of 27 items.
20.03.2019
№219.016.e8a4

Способ определения средней скорости потока

В процессе измерения с помощью микроволнового генератора (1) вводят в поток сверхвысокочастотные электромагнитные колебания фиксированной частоты и выводят из потока сигнал с доплеровской частотой. Создают базу данных доплеровских частот, связанных со скоростью потока и диэлектрической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002403578
Дата охранного документа: 10.11.2010
21.03.2019
№219.016.ec02

Преобразователь солнечной энергии

Изобретение относится к области использования природных источников энергии и может быть применено при изготовлении приемников солнечной энергии. Преобразователь содержит концентратор солнечной энергии, установленный на треноге и снабженный механизмом ориентации на солнце. Концентратор выполнен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002380623
Дата охранного документа: 27.01.2010
10.04.2019
№219.017.002c

Устройство для измерения расхода

Изобретение относится к области расходометрии и может быть использовано для коммерческого и технического контроля текучих сред. В предложенном устройстве расположенный между входом и выходом канал имеет кольцеобразную форму, средняя часть канала объединена с полостью, охватывающей центр круга...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02240509
Дата охранного документа: 20.11.2004
10.04.2019
№219.017.0378

Устройство поштучной подачи из навала и ориентирования объемных деталей

Изобретение относится к техническим средствам автоматизации и предназначено для подготовки деталей для их подачи к автомату-потребителю. Устройство содержит узел поштучной выборки деталей, находящихся навалом в бункере, узел пневмоориентирования каждой детали и управляемый пневмоисточник. Узел...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002381168
Дата охранного документа: 10.02.2010
10.04.2019
№219.017.047c

Устройство для поштучной выдачи плоских деталей

Устройство содержит вакуумный роторный захват (1) в виде полого тела вращения с консольным горизонтально расположенным валом (2) со стороны одного торца тела вращения и с концентричным относительно его оси отверстием на другом торце. По окружности захвата расположены парами сопла, направленные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002374161
Дата охранного документа: 27.11.2009
10.04.2019
№219.017.048d

Пневмомеханический замок

Изобретение относится к запорным устройствам для дверей различных объектов. Устройство, разрешающее открытие замка, выполнено в виде пневмокамеры с подвижной стенкой, соединенной тягой с двухплечевым рычагом фиксатора положения задвижки в закрытом состоянии, а внутренняя полость камеры сообщена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002379455
Дата охранного документа: 20.01.2010
17.04.2019
№219.017.1621

Способ определения толщины диэлектрического покрытия

Способ определения толщины диэлектрического покрытия, нанесенного на металлическую подложку, включает возбуждение в диэлектрическом покрытии поверхностных электромагнитных волн и прием этих волн при их распространении по диэлектрическому покрытию. Согласно изобретению в диэлектрическом покрытии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002369862
Дата охранного документа: 10.10.2009
19.04.2019
№219.017.3041

Поршневой компрессор с электрогидравлическим разрядом

Устройство предназначено для использования в области компрессоростроения, для формирования систем отопления, касается поршневых компрессоров, у которых сжатие газа осуществляется за счет электрогидравлического удара в жидкости. Компрессор содержит цилиндр, поршень, расположенный внутри...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002306455
Дата охранного документа: 20.09.2007
29.04.2019
№219.017.42ae

Способ передачи электрической энергии в трехфазной системе на расстояние

Использование: в электроэнергетике для передачи больших потоков энергии на большие расстояния. Технический результат заключается в повышении КПД передачи и уменьшении полосы отчуждения. В начале линии в цепи фазы А формируют линию задержки со сдвигом сигнала во времени, равным 2/3f, в начале...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002307438
Дата охранного документа: 27.09.2007
09.05.2019
№219.017.4c98

Устройство программного управления движением судна

Изобретение относится к области судостроения, в частности к системам управления движением судна. Устройство содержит датчик угла дифферента, задатчик угла дифферента, датчик угловой скорости, суммирующий усилитель, рулевой привод, командный блок и программный блок, выходы датчика угла...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002312789
Дата охранного документа: 20.12.2007
Showing 11-20 of 48 items.
20.05.2014
№216.012.c7b6

Способ управления движением судна по широте и долготе

Способ управления движением судна по широте и долготе позволяет управлять движением судна по заданной траектории с корректировкой скорости движения по времени. Корректировка по времени обеспечивает нахождение судна в заданной точке в заданное время. Использование в качестве навигационной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516885
Дата охранного документа: 20.05.2014
27.06.2014
№216.012.d695

Способ определения зачетных натурных испытаний сложного технического комплекса средств вооружения корабля

Изобретение относится к корабельному вооружению и судовому радиооборудованию. Способ заключается в проведении натурных испытаний комплекса средств вооружения корабля, в процессе которых в каждом испытании постоянно измеряют и фиксируют параметры состояния внешней среды и испытуемого комплекса....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520711
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d697

Способ подготовки проведения натурных испытаний сложного технического комплекса средств вооружения корабля

Изобретение относится к корабельному вооружению и радиооборудованию, более конкретно - к способам подготовки проведения натурных испытаний сложного технического комплекса средств вооружения корабля (КСВК). Способ включает операции создания модели КСВК и его составляющих частей, а также модели...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520713
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d6fe

Испытательный стенд сложного технического комплекса средств вооружения корабля и способ проведения исследований, отработки и подготовки натурных испытаний сложного технического комплекса средств вооружения корабля

Изобретение относится к корабельному вооружению и радиооборудованию, более конкретно - к проведению исследований, отработки и подготовки натурных испытаний сложного технического комплекса средств вооружения корабля (КСВК). Испытательный стенд выполнен с возможностью проведения исследований,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520816
Дата охранного документа: 27.06.2014
20.08.2014
№216.012.e996

Устройство и способ автоматического управления движением судна по расписанию

Изобретение относится к области судовождения. Система содержит приемник (1) спутниковой навигационной системы, задатчик (2) маршрута с выходами заданного сигнала путевого угла (ПУ) и заданного угла φ угла курса, регулятор (3) угла δ перекладки руля, рулевой привод (4), регулятор (5) оборотов n...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525606
Дата охранного документа: 20.08.2014
27.10.2014
№216.013.0259

Способ отказоустойчивого умерения крена судна на подводных крыльях

Изобретение относится к области судостроения, а именно к автоматическому управлению угловым движением судна. Для отказоустойчивого умерения крена судна на подводных крыльях используют: блок датчиков угла поворота закрылков, датчик угла крена, блок дифференцирования, блок приводов закрылков,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531999
Дата охранного документа: 27.10.2014
27.10.2014
№216.013.025a

Отказоустойчивая система автоматического управления движением судна

Изобретение относится к области судовождения, а именно к автоматическому управлению движением судна по заданному маршруту. Отказоустойчивая система автоматического управления движением судна содержит датчик руля, датчик угловой скорости, датчик скорости хода, датчик угла курса, задатчик угла...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532000
Дата охранного документа: 27.10.2014
20.12.2014
№216.013.1102

Система идентификации гидродинамических коэффициентов математической модели движения судна

Изобретение относится к области судостроения, а именно к области автоматического управления движением судов. Система идентификации гидродинамических коэффициентов математической модели движения судна содержит рулевой привод, датчики: угловой скорости, курса судна, угла перекладки руля, боковой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535777
Дата охранного документа: 20.12.2014
20.12.2014
№216.013.11ec

Система отказоустойчивого управления движением корабля

Изобретение относится к области судостроения, а именно к автоматическому управлению движением корабля. Система отказоустойчивого управления движением корабля содержит блок дифференцирования, датчик руля, три датчика глубины, датчик угла дифферента, рулевой привод, задатчик глубины угла...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536011
Дата охранного документа: 20.12.2014
27.12.2014
№216.013.1618

Система определения гидродинамических коэффициентов математической модели движения судна

Изобретение относится к области судовождения - автоматическому управлению движением судна. Система определения гидродинамических коэффициентов математической модели движения судна содержит задатчик идентификационных маневров управления движением судна, объект управления, а также блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537080
Дата охранного документа: 27.12.2014
+ добавить свой РИД