×
09.05.2019
219.017.4c98

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ СУДНА

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002312789
Дата охранного документа
20.12.2007
Аннотация: 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 дифферента, задатчика угла дифферента и датчика угловой скорости подключены соответственно к первому, второму и третьему входам суммирующего усилителя. Устройство также дополнительно содержит блок переключения, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом суммирующего усилителя, первым выходом командного блока и выходом программного блока, вход которого соединен со вторым выходом командного блока, первый и второй входы которого соответственно соединены с выходом датчика угла дифферента и выходом датчика угловой скорости, выход блока переключения соединен с входом рулевого привода. Достигается повышение точности стабилизации судна в процессе сбрасывания специальных объектов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к системам управления движением судна.

Известны системы динамического позиционирования судна (А.С. СССР 1615678), стабилизирующие положение надводного либо подводного судна в пространстве. Известно также устройство управления движением судна (патент России № 2238881 - прототип), 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; командный блок, программный блок и балластную цистерну к входу которой подключен выход программного блока, к входу последнего подключен командный блок. Устройство поддерживает заданное состояние (движение судна в пространстве) при появлении достаточно сильных возмущающих воздействий (сброс трала, геодезического буя, ложной цели и т.д.) с использованием в качестве исполнительных средств кроме гидродинамических рулей балластных цистерн.

Недостатком рассмотренных выше устройств является невозможность обеспечить требуемую точность стабилизации судна при появлении сильного возмущающего воздействия (величина которого заранее известна так же, как и время воздействия). Это объясняется тем, что:

- использование закона замкнутого управления по текущим параметрам движущегося судна гидродинамическими исполнительными средствами (рулями) не позволяет использовать в самом начале процесса сброса всю возможную эффективность этих средств,

- использование разомкнутого программного управления по временной программе оказывается малопригодной при длительном времени работы из-за накопления несоответствия между принятой моделью процесса при сбрасывании спецобъектов и реально протекающим процессом стабилизации судна (наличие помех, накапливаемых во времени).

Целью предлагаемого изобретения является создание устройства, обеспечивающего заданную точность стабилизации судна при появлении сильных возмущений, величина которых и время действия заранее известны, т.е. исключения отмеченных выше двух недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что устройство программного управления движением судна содержит по сравнению с прототипом дополнительно блок переключения.

Устройство программного управления движением судна содержит датчик угла дифферента, задатчик угла дифферента, датчик угловой скорости, суммирующий усилитель, рулевой привод, командный блок, программный блок. Дополнительно введен блок переключения, выход которого подключен к входу рулевого привода. Первый, второй и третий входы блока переключения соединены соответственно с выходом суммирующего усилителя, первым выходом командного блока и выходом программного блока, вход которого соединен со вторым выходом командного блока, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом датчика угла дифферента и выходом датчика угловой скорости. Выходы датчика угла дифферента, задатчика угла дифферента и датчика угловой скорости подключены соответственно к первому, второму и третьему входам суммирующего усилителя. При этом блок переключения содержит электромагнитное реле с переключающей контактной группой, нормально разомкнутые контакты которой включены между первым входом блока переключения и его выходом, нормально замкнутые контакты - между третьим входом блока переключения и его выходом, а обмотка управления электромагнитного реле включена между вторым входом блока переключения и общей шиной.

В устройстве принят в начале процесса стабилизации закон разомкнутого программного управления по времени исполнительными средствами с переходом на закон замкнутого управления по углу дифферента и угловой скорости после вхождения судна в область допустимого состояния по углу дифферента.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство управления движением судна содержит датчик угла дифферента 1, задатчик угла дифферента 2, датчик угловой скорости 3, суммирующий усилитель 4, рулевой привод 5, командный блок 6, программный блок 7, блок переключения 8, судно 9.

В качестве датчика 1, задатчика угла дифферента 2 могут использоваться серийно выпускаемые измерители угла с точностью не ниже 5%. Датчик угловой скорости 3 типовой ДУС-5 с диапазоном измерения 0.05-1.5 г/сек. Суммирующий усилитель 4 может быть реализован на операционном усилителе типа 140 УД-6. Рулевой привод 5 - штатный гидравлический, электрогидравлический или электрический. Командный блок 6 реализуется на серийно выпускаемых логических элементах. Для формирования компаратора и электронных переключателей для включения программного блока 7, который может быть реализован в виде кулачкового формирователя для задания величины управляющего воздействия в функции времени. Блок переключения 8 может быть реализован на электромагнитном реле с контактной группой на размыкание и замыкание. Перечисленные выше блоки системы соединены между собой в соответствии с приведенной блок-схемой.

(Другой возможный вариант реализации предложенного устройства при использовании цифровой вычислительной техники - это микроконтроллер, в котором будут реализованы два закона стабилизации корабля, переключение которых производится по следующим логическим условиям:

σ=δзд.f(ti) при (T0<ti) и f1(ψ, d/t ψ)>f(ψдопустим.),

σ=δзд.f(ψ, d/t ψ) при (Tконеч.<ti) и f1(ψ, d/t ψ)≤f(ψдопустим.),

где

σ - закон управления исполнительными средствами корабля,

δзд.f(ti) - задающее воздействие исполнительным органам в функции времени (разомкнутое программное временное управление),

T0=(Tпуска изд.-▿ tjопережение по времени включения) - момент времени включения программного управления,

ti - текущее время,

δзд.f(ψ, d/t ψ) - задающее воздействие исполнительным органам при замкнутом законе управления в функции угла дифферента (ψ) и скорости его изменения (d/t ψ),

f1 (ψ, d/t ψ) - функция текущего угла дифферента и угловой скорости, используемая для формирования условия перевода закона программного управления на закон замкнутого управления исполнительными средствами,

Тконеч. - минимальное расчетное время выключения программного управления)

Описание работы устройства.

Устройство программного управления движением судна позволяет стабилизировать судно по углу дифферента с малыми ошибками при задании на судно больших возмущений от сбрасывания специальных объектов (тралов, геодезических буев, ложных целей и др.). Это достигается программным по времени управлением исполнительными средствами на начальном этапе процесса. Судоводитель с командного блока 6 подает сигнал на включение программного блока 7. В соответствии с заданной судоводителем программой в блоке 7 сигнал заданной величины управляющего воздействия в функции времени поступает через нормально замкнутый контакт блока переключения 8 на вход рулевого привода 5:

δзд.=Cf(ti) при (T0<ti) и f1(ψ, d/t ψ)>f(ψдопустим.)

(Обозначения переменных приведены выше).

(Программа составлена с учетом возможности включения исполнительных воздействий до момента времени сбрасывания спецобъекта). Разомкнутое программное по времени управление исполнительными средствами постепенно приводит судно в область допустимого состояния судна по углу дифферента и угловой скорости.

В момент времени вхождения судна в допустимую область отклонений судна по углу дифферента и угловой скорости происходит переход с программно-разомкнутого временного управления на закон замкнутого управления судном по углу дифферента. Эта команда вырабатывается в командном блоке 6 путем сравнения текущих значений угла дифферента и угловой скорости (последние поступают с датчика угла дифферента 1 и датчика угловой скорости 3) с заранее заданными значениями угла и скорости дифферента (соответствующие заданной также в блоке 6 допустимой области состояния судна по этим координатам). При равенстве этих сигналов выработанный в компараторе блока 6 сигнал на переключение закона управления поступает на вход обмотки управления электромагнитного реле блока 8. Происходят срабатывание электромагнитного реле и подключение входа рулевого привода 5 к выходу суммирующего усилителя 4, на выходе которого формируется задание для управления рулевым приводом по закону замкнутого управления

δзд.=K1Ψ+K2d/dtΨ,

где

Ψ=(Ψтекущеезаданное) - отклонение угла дифферента,

d/dt Ψ - скорость изменения угла дифферента,

Ki - коэффициенты регулирования.

Проведенное моделирование предложенного гибридного программного управления подтвердило высокую эффективность в режиме стабилизации судна при сбрасывании спецобъектов. (Отклонение судна по углу дифферента в процессе сбрасывания спецобъекта при использовании предложенного устройства снизилось на 32%).

1.Устройствопрограммногоуправлениядвижениемсудна,содержащеедатчикугладифферента,задатчикугладифферента,датчикугловойскорости,суммирующийусилитель,рулевойпривод,командныйблокипрограммныйблок,выходыдатчикаугладифферента,задатчикаугладифферентаидатчикаугловойскоростиподключенысоответственнокпервому,второмуитретьемувходамсуммирующегоусилителя,отличающеесятем,чтодополнительносодержитблокпереключения,первый,второйитретийвходыкоторогосоединенысоответственносвыходомсуммирующегоусилителя,первымвыходомкомандногоблокаивыходомпрограммногоблока,входкоторогосоединенсовторымвыходомкомандногоблока,первыйивторойвходыкоторогосоответственносоединенысвыходомдатчикаугладифферентаивыходомдатчикаугловойскорости,выходблокапереключениясоединенсвходомрулевогопривода.12.Устройствопрограммногоуправлениядвижениемсуднапоп.1,отличающеесятем,чтоблокпереключениясодержитэлектромагнитноерелеспереключающейконтактнойгруппой,нормальноразомкнутыеконтактыкоторойвключенымеждупервымвходомблокапереключенияиеговыходом,нормальнозамкнутыеконтакты-междутретьимвходомблокапереключенияиеговыходом,аобмоткауправленияэлектромагнитногорелевключенамеждувторымвходомблокапереключенияиобщейшиной.2
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-27 of 27 items.
09.05.2019
№219.017.4cb5

Теннисная ракетка

Изобретение относится к спортивному инвентарю и позволяет повысить оперативность получения информации о состоянии струнной поверхности теннисной ракетки, о параметрах удара по теннисному мячу, о количестве ударов по мячу и обеспечить энергосберегающую работу электронной информационной системы....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002313380
Дата охранного документа: 27.12.2007
24.05.2019
№219.017.5fc0

Способ создания стереоскопического графического интерфейса пользователя компьютера

Изобретение относится к способам создания стереоскопического графического интерфейса пользователя компьютера и может быть использовано для разработки специализированных систем обработки стереоизображений, предназначенных для работы операторов в стереоочках. Технический результат заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002380763
Дата охранного документа: 27.01.2010
29.05.2019
№219.017.65f8

Способ создания оригинала рельефа по материалам аэрофотосъемки

Изобретение относится к области картографии и может быть использовано для создания карт рельефа местности по материалам аэрофотосъемки. Сущность: создают трехмерную карту местности путем цифрования элементов земной поверхности. Строят цифровую модель рельефа. Автоматически строят исходные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002315263
Дата охранного документа: 20.01.2008
09.06.2019
№219.017.79eb

Способ извлечения пакера

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к извлечению эксплуатационных пакеров из газовых и газоконденсатных скважин со сложным многопрофильным стволом, в том числе и с наклонно-направленным. Способ включает спуск во внутреннюю полость лифтовой колонны инструмента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002311523
Дата охранного документа: 27.11.2007
09.06.2019
№219.017.7a26

Устройство управления

Устройство предназначено для пневматических систем управления технологическими процессами. Устройство управления содержит побудитель расхода рабочей среды, заключенный в объем с входными разъемами для внешних сигналов, функциональные проточные элементы, при этом объем выполнен герметичным,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002318139
Дата охранного документа: 27.02.2008
29.06.2019
№219.017.9e39

Дозатор жидких продуктов

Изобретение относится к дозаторам жидких продуктов для упаковочной отрасли, в частности к дозаторам для розлива жидких продуктов в тару, устанавливаемую на позицию налива вручную или подаваемую с помощью конвейера в условиях малых производств. Дозатор содержит расходный резервуар с дозируемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002309094
Дата охранного документа: 27.10.2007
13.07.2019
№219.017.b3e5

Способ преобразования кинетической энергии ветра

Изобретение относится к области энергетики и касается преобразования энергии ветра в другие виды энергии. Способ преобразования кинетической энергии ветра, воздействующего на привязной летающий аппарат, с передачей механической мощности на рабочий орган, расположенный на земле, заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002379545
Дата охранного документа: 20.01.2010
Showing 21-30 of 48 items.
20.01.2015
№216.013.1ff5

Способ сжатия информации для автоматизированного проектирования систем управления движением корабля

Способ сжатия информации для автоматизированного проектирования систем управления движения корабля для устройства, состоящего из блока измеряемой информации, локальных сетей, регуляторов, исполнительных средств, динамической модели движения корабля, блока представления информации и записи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539622
Дата охранного документа: 20.01.2015
10.04.2015
№216.013.3bfe

Способ определения положения судна и характеристик его движения

Изобретение предназначено для использования в системах управления движением судов (СУДС) при осуществлении оператором управления проводкой судна по сложным фарватерам. Техническим результатом, обеспечиваемым изобретением, является повышение точности и оперативности определения параметров...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546846
Дата охранного документа: 10.04.2015
20.06.2015
№216.013.55e2

Способ разрушения ледяного покрова

Изобретение относится к технологиям разрушения ледяного покрова для вскрытия прохода через ледовое поле. Способ разрушения ледяного покрова основан на использовании двух видов воздействия на ледяное поле: облучение мощным лазерным излучением и нагружение льда корпусом ледокола. На ледоколе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553516
Дата охранного документа: 20.06.2015
27.07.2015
№216.013.6760

Активный гидролокатор

Изобретение относится к гидроакустической технике, в частности к области активной гидролокации. Согласно изобретению активный гидролокатор, включает процессорный блок, приемо-передающий блок, соединительный кабель от процессорного к приемо-передающему блоку, антенный блок гидролокатора со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558017
Дата охранного документа: 27.07.2015
10.08.2015
№216.013.69e1

Информационно-аналитическая система мониторинга обстановки, предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться для определения состояния морской поверхности, а также для решения задач экологического контроля и раннего предупреждения о развитии чрезвычайных ситуаций, связанных с разливами нефти. Достигаемый технический результат - обеспечение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558658
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.09.2015
№216.013.7adc

Каскадная холодильная машина

Изобретение относится к холодильной технике. Каскадная холодильная машина содержит в нижней ветви каскада, установленные последовательно, отделитель жидкости, разделяющий поток хладагента на газообразную и жидкую составляющие, предварительный рекуперативный теплообменник, основной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563049
Дата охранного документа: 20.09.2015
27.09.2015
№216.013.7f96

Способ десантирования автомобилей и бронемашин в зону боевых действий

Изобретение относится к области доставки автомобилей и бронемашин в зону боевых действий с использованием десантных кораблей. Для десантирования бронемашин в зону боевых действий погружают бронемашины на десантный корабль и доставляют их в прибрежную зону боевых действий. На большом десантном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564259
Дата охранного документа: 27.09.2015
10.03.2016
№216.014.beca

Система регулирования состава хладагента

Изобретение относится к холодильной технике, предназначено для использования в низкотемпературных парокомпрессионных холодильных машинах, работающих на многокомпонентных смесях хладагентов, для регулирования состава хладагента, поступающего в испаритель. Система регулирования состава...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002576561
Дата охранного документа: 10.03.2016
10.02.2016
№216.014.c447

Видеосистема для регистрации нештатных ситуаций на судоходных реках

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам для видеоконтроля водных акваторий с обеспечением регистрации нештатных ситуаций, связанных с движением судов по несанкционированным курсам или их нахождением в запретных зонах. Заявленное устройство содержит, по меньшей мере, одну...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574517
Дата охранного документа: 10.02.2016
20.05.2016
№216.015.3fbf

Комплект персонального навигационного оборудования для маломерных судовых плавсредств

Изобретение относится к телекоммуникационным устройствам индивидуального пользования. Комплект содержит размещенный на одном из рукавов одежды дисплей с экраном, связанный по беспроводному интерфейсу с приемным блоком, служащим для приема, обработки и формирования навигационной информации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584920
Дата охранного документа: 20.05.2016
+ добавить свой РИД