×
23.02.2019
219.016.c647

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ СУДНА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002388650
Дата охранного документа
10.05.2010
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области судовождения. Автоматическое управление движением судна обычно осуществляется с помощью кормового руля достаточно эффективно, но при наличии нескольких гребных винтов, а также при волнении моря или ветре качество управления падает. Предложенный способ позволяет повысить качество автоматического управления движением судна благодаря компенсации внешних возмущающих моментов, возникающих от морского волнения, ветра или неравномерной тяги гребных винтов. Компенсация возмущающих моментов осуществляется с помощью раздрая оборотов левого и правого гребных винтов судна. Величина возмущающего момента определяется по величине среднего значения угла перекладки руля. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемое изобретение относится к области судовождения - автоматическому управлению движением судна по заданному направлению с использованием регуляторов оборотов гребных винтов.

Известен способ автоматического управления движением судна по заданному курсу, реализованный в «Системе автоматического управления движением судна» (патент России № 2248914, БИ № 9, март 05 г.). Способ управления движением судна основан на использовании информации о фазовом состоянии судна для управления только рулевым приводом судна.

Известен также способ автоматического управления движением судна (патент России № 2292289, БИ № 3, 27.01.07, принятый нами в качестве прототипа), в котором используют рулевой привод, сумматор, датчики: курса, угловой скорости судна, перекладки руля, с которых сигнал угловой скорости судна, сигнал угла перекладки руля и сигнал угла курса вводят на вход сумматора. Сигнал, сформированный на выходе сумматора, подают на вход рулевого привода:

δзд1Δφ+К2ω-К3δ (1)

где Δφ=φ-φзд - сигнал рассогласования по курсу,

φ, φзд - сигналы текущего и заданного курса,

δ, δзд - сигналы текущего и заданного значения угла перекладки руля,

ω - сигнал угловой скорости судна.

Недостатками рассмотренных способов автоматического управления движением судна являются:

- появляющееся от воздействий внешних возмущений среднее отклонение курса судна от заданного направления движения,

- смещение балансировочного значения угла руля от нулевого положения при наличии неодинаковой тяги гребных винтов судна и возмущающего момента от волнения и ветра, действующего на судно,

- появление угла дрейфа судна из-за отклонения руля на балансировочное значение, отличное от нуля.

Целью предлагаемого способа является компенсация возмущающего момента, действующего на судно, путем введения корректировки тяги гребных винтов.

Рассмотрим как устраняются отмеченные выше недостатки в предлагаемом способе управления.

Предлагаемое изобретение базируется на использовании известного способа автоматического управления движением судна с управлением кормовым рулем, в котором дополнительно формируют сигнал для корректировки оборотов левого и правого гребных винтов судна. Управляющий момент, создаваемый раздраем оборотов левого и правого гребных винтов, компенсирует возмущающий момент. При этом отмеченных три недостатка ликвидируются.

В способе управления движением судна алгебраически суммируют сигналы с задатчика и датчика курса для формирования сигнала рассогласования по углу курса Δφ. Сигналы: рассогласования по углу курса, угловой скорости (с датчика угловой скорости) и угла перекладки руля (с датчика угла руля) вводят на вход сумматора для формирования сигнала управления, который затем подают на вход рулевого привода в соответствии с зависимостью (1). Дополнительно используют блок коммутации, блок управления, два корректора оборотов двух гребных винтов. Сигнал угла перекладки руля с датчика угла руля вводят в блок управления, где формируется сигнал среднего значения угла перекладки руля δср, который используют для формирования сигналов коррекции оборотов левого и правого гребных винтов в соответствии с зависимостью:

где

δср - среднее значение угла перекладки руля,

К1>100 K2 - постоянные коэффициенты.

Сигналы коррекции оборотов левого и правого гребных винтов Δnлев, Δnправ вводят соответственно в корректоры оборотов левого и правого гребных винтов.

Сигнал заданного значения угла курса φзд из блока задатчика курса вводят в блок коммутации для формирования сигнала отключения коррекции Δnлев=0, Δnправ=0 при выполнении условия:

Сигнал отключения коррекции из блока коммутации вводят в блок управления для перевода Δnлев, Δnправ в нулевое состояние.

Для иллюстрации работы предложенного способа рассмотрим устройство автоматического управления движением судна с коррекцией тяги.

На чертеже приведена блок-схема, содержащая: задатчик курса - 1, датчик курса - 2, датчик угловой скорости - 3, датчик угла руля - 4, сумматор - 5, рулевой привод - 6, судно - 7, блок коммутации - 8, блок управления - 9, корректоры оборотов левого и правого гребных винтов - 10, 11.

Устройство может быть реализовано на типовых датчиках угла: 1, 2, 4 с точностью преобразования не хуже 2.5%; сумматор - 5 и блок управления - 9 - на усилительных микросхемах типа 140 УД 8; датчик угловой скорости - 3 с чувствительностью не ниже 0.05 гр./с; блок коммутации - 8 - электромагнитное реле; корректоры оборотов - 10, 11 - суммирующие устройства в штатных регуляторах оборотов левого и правого гребных винтов; рулевой привод - 6 - штатный судовой.

Рассмотрим работу устройства автоматического управления движением судна с коррекцией тяги.

Судно движется по курсу, равному заданному значению курса φзд, который формируется задатчиком курса - 1. При отклонении судна от заданного курса осуществляется автоматическое возвращение на прежний курс, т.к. на вход сумматора - 5 поступит сигнал рассогласования по курсу:

где φ - текущий курс судна, с датчика курса - 2.

На выходе сумматора - 5 формируется сигнал управления рулевым приводом - 6 (см. (1)):

δзд1Δφ+К2ω-К3δ.

Сигнал δзд с выхода сумматора - 5 поступает на вход рулевого привода, руль корабля δ отклоняется на угол δзд и судно возвращается на прежний курс.

В процессе плавания в блоке управления - 9 формируется сигнал среднего значения угла перекладки руля по сигналу текущего значения угла перекладки руля δ от датчика угла руля - 4; на выходе блока - 9 формируется сигнал коррекции оборотов левого и правого гребных винтов в соответствии с зависимостью (2), который поступает на входы корректоров оборотов:

правого гребного винта со знаком «+»,

левого гребного винта со знаком «-»

Δnлев=-(K1δср2∫δcpdt),

Δnправ=+(K1δср2∫δcpdt).

Это приведет при δср>0 к уменьшению оборотов левого кормового винта и увеличению оборотов правого кормового винта. (Балансировочное значение угла перекладки руля приблизится к нулевому значению, т к. суммарный момент, действующий на судно, будет около нуля.)

При изменении направления движения судна по сигналу φзд из задатчика курса (1) в блоке коммутации (8) формируется условие (3). При выполнении условия (3) сигнал отключения коррекции из блока (8) поступает в блок управления (9) для отключения коррекции Δnлев=0, Δnправ=0.

Проведенное моделирование подтвердило эффективность использования предложенного способа управления движением судна.

Способ управления движением судна, при котором используют сигналы задатчика курса, датчика курса, датчика угловой скорости и датчика угла руля для формирования сигнала, управляющего рулевым приводом, отличающийся тем, что, используя сигнал с датчика угла руля, формируют в блоке управления сигнал среднего значения угла руля и сигнал интеграла по времени от среднего значения угла руля, которые вводят в корректоры оборотов правого и левого гребных винтов, а в случае изменения курса судна сигнал задатчика курса вводят в блок коммутации, в котором формируют подаваемый в блок управления сигнал обнуления сигнала среднего значения угла руля и сигнала интеграла по времени от среднего значения угла руля.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 101.
20.01.2013
№216.012.1d86

Устройство для измерения уровня диэлектрической жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня диэлектрической жидкости, находящейся в какой-либо емкости. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Сущность: устройство содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473052
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d88

Способ измерения уровня вещества в открытой металлической емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня вещества (жидкости, сыпучего вещества) в различных открытых металлических емкостях. Сущность: в способе измерения уровня вещества в открытой металлической емкости предварительно в верхней незаполняемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473054
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d89

Способ измерения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения уровня жидкости в различных открытых и замкнутых металлических емкостях. В частности, оно может быть применено для определения уровня жидкого металла в технологических емкостях металлургического производства. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473055
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d8a

Способ определения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в каком-либо резервуаре. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Предлагается способ определения уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473056
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d95

Способ диагностирования двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к испытаниям и диагностике двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Способ диагностирования ДВС заключается в возбуждении в камере сгорания электромагнитных колебании фиксированной длины волны и определении амплитуды принимаемого сигнала. При проведении диагностирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473067
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.205c

Способ комплексного использования попутного нефтяного газа

Предлагаемое изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть применено для утилизации попутного нефтяного газа. Способ осуществляют следующим образом. После запуска газовой турбины в турбину сжатия подают воздух и попутный нефтяной газ. Сжатые газ и воздух направляют в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473785
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.20c3

Способ определения состояния поверхности дороги

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда. Сущность: в поверхностный слой контролируемого участка дороги встраивают резонатор с изменяющейся в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473888
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.20c4

Способ измерения физической величины

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения различных физических величин. К их числу относятся механические величины, геометрические параметры объектов, физические свойства веществ и др. К ним же относятся также электрофизические,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473889
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.210b

Способ нахождения максимальных повторяющихся участков последовательности символов конечного алфавита и способ вычисления вспомогательного массива

Изобретение относится к компьютерной обработке цифровых данных, точнее к способам сжатия массивов цифровой информации путем нахождения совпадающих фрагментов последовательности данных. Техническим результатом является уменьшение количества памяти, требующейся для представления всех максимальных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473960
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.215d

Способ получения электрической энергии от маломощных источников электропитания

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам получения электрической энергии от маломощных источников электропитания, например пьезоэлементов, вмонтированных в поверхность, по которой перемещаются подвижные объекты. Технический результат изобретения состоит в обеспечении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474042
Дата охранного документа: 27.01.2013
Показаны записи 1-10 из 25.
10.06.2013
№216.012.47d9

Способ управления движением судна по заданной траектории

Изобретение относится к области судовождения. Автоматическое управление движением судна по заданной траектории осуществляют путем управления по заданному углу курса с использованием кормовых рулей. Для обеспечения движения судна с углом дрейфа, близким к нулю, в предложенном способе применяют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483973
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.09.2013
№216.012.675a

Способ управления движением судна с компенсацией медленно меняющихся возмущений

Изобретение относится к области судовождения - автоматическому управлению движением судна по заданному направлению. Способ управления движением судна с компенсацией медленно меняющихся возмущений использует задатчик курсового угла, приемник спутниковой навигационной системы, рулевой привод,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492105
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.11.2013
№216.012.8501

Способ автоматического управления движением судна с учетом волнения

Изобретение относится к области судовождения по заданному маршруту. Предложенный способ базируется на автоматическом управлении движением судна с двумя законами управления - оптимальным (в смысле точности стабилизации судна на курсе при спокойном море) и «облегченным» (для сохранности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499727
Дата охранного документа: 27.11.2013
20.04.2014
№216.012.b945

Способ отказоустойчивого управления движением корабля по глубине

Изобретение относится к области судостроения. Способ заключается в использовании задатчика глубины, первого фильтра оценки сигнала глубины, четвертого фильтра оценки сигнала угла дифферента и сумматора, на вход которого вводят сигналы. С выхода сумматора сигнал заданной скорости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513157
Дата охранного документа: 20.04.2014
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
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
+ добавить свой РИД