×
15.03.2019
219.016.e14d

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СБЛИЖЕНИЕМ КОРАБЛЯ С ПОДВИЖНОЙ ЦЕЛЬЮ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002467917
Дата охранного документа
27.11.2012
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области судовождения. Способ управления сближением корабля с целью базируется на использовании системы автоматического управления движением корабля по путевому углу. Величина заданного значения путевого угла формируется как угол пеленга (азимута) - φ плюс приращение путевого угла - ΔПУ. Величина приращения путевого угла ΔПУ формируется как функция двух параметров процесса сближения корабля с целью: ΔПУ=f(φ, ΔV), где ΔV/V, V - скорость хода корабля, V - скорость хода цели, φ - пеленг цель-корабль. Изобретение обеспечивает формирование автоматического управления рулевым приводом при сближении корабля с подвижной целью по прямой, минимизацию времени сближения корабля с подвижной целью, определение на будущей траектории движения цели точки стыковки корабля с подвижной целью для оптимизации процесса сближения. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области судовождения - управлению движением корабля по заданному направлению с использованием приемника спутниковой навигационной системы и локатора, определяющего параметры движения цели.

Известен способ автоматического управления движением судна по заданному путевому углу, реализованный в «Системе автоматического управления движением судна» (патент RU 2240953 C1, 27.11.2004). Способ управления направлением движения судна основан на использовании информации от приемника спутниковой навигационной системы, блока заданного значения путевого угла и сумматора, в котором по сигналам текущего путевого угла, заданного путевого угла и угловой скорости судна формируется сигнал для управления рулевым приводом судна.

Известен также способ автоматического управления движением судна (патент RU 2292289 C1, 27.01.2007, принятый в качестве прототипа), в котором автоматическое управление направлением движения судна осуществляется с использованием: сумматора, рулевого привода, блока датчика руля, приемника спутниковой навигационной системы, задатчика точек поворота судна и блока заданного маршрута. Отличительной особенностью рассматриваемого способа управления движением судна является корректировка заданного значения путевого угла в процессе плавания из точки А в точку Б, затем В… по заданному маршруту.

Использование этого способа гарантирует выход судна в очередную заданную точку изменения направления движения даже при сильном волнении на море. Однако автоматизировать процесс управления кораблем при сближении с подвижной целью с использованием известных способов автоматического управления направлением движения судна нельзя, т.к. в блоке заданного маршрута отсутствует специальный задатчик путевого угла и связанная с ним подсистема формирования параметров движения цели.

Техническим результатом способа автоматического управления сближением корабля с подвижной целью является:

- формирование автоматического управления рулевым приводом при сближении корабля с подвижной целью по прямой «волчьей погони»,

- минимизация времени сближения корабля с подвижной целью,

- определение на будущей траектории движения цели точки стыковки корабля с подвижной целью, позволяющей оптимизировать процесс сближения.

Технический результат достигается тем, что способ управления сближением корабля с подвижной целью использует задатчик путевого угла (ПУзд), приемник спутниковой навигационной системы (СНС), датчик руля, рулевой привод и сумматор, на вход которого вводят сигналы:

- заданного путевого угла - ПУзд - из задатчика путевого угла (ПУзд),

- путевого угла - ПУ - из приемника спутниковой навигационной системы,

- угла перекладки руля (δ) - из датчика руля, сигнал с выхода сумматора вводят на вход рулевого привода, при этом используют блок формирования путевого угла цели (ПУц) и скорости движения цели (Vц), вычислитель коррекции заданного путевого угла (ΔПУзд) и формирователь пеленга (φ) и расстояния до цели (Lк-ц), в котором получают сигнал пеленга от корабля до цели - φк-ц и сигнал расстояния корабль-цель - Lк-ц, на первый вход блока формирования путевого угла цели (ПУц) и скорости движения цели (Vц) вводят сигналы - φк-ц и - Lк-ц из формирователя пеленга (φ) и расстояния до цели (Lк-ц), а на второй вход вводят сигналы широты и долготы корабля из приемника спутниковой навигационной системы, на вход вычислителя коррекции заданного путевого угла (ΔПУзд) вводят сигналы:

- путевого угла цели - ПУц и скорости движения цели - Vц - из блока формирования путевого угла цели (ПУц) и скорости движения цели (Vц),

- скорости корабля - Vк - из приемника спутниковой навигационной системы,

- пеленга от корабля до цели - φк-ц из и блока формирования пеленга (<p) и расстояния до цели (Lк-ц), сигнал коррекции заданного путевого угла - ΔПУзд,

- из вычислителя коррекции заданного путевого угла (ΔПУзд) вводят на вход сумматора.

Технический результат достигается тем, что формируют сигналы для создания способа автоматического управления сближением корабля с подвижной целью:

- коррекции заданного путевого угла (ΔПУзд),

- угла пеленга (азимута) (φк-ц),

- расстояния от корабля до подвижной цели (Lк-ц),

- путевого угла цели (ПУцели),

- скорости движения цели (Vцели),

- скорости движения корабля (Vкор).

Предлагаемый способ управления базируется на применении типового способа автоматического управления движением корабля с использованием:

- приемника спутниковой навигационной системы (СНС),

- задатчика путевого угла,

- сумматора,

- рулевого привода,

- датчика руля.

При формировании закона автоматического управления движением корабля используются сигналы:

- путевого угла (ПУ) и угловой скорости корабля (ω) - из приемника СНС,

- заданного путевого угла (ПУзд) - из задатчика путевого угла,

- угла перекладки руля (δ) - от датчика руля.

Все четыре сигнала вводят на вход сумматора, на выходе которого формируется сигнал управления рулевым приводом при движении по заданному направлению (ПУзд):

где

δзд - заданное значение угла перекладки руля.

Для формирования закона сближения корабля с подвижной целью в способе управления типовой закон управления движением корабля вида (1) дополняется и имеет вид:

где: ПУзд - сигнал заданного путевого угла (последний совпадает по направлению с пеленгом (азимутом) на цель (φк-ц)),

ΔПУзд - сигнал коррекции заданного путевого угла.

Использование закона управления движением корабля вида (1а) при ΔПУзд=0 позволяет осуществить автоматическое управление сближением корабля с целью по кривой «собачьей погони»:

где ПУзд - путевой угол корабля,

φк-ц - угол пеленга (азимута) корабль-цель.

При |ΔПУзд|>0 использование закона управления движением корабля вида (1а), позволяет осуществить сближение корабля с целью по прямой «волчьей погони».

На фиг.1 приведен корабль и подвижная цель с двумя возможными линиями сближения:

- по кривой «собачьей погони» (линия с изломами, касательная к кривой, всегда исходит из центра масс корабля и направлена на текущее положение цели, совпадает с направлением заданного путевого угла (ПУзд), равного углу азимута (φк-ц)),

- по прямой «волчьей погони».

Прямая «волчьей погони» исходит из первоначального положения корабля и пересекает траекторию движения цели в точке будущего одновременного (по времени) нахождения корабля и цели в процессе сближения. Прямая совпадает с направлением движения корабля - путевым углом корабля при сближении ПУкорабля=ПУзд+ΔПУзд.

Для формирования процесса сближения корабля (близкого к минимальному по времени) по прямой «волчьей погони» за подвижной целью следует формировать сигнал (|ΔПУзд|>0). С этой целью используем:

- вычислитель коррекции заданного путевого угла (ΔПУзд),

- формирователь:

а) расстояния между кораблем и подвижной целью (Lк-ц),

б) угла пеленга корабль-цель (φк-ц),

- блок формирования:

а) путевого угла цели (ПУц),

б) скорости движения цели (Vц).

Величина сигнала коррекции путевого угла корабля (ΔПУзд) (для формирования направления движения корабля по прямой при сближении с целью) является функцией двух переменных:

где φц.к - угол пеленга от подвижной цели к кораблю, ΔV=Vкор/Vцель.

В соответствии с зависимостью (3) сигнал коррекции заданного путевого угла (ΔПУзд) формируется в вычислителе с использованием сигналов:

- путевого угла цели (ПУц) и скорости цели (Vц) - из блока формирования путевого угла цели и скорости хода цели,

- скорости корабля (Vк) - из приемника СНС,

- угла пеленга корабль-цель (φк-ц) (совпадающего с направлением путевого угла корабля в первоначальном состоянии схождения (ПУзд).

В вычислителе формируется библиотека набора возможных сигналов коррекции заданного путевого угла Σ(ΔПУзд)i в функции двух переменных: φц-к, ΔV (или набора функций одной переменной ΣΔПУздφi=f(ΔV) для набора областей различных значений угла пеленга подвижная цель-корабль (φцель-корабль). Библиотека с набором сигналов коррекции заданного путевого угла ∑{(ΔПУзд)i=f(φц.к.i, ΔVi)} создается путем моделирования возможных процессов сближения корабля с подвижной целью по прямой «волчьей погони» и вводится в вычислитель. Выбор конкретного сигнала коррекции заданного путевого угла (ΔПУзд)i из библиотеки набора сигналов производят по текущим значениям: φц-к.i, ΔVi перед началом процесса сближения с конкретной подвижной целью. Сигнал коррекции заданного путевого угла (ΔПУзд)i для конкретного данного случая сближения корабля с целью вводят на вход сумматора, на выходе которого формируется закон автоматического управления кораблем в режиме сближения с целью (1а) по прямой «волчьей погони».

Рассмотрим возможный вариант устройства, реализующего предложенный способ сближения корабля с подвижной целью.

На фиг.2 приведена блок-схема устройства автоматического управления сближением корабля с подвижной целью.

Устройство содержит задатчик 1 путевого угла ПУзд, приемник 2 спутниковой навигационной системы (СНС), датчик 3 руля, сумматор 4, рулевой привод 5, объект управления 6 - корабль, формирователь 7 пеленга (φ) и расстояния до цели (Lк-ц), блок 8 формирования путевого угла цели (ПУц) и скорости цели (Vц), вычислитель 9 коррекции заданного путевого угла (ΔПУзд).

Все связи между блоками устройства приведены на чертежах. Реализация предлагаемого устройства может быть осуществлена с использованием микросхем типа 140 УД 6 (сумматор 4, формирователь 7 пеленга и расстояния до цели, блок 8 формирования путевого угла цели (ПУц) и скорости цели (Vц) и вычислитель 9 коррекции заданного путевого угла (ΔПУзд). Блок выработки угловой скорости, датчик угловой скорости - типовой «ДУС»-5 с чувствительностью не ниже 0,05 гр/с). Штатные корабельные системы: приемник СНС-2, рулевой привод 5.

Автоматическое управление движением корабля осуществляется в соответствии с величиной заданного путевого угла (ПУзд), который устанавливается в задатчике 1 путевого угла равным азимуту на цель. Для формирования закона управления по путевому углу также используют:

- приемник спутниковой навигации СНС-2, в котором формируют текущий путевой угол корабля (ПУ) и угловую скорость (ω),

- датчик руля 3, на выходе которого вырабатывается угол перекладки руля (δ),

- сумматор 4, на вход которого подключены выходы трех перечисленных выше блоков. В этом случае на выходе сумматора 4 будет формироваться закон управления рулевым приводом 5 в соответствии с зависимостью (1). Режим сближения корабля с подвижной целью начинается с определения пеленга (азимута) на цель (φк-ц) и расстояния до цели (Lк-ц) в формирователе 7 пеленга (φк-ц) и расстояния (Lк-ц) до цели. Оба сигнала поступают на вход блока 8 формирования путевого угла цели (ПУц) и скорости движения цели (Vц), на вход которого также поступают сигналы текущей широты и долготы корабля из приемника СНС-2.

Выходные сигналы из:

- блока 8: ПУц и Vц,

- формирователя 7: φк-ц,

- приемника СНС-2: Vк (скорости хода корабля),

вводятся на вход вычислителя 9 для выбора из библиотеки сигналов коррекции заданного путевого угла (ΔПУзд), конкретного значения ΔПУзд i в соответствии с текущими сигналами: ΔV=Vкi/Vц, и φцель-, кор i (угла пеленга на корабль из подвижной цели). Выход вычислителя 9 подключен к входу сумматора 4. Таким образом, на выходе сумматора 4 формируется закон управления сближением:

и обеспечивается сближение корабля с целью по прямой «волчьей погони».

Способ управления сближением корабля с подвижной целью, использующий задатчик путевого угла (ПУ), приемник спутниковой навигационной системы (СНС), датчик руля, рулевой привод и сумматор, на вход которого вводят сигналы:- заданного путевого угла (ПУ) - из задатчика путевого угла (ПУ),- путевого угла (ПУ) - из приемника спутниковой навигационной системы,- угла перекладки руля (δ) - из датчика руля, сигнал с выхода сумматора вводят на вход рулевого привода, отличающийся тем, что используют блок формирования путевого угла цели (ПУ) и скорости движения цели (V), вычислитель коррекции заданного путевого угла (ΔПУ) и формирователь пеленга (φ) и расстояния до цели (L), в котором получают сигнал пеленга от корабля до цели (φ) и сигнал расстояния корабль-цель (L), на первый вход блока формирования путевого угла цели (ПУ) и скорости движения цели (V) вводят сигналы φ и L из формирователя пеленга (φ) и расстояния до цели (L), а на второй вход вводят сигналы широты и долготы корабля из приемника спутниковой навигационной системы, на вход вычислителя коррекции заданного путевого угла (ΔПУ) вводят сигналы:- путевого угла цели (ПУ) и скорости движения цели (V) из блока формирования путевого угла цели (ПУ) и скорости движения цели (V),- скорости корабля (V) - из приемника спутниковой навигационной системы,- пеленга от корабля до цели (φ) из блока формирования пеленга (φ) и расстояния до цели (L),сигнал коррекции заданного путевого угла - ΔПУ из вычислителя коррекции заданного путевого угла (ΔПУ) вводят на вход сумматора.
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