×
09.05.2019
219.017.4c6c

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ КОРАБЛЯ С ДИАГНОЗОМ СБОЕВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002394721
Дата охранного документа
20.07.2010
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к технике управления движением корабля. Согласно предложенному способу производят непрерывное диагностирование исправности работы отдельных модулей системы автоматического управления движением (САУД) корабля и выявляют неисправности в работе измерительного блока САУД. Для сохранения работоспособности САУД в процессе автоматического управления движением корабля при появлении сбоя в ее отдельных модулях осуществляют автоматическую перестройку САУД. Способ позволяет выявлять неисправности в работе измерительного блока системы автоматического управления движением (САУД) корабля. Для сохранения работоспособности САУД при появлении отказа производится автоматическая перестройка архитектуры САУД. Изобретение обеспечивает полное сохранение процесса автоматического управления движением корабля при выявленном сбое в измерительном блоке системы, т.е. повышает отказобезопасность САУД. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемое изобретение относится к области судостроения - автоматизации управления движением корабля, в частности к методам управления движением корабля с непрерывным диагностированием исправности работы отдельных модулей системы автоматического управления движением (САУД) корабля и автоматической перестройкой САУД для сохранения ее работоспособности в процессе автоматического управления движением корабля при появлении сбоя в отдельных модулях системы.

Известен способ повышения качества измеряемой информации в САУД путем сравнения измеренных сигналов, полученных с использованием моделей процесса (Система восстановления параметров движения корабля. // Сборник трудов Совета по управлению движением судов, выпуск XX, изд. ИЛУ РАН, 1993 г., Москва). Известен также способ диагностирования отдельных элементов САУД корабля в процессе работы, используемый в системе автоматического управления курсом судна (патент России №2012919) и принятый нами качестве прототипа. В способе стабилизации курса судна используют сигналы текущего угла курса φ и скорости изменения курса ω из измерительного блока САУД и сигнал заданного значения угла курса φзд из модуля задания программ управления, которые водят в вычислитель для формирования сигнала заданного угла перекладки руля δзд, который вводят в рулевой привод (исполнительные средства управления движением). Одновременно диагностируют возможность появления сбоя сигнала текущего угла курса φ в измерительном блоке САУД, с этой целью использован также сигнал оценки курса из электронной модели движения судна φмод. Появление сбоя формируют в виде модуля сигнала разности:

При выполнении условия (1) сигнал индикации о сбое выдают на соответствующие индикаторы.

К недостаткам рассмотренного способа диагностики сбоя в измерительном блоке САУД следует отнести:

- индикатор сбоя отмечает только расхождение сигналов измерительного блока САУД относительно сигналов, полученных на модели движения судна, а где произошел сбой - в измерительном блоке САУД или в модели движения судна - не известно,

- если произошел сбой в измерительном блоке САУД, рассмотренный способ диагностирования выдаст только информацию о сбое, а судно при этом окажется без управления.

Целями предлагаемого способа управления движением корабля с диагностикой являются выявление появившегося сбоя в измерительном блоке САУД и перестройка архитектуры САУД для обеспечения отказобезопасного автоматического управления движением корабля.

Предложенный способ позволяет:

- достоверно диагностировать сбой в САУД,

- изменять структуру функционирования САУД для обеспечения отказобезопасного автоматического управления движением корабля. (Рассматривается случай при сбое происходящем только в блоке формирования измеряемой информации САУД.)

Способ диагностирования сбоя в САУД и изменения структуры функционирования САУД базируется на использовании: измерительного блока САУД, первого вычислителя, исполнительных средств управления движением и модуля задания программ управления. Сигнал заданного значения угла курса φзд, сформированный в модуле задания программ управления, вводится в первый вычислитель, на вход которого также вводится сигнал текущего курса φ и угловой скорости ω из измерительного блока САУД. На выходе первого вычислителя формируется управляющий сигнал исполнительными средствами управления движением (рулевым приводом) δзд:

где δзд - заданное значение угла перекладки руля,

Кi - коэффициенты регулирования.

Для диагностирования появления сбоя и перестройки САУД дополнительно используют: блок диагностики, второй вычислитель, блок коррекции управления и автономный измеритель курса.

В блок диагностики вводят сигналы:

- текущего курса φа из автономного измерителя курса,

- текущего курса φ и угловой скорости ω из измерительного блока САУД,

- заданного значения угла курса φзд из модуля задания программ управления.

В блоке диагностики формируют сигнал сбоя измерительного блока САУД при выполнении двух условий:

где C1, С2 - постоянные значения, задаваемые судоводителем.

Сигнал сбоя вводят в блок коррекции управления для отключения:

- управляющего сигнала исполнительными средствами, сформированного по зависимости (2) от исполнительных средств управления движением,

- подключения к исполнительным средствам управления движением сигнала корректируемого управления δзд. корр, который формируется во втором вычислителе:

где ωa=d/dt φa - сигнал угловой скорости, восстановленный с использованием сигнала φa c автономного измерителя курса.

Во второй вычислитель вводят сигналы:

- текущего курса φа из автономного измерителя курса,

- заданного курса φзд из модуля задания программ управления.

Замена управления по зависимости (2) корректированным управлением по зависимости (2а) позволяет осуществить отказобезопасное автоматическое управление движением корабля в заданном режиме эксплуатации.

На чертеже приведена система автоматического управления движением (САУД) корабля с диагностикой измеряемой информации и перестройкой структуры управления, в которой реализован предложенный способ. Система содержит: 1 - измерительный блок САУД, 2 - блок диагноза, 3 - автономный измеритель курса, 4 - модуль задания программ управления, 5 - первый вычислитель, 6 - блок коррекции управления, 7 - второй вычислитель, 8 - исполнительные средства управления движением, 9 - корабль (объект управления).

При реализации рассматриваемой системы измерительный блок САУД 1 может быть типа «Мининавигация» (разработки ЦНИИ «Электроприбор», С.-Петербург); автономный измеритель курса 3 - это инерциальный измерительный модуль типа «ИСОН-1» также разработки ЦНИИ «Электроприбор»; вычислители 5, 7 можно реализовать на типовых микроконтроллерах; исполнительные средства управления движением 8 - корабельные рулевые приводы; блок коррекции управления 6 - электромагнитное реле.

Описание работы САУД корабля с диагностикой сбоя в модуле измеряемой информации и перестройкой архитектуры управления

Автоматическое управление движением корабля формируется в модуле задания программ управления 4 в виде задания сигнала направления движения корабля φзд, который поступает в первый вычислитель 5, в который также вводится текущий курс φ и сигнал угловой скорости ω из измерительного блока САУД 1. На выходе первого вычислителя 5 формируется управляющий сигнал исполнительными средствами управления движением (рулевым приводом) δзд в соответствии с зависимостью (2).

Управляющий сигнал δзд через блок коррекции управления 6 поступает на вход исполнительных средств управления движением 8, что приводит к движению корабля по заданному маршруту.

Достоверное выявление сбоя измерительного блока САУД осуществляется в блоке диагностики 2. С этой целью к блоку диагностики подключены сигналы: φ и ω из измерительного блока САУД 1 и φа из автономного измерителя курса 3 для формирования условия (3). При удовлетворении условий по зависимостям (3) в блоке диагностики формируется сигнал изменения структуры САУД, который поступает в блок коррекции управления 6, что вызывает срабатывание реле, которое отключает управляющий сигнал δзд от исполнительных средств управления движением 8, а сигнал корректируемого управления δзд корр, который формируется во втором вычислителе 7 в соответствии с зависимостью (2а), подключает к входу исполнительных средств управления движением 8. При этом несмотря на сбой в измерительном блоке САУД 1 будет сохранено автоматическое управление кораблем в соответствии с заданным маршрутом (текущий курс судна будет поддерживаться заданного значения: φ=φзд).

Проведенное моделирование с использованием электронной модели САУД с диагностикой и перестройкой структуры управления подтвердило эффективность использования предложенного способа диагностирования САУД с перестройкой архитектуры при сбое.

Способ управления движением корабля с диагнозом сбоев, использующий измерительный блок системы автоматического управления движением (САУД), первый вычислитель, исполнительные средства управления движением и модуль задания программ управления, в котором формируют сигнал заданного значения угла курса φ, который вводят в первый вычислитель, на вход которого также вводят сигнал текущего курса φ и угловой скорости ω из измерительного блока САУД, на выходе первого вычислителя формируют управляющий сигнал исполнительными средствами управления движением δ, отличающийся тем, что дополнительно используют второй вычислитель, блок коррекции управления, автономный измеритель курса и блок диагностики, в который вводят сигналы текущего курса φ из автономного измерителя курса, текущего курса φ и угловой скорости ω из измерительного блока САУД, заданного значения угла курса φ из модуля задания программ управления, в блоке диагностики формируют сигнал сбоя при выполнении двух условий:модуль разности сигналов |φ-φ| больше величины С,модуль разности сигналов |φ-φ| больше величины C,где С, С - постоянные значения, задаваемые судоводителем, сигнал сбоя из блока диагностики вводят в блок коррекции управления, в который также вводят управляющий сигнал исполнительными средствами δ из первого вычислителя, а сигнал φ из автономного измерителя курса и сигнал δ из модуля задания программ управления вводят во второй вычислитель, где формируют сигнал корректируемого управления δ, который вводят на вход блока коррекции управления, сигнал с выхода блока коррекции вводят на исполнительные средства управления движением.
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