Номер патента: 656028

Авторы: Миренский, Шлейер, Юргенс

ZIP архив

Текст

Союз СоветскыиСфцыалыстыческыРеспублик ОПИСАНИИЗОБРЕТЕН щ 6560 ВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(53) М. Кл.С 05 Р 1/00 (53) УДК 62 529 Бюллетень13описания 05,04,79 исоединением за дарственный комитетСССРделам изобретенийи открытий) Заявите Ленина институт проблем управлени 1 54 ) АВТОРУЛЕВОЙ относится к обласо управления курсо улевые, вым приводом1 ФЩ 11ым являетсям управлениествляется оторыхосущестБолее автое руле- по зако 1 ЙР С 1 + К,) Ч 4нал рассогласования и дерр-сурсу; к- угол перекладки руля,1 эффициенты К 1 и К 2 в зависимосусловий эксйлуатации могут яться вручную судоводителем ным недостатком рассмотренных улевых является отсутствие атической перестройки параметвторулевого в зависимости от ения условий плавания.и ручной подстройке параметров улевого путем перестройки паров К 1 и К 2 не исключены субъека ошибки, поэтому еще более шенными являются авторулевые оматической подст йкой пара" в к изменяющимся ловиям экспКо ти от измен2) .20 автор автом ров а измен Пр автор рамет тивны совер с авт метроро ус Изобретениеавтоматическогморских судов.Известны авторуправление рулеввляется по законувысококачественнрулевой, в которовым приводом осущну ПИД вида Опубликовано 0504Дата опубликования луатации,вые,Наиболее близким техническимрешением является авторулевой, содержащий блок рассогласования покурсу, выход которого соединен спервым входом суммирующего усилителя, входом блока интегрирования ипервым входом блока дифференцирования, выход которого и выход блокаинтегрирования соединены соответственно с вторым и третьим входамисуммирующего усилителя, выход которого подключен к рулевому приводу,и блок адаптации, выход которогоподключен к второму входу блока дифференцирования 3).Отличительной чертой данного авторулевого является наличие блокаадаптации, в котором крутизна сигнала производной курса (коэффициентК 2) автоматически изменяется в зависимости от режима эксплуатацииавторулевого:стабилизации курса,маневрирования по курсу, т.е. перестройка крутизны сигнала производнойкурса в авторулевом производитсядискретно и не зависит от величиныгидродинамического сопротивлениядвижению судна.Однако наибольший экономическийэффект от рейса при минимальном сопротивлении движению судна может бытьдостигнут при такой настройке авторулевого, когда расход топлива наединицу пройденного судном пути будетминимально возможным при заданныхпостоянных оборотах гребного винта,а скорость движения судна наибольшей.В настоящее время, когда расходтоплива является доминирующим встоимости рейса, необходимо под 10страивать в авторулевом сигналпроизводной курса таким образом, чтобы обеспечить минимальное сопротивление движению судна, т.е. перестраивать крутизну сигнала производной 5(коэффициент К) в зависимости отизмЕнения величины момента на гребномвалу в установившемся режиме при заданных постоянных оборотах гребноговинта. Постоянство оборотов гребного 20винта на современных силовых установках обеспечивается специальным регулятором (например, типа Вудворта),поэтому увеличение гидродинамическогосопротивления движению судна за счетего рыскания из-за неоптимальной на"стройки авторулевого, приводящего кчастым и достаточно большим по амплитуде перекладкам руля, скажется именнона увеличении момента на гребном валу,30увеличении расхода топлива при заданных постоянных оборотах винта, что,приведет также к уменьшению скоростихода судна.Целью изобретения является повышение точности авторулевого за счет35повышения качества стабилизации движения судна при минимальном гидродинамическом сопроТивлении корпуса,Поставленная цель достигается тем,что авторулевой содержит последова. тельно соединенные датчик момента навалу гребного винта и вычислительныйблок, выход которого подключен к входу блока адаптации, 65602.8функциональная схема предлагаемого авторулевого приведена на чертеже.Авторулевой содержит блок 1 рассогласования по курсу, блок 2 интегрирования, блок 3 дифференцирования,суммирующий усилитель 4, датчик 5 50момента на валу гребного винта,вычислительный блок 6, блок адаптации 7. Блок рассогласования 1 по кУРсУподключен к блоку интегрирования 2и суммирующему усилителю 4, Блокинтегрирования 2 подключен к входу суммирующего усилителя 4, Блок 3подключен к входу суммирующего усилителя 4. Выход суммирующего усилителя 4 подключен к входу рулевого привода (на чертеже не "показан). Датчик момента 5 на . валу гребного винта подключен к вычислительному блоку 6, выход которого 65:подключен к блоку адаптации 7. Выход блока 7 подключен к управляющему входу блока дифференцирования 3.Устройство работает следующим образом. В режиме стабилизации курса при рыскании судна относительногенерального курса сигналы блока 3,пропорциональные производной от угла курса блока рассогласования 1 по курсу и блока интегрирования 2, постуйают на вход суммирующего усилителя 4.В результате рулевой привод отклоняет руль на некоторый угол, чтобы возвратить судно к прежнему курсу. В зависимости от крутизны сигнала производной курса (величины коэффициента К ) при одном и том же рыскании - угле и скорости отклОнения от генерального курса - формируется различное значение угла перекладки руля. Отклонение руля в свою очередь, кроме момента одерживания и некоторого увеличения гидродинамического сопротивления движению судна, приводит к появлению угла дрейфа,а, следовательно,к более существенному увеличению сопротивления прямолинейному движению судна.Увеличение сопротивления движению судна приводит к падению скорости хода судна, даже если обороты гребного винта поддерживаются постоянными. Падение скорости хода судна приводит к увеличению тяги гребйевого винта, что в своо очередь приводит к увеличению мощности и расхода топлива. Среднее значение момента нагрузки на валу гребного винта, т.е. сигнал, снимаемый с датчика момента 5, также увеличивается. Этот сигнал поступает в вычислительный блок 6, в котором вычисляется среднее значение момента на валу гребного винта за промежуток времени Ь 1 :5 - 26 минут. Осреднение по времени (Ь 1) необходимо для исключения влияния случайных флюктуаций момента, вызванных волнением моря, качкой судна и другими подобными случайными явлениями. Величина Ь 1 зависит от типа судна и устанавливается для. каждого судна своя. Через время Ь 1средняя величина момента (М ) запоминается в блоке 6, затем в момент +Ь 1 вновь вычисляется текущее значение средней величины момента И 1 за промежуток времени Ь С. После чего в блоке 6 вычисляется приращение момента Ь М = М.3, - М; Если величина Ь М; получилась положительной, вырабатывается сигнал на увеличение коэфФициента к 2. если величина ь м отрицательна - вырабатывается сигнал на уменьшение К. Данная команда поступает в блок адаптации 7. Далее через интервал времени 1-Ь +Ьснова прОисходит сравнение нового значения Мс предыдущим М+и Весь Цикл повторяется. В случае достижения К656028 улеБпюапридоду судна Составитель Л.ПтенцоваТехред Л, Алферова Ко тор М Ряшк едактор С.Равва 7 , Тираж 1014ЦНИИПИ Государственногопо делам изобретений 113035, Москва. Ж, Раушск Подписнокомитета СССРи открытийя наб., д.4/5 аказ 1517/3 илизл ПИП Патент, г,ужгород, ул. Проектная, 4 ограничения - минимально возможного значения крутизны сигнала угловой скорости судна или максимально допустимого значения в блоке 6 происходит логическая перестройка - знак приращения коэффициента К 2 изменяется на обратный и процесс вновь повторяется.Таким образом осуществляется дискретное изменение крутизны сигнала производной курса К 2 до тех пор, пока не будет выбрано такое значение, при котором обеспечивается минимальное гидродинамическое сопротивление движению судна и минимальный удельный расход топлива на единицу пройденного расстояния при заданных оборотах гребного винта.Предложенный авторулевой может быть реализован на типовых полупроводниковых элементах и позволит повысить скорость хода судна на 1-3 и сократить расход топлива при этом на 2-5 при заданных постоянных оборотах гребного винта. Формула изобретенияАвторулевой, содержащий блок рассогласования по курсу, выход которого соединен с первым входом суммирующего усилителя, входом блока интегрирования и первым входом блока дифференцирования, выход которого и выход блока интегрирования соединенысоответственно со вторым и третьим 5 входами суммирующего усилителя, выход которого подключен к рулевомуприводу, и блок адаптации, выходкоторого подключен к второму входублока дифференцирования, о т л и 10 ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности, он содержит последовательно соединенные датчик .момен-.та на валу гребного винта и вычислительный блок, выход которого подключен к входу блока адаптации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 9460534 кл. С 05 П,1/00, 19742. Илейер Г,Э. Управление подвижными надводными объектами автоматическое. Техническая энциклопедия ффАвтоматизация пройэводства и промышленная электроникаф, т.4, 1965.3. Патент США 93696282,кл.114/144, 1972.

Смотреть

Заявка

2480539, 19.04.1977

ОРДЕНА ЛЕНИНА ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ УПРАВЛЕНИЯ АН СССР

ШЛЕЙЕР ГЕНРИХ ЭРАЗМОВИЧ, ЮРГЕНС ТАТЬЯНА ВЛАДИМИРОВНА, МИРЕНСКИЙ МИХАИЛ ГИЛЕЛОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G05D 1/00

Метки: авторулевой

Опубликовано: 05.04.1979

Код ссылки

<a href="https://patents.su/3-656028-avtorulevojj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Авторулевой</a>

Похожие патенты