Система динамического позиционирования судном

(51)5 С 05 Р 1/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ ДЕТЕЛЬСТВУ 7правлени 153689 0 1/00,СКОГО П итсяк управх судов,в том и в заданнойЦель изобреежности систегде К-К Чэ Чи сопя",. скорос= Сили С,движения суднаной плоскостии заданная;движения судна;упора движите в продал истинная Ч скорениеличинаей; орость судна вьной плоскостирыскания);вижения суднаой плоскости,угловая сгоризонтал(скорость скорос ч по ускорения Ф ения качества изации необхо я загрузки пр рганов исполь м волнении не едение сигналов сти Чдля повышты системы стаби ско а с точки зрени тельн вода исполнизование ихдопустимо,ил ь квазиопти сли вв(54) СИСТЕМА ДИНАМИЧЕНИРОВАНИЯ СУДНОМ(57) Изобретение отйолению движением морскчисле и их стабилизацточке мирового океанатенияповышение над Изобретение относится к управлению движением морских судов и разделу стабилизации положения поисковых и буровых судов в заданной точке мирового океана.Целью изобретения является ловы шение надежности системы.Суть изобретения сводится к разработке упрощенной, но работоспособной системы полуавтоматического уп равления и используемой при выходе из строя автоматической СДС (системы динамической стабилизации)Предложенная полуавтоматическая система управления (стабилизации) . лоложения судна имеет закон управления (рассмотрим канал продольного движения судна):УР = К(К Ч КДЧ+ КЧ 5+ КЯЧ)(1) мы, Для достижения цели ь системеиспользованы в качестве измерителейсостояния судна датчики рассогласования угла по курсу, задатчик продольной линейной скорости судна,датчик скорости хода судна и акселерометр, сигналы которых формируютзакон полуавтоматического управленияс переменным коэФфициентом усиления,последний формируется в блоке коррекции коэффициента передачи в канале, движителей. Кроме того, введенытакже два амплитудных ограничителя,ослабляющих загрузку исполнительныхорганов при сильном волнении на море 1 ил, 1615678Фда мальные оценки этих сигналов, кроме сильного усложнения системы, это при водит к ухудшению качества стабилиза ции, появлению низкочастотных авто колебаний),Предложено ограничивать по ампли туде измеренные сигналы Ч и Ч. Ве ичина ограничения выбирается так, тобы при спокойном море не дости О ать этих уровней, а при сильном вол енин ограничивать величину управляю его воздействия на исполнительные риводы в допускаемых по загрузке ределах. Кроме того, предложено 15 вести логическую перестройку законаравления в зависимости от того, овпадает знак ускорения и величины тклонения судна или нет,Перестройка осуществляется диск 20 етно путем изменения величины коэ- ициента К в зависимости (1): К = С при воп Ч = вхдп Д Х; К = С при в 3.8 п Ч 1вхдп Д Х, 25(2) де С ) С 2, Ь Х - величина рассогласования покурсу судна,Введение такой логической пере тройки позволяет ослабить воздейстие ускорения и, скорости изменения ,оординаты положения судна на привод вижителя, когда судно само двигаетя к положению равновесия, и дополтельно ускорять этот процесс не едует.На чертеже приведена Функциональая схема (продольного канала стабиизации судна) предложенной системы, Система содержит датчик 1 скоросдвижения судна, акселерометр 2, тчик 3 рассогласования угла по кур(по положению судна в продольном правлении), блок 4 коррекции коэфциента передачи в канале движителей, держащий операционные усилители 5 М 6, четыре стабилитрона 7 и реле 8, Первый сумматор 9, амплитудные огра йичители 10 и 11, второй сумматор 2, задатчик 13 продольной линейной скорости судна, блок 14 умножения (угловой скорости судна в горизонталь- ной плоскости и скорости судна в по поперечном направлении), исполнительный орган 15 главных движителей судна, 55 резистор 16, датчик 17 угловой скорости судна, датчик 18 поперечной линейной скорости судна,Система работает следующим образом,При воздействии внешних возмущений на судно на выходе акселерометра2, датчика 1 скорости движения суднапоявятся соответствующие сигналы, которые поступят через амплитудные ограничители 10 и 1 на второй сумматор 12, и далее - на вход первогосумматора 9, на выходе которого вырабатывается усиленный пропорциональный сигнал для управления исполни"тельным органом, При этом создаетсяуправляющее воздействие, которое частично скомпенсирует воздействие внвпнего возмущения на судно. Оператор,в зависимости от величины появившегося сигнала рассогласования в датчике 3, задатчиком 13 скорости введетдополнительное смещение исполнительного органа 5 и заставит тем самымвернуться судно в прежнее заданноеположение, после чего снимет дополнительное задание скорости хода суд"на через задатчик 13,При сильном волнении сигналы сдатчиков 1 и 2 будут иметь по амплитуде недопустимый уровень, для ограничения их предельно допустимойамплитуды используются амплитудныеограничители 10 и 11Это позволитнесколько разгрузить привод исполни-тельных органов от высокочастотныхкомпонент внешних возмущений,1Для дополнительной разгрузки привода исполнительных органов 15 вве ден блок 4, который работает следую щим образом. При совпадении знаков ускорения Ч 1 и рассогласования ДХ оба сигнала проходят через первый 5 и второй Ь операционные усилители, на выходах которых вырабатываются два одинаковых сигнала, Эти сигналы поступят на входы двух обмоток реле 8, что приведет к срабатыванию последнего и размыканию нормально разомкнутых контактов реле 8, а сле довательно, к подключению резистора 16Это приведет к усилению управляющего воздействия Прн разных знаках сигналов Ч и ДХ реле отключится и в цепи отрицательной обратной связи второго сумматора 9 отключится дополнительный резистор 16, что приведет к сильному ослаблению суммар ного управляющего сигнала, т.е, при состоянии, когда судно под действи161ем внешнего возмущения само движет ся к заданному положению, привод исполнительных органов на эти воздейсг вия практически не реагирует,В работе продольного канала использовано также и компенсационное -управляющее воздействие из попереч ного и углового каналов движения судна. Для зтого формируется сигнал в блоке 14 умножения в виде произведе ния сигнала угловой скорости (Я), поступающего с датчика угловой ско рости судна, и. сигнала поперечной линейной скорости судна (Ч), посту лающего с датчика поперечной линей ной скорости суднаФормула изобретенияСистема динамического позициони рования судном, содержащая датчик скорости движения судна, датчик рас согласования угла по курсу, акселе рометр, первый сумматор, подключен ный выходом к входу исполнительного органа главных движителей судна,5678 6блок умножения, подключенный входами к выкодам соответственно датчика.угловой скорости судна и датчика попе 5речной линейной скорости судна, авыкодом к первому входу первогосумматора, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения надежности системы, она содержит задатчикпродольной линейной скорости судна,амплитудные ограничители, второй сумматор и блок коррекции коэффициентапередачи в канале движителей, первый и второй входы которого подключеуы к:выходам соответственно акселерометра и датчика угла рассргласования по курсу, третий вход - к выходупервого сумматора, а выход к второму входу первого сумматора, соеди 20 нениого третьим. входом с выходомвторого сумматора,. а четвертым входом - с вьасодом задатчика продольнойлинейной скорости судна, причем вы"ход акселерометра и выход датчика5 скорости движения судна через соответствующие амваитудные ограничителиподключены к входам второго сумма,тора,1615678 Составитель.ЛЦаллаговаТехред М.Дидык . КорректорЛ.Бескид Редактор,А,Шанд исно м и откр н роиэводственно-издательский комбинат Патент , г. Ужгород, ул, Гагарина, 101Заказ 3986ВНИИПИ Госуда Тираж 642енного комитета и13035, Москва, Жобретен Раушска ням при ГКНТ ССС