Авторулевой

Союз Советских Социалистических Республик(088.8) Да га 1 цгб;1 цковзцц 11 сццсацц 1 23.04.82. 54) АВТОРУЛЕВОЙ Изобретение относится к области автоматического управления морскими судами.Известны авторулевые, осуществляющие автоматическое управление курсом судна, в которых для формирования закона управления рулевым приводом используют сигналы датчика и задатчика курса, сигналы первой и второй производной от курса, а также сигнал от датчика угла перекладкируля 1 и 21.Наиболее близким по технической су;цности к изобретению является авторулево 1, содержащий суммирующий усилитель, к входам которого подключены датчик и задатчик курса ц датчик скорости изменения курса, выход суммирующего усилителя подключсн к рулевому приводу, послсдовательцо соедцнеццыс нелинейный блок типа насыщения, интегрирующий операционный усилитель ц ццвертр, выход которого подключен к одному цз входов нелинейного блока типа насыщения, второй вход которого соединен с выходом суммирующего усилителя, а выход интегрирующего операционного усилителя подключен к входу суммирующего усилителя Д.Недостатки этого устройства связаны с тем, что сигнал оценки угла перекладки руля не корректируется истинным значением угла перекладки руля и имеет тенденцию к постоянному описыванию значения угла перекладки 1)уля и нул 10, что понижает точ.ность работы рулевого привода, особенно в режиме швартовки.5 Кроме того, на судне в реальных условиях плавания процесс перекладки руля не стаццоцарен и меняется прц изменении скорости хода судна, его загрузки и состояния моря, что це учитывается в известном уст О ройстве при восстановлении оценки углаперекладки руля. Это приводит к снижению запаса устойчивости всей системы, а, следовательно, ц к снижению цадежцостц работы авторулевого.15 Причем в настоящее время все рулевыепривода судов оборудованы штатными дагчиками угла поворота руля в виде сельсицдатчика с ценой одного оборота - 90 руля, т. е. напряжение, снимаемое с сельсиц-дат О чика, пропорционально синусу угла поворота, значит, цстцонному углу поворота руля оцо пропорционально только в пределах -10 - 15 для каждой цз трех фаз. Так как руль судна может перекладываться в пре делах +30, то после отклонения руля больше, чем ца в ,-10 - 15, измеренное выходное напряжение с сельсин-датчика не будет пропорциональным истинному углу перекладки руля. Для возможности цспользовазо цця существующих штатных сельсиц-датчц кОВ ВО Всем диапазопс раооты рул 51 (30) в качестве линейного датчика угла иере- КЛВДКИ РУЛ 5 И ВРЕД,с 1 Гс 1 СТСЯ Даппос УСТРОЙЦелью изобрстеии 5 является повышеиие точности и падежиосп авторулевого,Зто достигается тсм, что в авторулевой, содержащей сель. и да ч к уг; с ис 1)складки руля и первый суммируощпй усилитель, к первому, второму и третьему входам ко- ТОРОГО ИОДК;10 СИЬ 1 СЬОТВСТСГВСИИО ЗслстИК И Дс 1 ТЧИК КУРС И Дс) с ИК СКОРОСТИ ИЗМЕИСИИ 51 курса, введены второй с) ммируюший усп.- тель, последовательк) сосдиисииыс первый делитель напряжения, первый фазочувстзитсльиый выпрямитель, первый одиостори- иий Ограничитель и и рвый ивертирующий усилитель, иослсдоватсльш) сосдинсипыс второй делитель папряжеия, второй фаз: - чувствительный выпрямитель, второй од:0- сторонний ограничитель и Второй иииертирующий усилитель, пос, едовательио сосдииеииыс третий делитель иапряжеиия, трети 1 фазочувствительи ы й ы прям п ель и двустороший ограничитель, причем входы делителей иапря)кения сосдисиы с соотвсгствующими выходами сельсииа-датчика угла перекладки руля, выход второго суммирующего усилителя подклочси к четвертому входу первого суммирующего усилителя, а первый, второй и третий входы - к выходам соответственно первого и второго иивертирующих успггелсй и двусгороиисо ограиичителя.На фиг, 1 поСазаиа ф) икцпоиалыая схема предлагаемого авторулевого; на фиг, 2 - графики, ил;пострируощие его работу.Устройство содержит задатчик 1 курса, даТЧИк 2 Курса, датсИК 3 СКОроСТИ ПЗМЕИС- иия курса, первый суммирующий усилитель 4, ссльсип-датчик 5 угла перекладки руля, три делителя 6 - 8 напряжения, три фазочувствитслыых выпрямителя 9- 11, два односторонних ограиичггсля 12 и 13, два ииВсрпрующих усилггсля 14 и 15), двусторонний ограничитель 16, второй суммирующич услитсль 17.Г 1 рсдложсииый авторулевой работает сгедующим образом.Наиряжеппе, ИрОПОрцп)псЛНОС уГГ 5 ГС. рекладки руля в интервале - 30, формиру стся в виде логической суммы трех и;пряжсиий, сиимасмых с трех фаз сс:ьсииа-дтчика 5 угла перекладки руля (фиг. 2 а)прп перекладке руля в диапазои 15" сигнал Снимается с первой обмотк(Р,) ссльсипа-датчика 5;при перекладке руля в диапазоне (- -15) - (+30) к постояппому и Ограпичсииому (+15) сигналу с первой обмотки сельсииадатчика 5 с помощью логической схемы;обавляется сигнал с второй обмотки (Р,) ссльсииа-датчика 5;при псрекладкс руля в диапазоне ( - 10) - ( - 30) к постояииомм и ограи -фсииоУ ( - в 5)игис,) с ие)во Обмо ки сельсша-датчика 5 с помощью логичсскои схемы добавляется сипал с третьей оомоткп (Ра) сельсииа-датчика 5.На суммируюшсм успителе 4 формируется сигнал:(ва = Ув, + К:,20при 15 в(б. 30,3) при перекладке руля ( - 15) - ( - 30 с"1Св,а, = в,вс,Ка бЗ2, при - 30 - бз( - 15.В предложенном устройстве это реализоваю следующим образом (фиг. 2 б, в).Пусть иа выходе первой обмотки сельсииа-;атчика 5 при пулевом положении руля00 иапряжсиис равно пулю. При увеличениисигиала угла перекладки руля сипал, снимаемый с первой Оомотки сельсиа-датчика5, поступает через третий делитель 8, напряжения, третий фазочувствительпый выпряв; митсль 11, двусторонний ограничитель 16,первый вход второго суммирующего усилителя 1 иа четвертый вход первого суммирующего усилителя 4,С помощью трех делителей 6 - 8 папря.10 жсиия пол чаем исусствеииую иулеву 0точку между тремя выходами (обмотками)иапряжепия ссльсииа-датчика 5. Кроме то.го, с помощью делителей 6 - 8 напряжсш 51ш)лучаем напряжение требуемой величины.На выходе третьего фазочувствительиоговыпрямителя 11 получаем напряжение иоСТОЯ ИИОГО ТО.с, ПОЛЯРИОСТЬ КООР 010 За В- сит от фазы Входного сигиала.,1,вустороипий ограничитель 16 ограничив даст иапряжсиис, соответствующее - ,-15 истиииого ш)ложсния угла перекладки руля(лп -- 60 положсншо угла поворота сельсииа-датчша 5). При этом сигналы с второй и третьей обмоток сельсииа-датчика 5ИС ПРОХОДЯТ Ис 1 ВХОДЫ ВТОРОГО СУММИРУ 10 ЩСго усилителя 17 благодаря первому одностороннему ограничителю 12 (ограиичивасГрицательиу 0 полярность сипала) и второму одш)стороннему огранигите;по 13 (огО раипчивает положитсльиую полярность сигИсЛа),Г 1 ри увеличсиии сигнала угла перекладки руля более15" к ограниченному сиг"налу с псрюй Оомотки ссльсина-датчика 50; добавляется сигнал с его горой обмотки,847813 5проходя 5 ций цо цепи: второй делитель 7 нацряжсния) Второй фазочувстВитег 5 ьный выпрямитель 10, второй одцосторонн 5 гй ограничитель 13, второц ццвсртирующий усилцтсль 15 ца второй вход второго суммирующего усилителя 17.Сигнал, сиимаемый со второй обмотки сельсица-датчика 5, будет пропо,)циоцалецположеци 5 О угча перек.5 адки руля в диапазоне (+15") - (+30).При сигнале угла перекладки руля ог 0 до - 15" работает первая цепь: первая обмотка ссльсица датчика 5, третий делитель 8 цапрЯжсциЯ, трстЙ фазочувств 5 тельиьй выпрямитель 11, двусторонний ограничитель 16, первый вход нОрого суммирующего усилителя 1, чс;всртый вход первого сум мцрующего усилителя 4.11 ри увеличении сигнала угла перекладц руг 5 Я От - 1 о до - 30 к ограни)сицОхм сигналу с первой обмотки сельсица-датчика 5 дооавлястся сигнал с его третьей обмотки, ирохо;яший и) цепи: первый делитель 6 цапряжеИя, первый фазочувствительиый выпрямитель 9, первый о,Остороцций ограцичитель 12, цсрвый )Ивертируюшцй усцг)итсль 14, третий Вход второго суммирующего усилителя 17. Сигиал, снимаемый с третьей )бмотки 5 цтагцого сс,ьсица-датчика 5, будет пропорционален истинному поло)ксццн) угла перекладки руля ь диапазеце ( - 15) - ( - 30) .Таких образом, пре;лагаемый авторулс- ВОЙ позВолит рлевому привод) с)дц работать более падежНо и 1 очно, особецю при изменении скорости хода судна, его загрузки и состояния моря. Фо р мула изобретец ич Лвт)рулево 5, содержащий ссльсии-атИк хга псрск,551;ки 1)у,5 и псрвыц с",1)5 Ирующий усилитель, к первому, второму и третьему входам которого подключены соответственно задатчик и датчик курса и датчик скорости изменсиия курса, О г л и ч 2 ю" щ и й с я тем, что, с целью повышения точности ц надежности авторулевого, он содержит второй суммирующий усилитель, последовательно соединенные первый делитель напряжения, первый фазочувствительный выпрямитель, первый односторонний ограничитель и первый ицвертирующий усилитель, последовательно соединенные второй делитель напряжения, второй фазочувствительный выпрямитель, второй односторо 55- иий ограничитель и второй иивертирующий усилитель, последовательно сосдинеццыс третий делитель напряжения, третий фазочувствительный выпрямитель и двусторонний ограничитель, причем входы делителей о напряжения соединен с соотВстствующимивыходами сельсина-датчика угла перекладки руля, выход второго суммирующего усилителя подключен к четвертому входу первого суммирующего усилителя, а первый, второй ц третий входы - к выходам соответственно первого ц второго пнвертируюших усилителей и двустороннего ограциИтсля,Источники информации,30прицятыс во вцимаиис при экспертизе 1. Шлейер Г, Э, Управление подвижными надводными объектами автоматическое. - Энциклопсдия Автоатизацня производства и промышленная авто)5 атика, т. 4, М., 1965, с. 161 - 162. 2. Авторское свидетельство СССР Ло 460534, кл. С) 05 Р 1,00, 1973,40 3, Авторское сьцдетельство СССР