Устройство для определения положения судна
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1532432
Авторы: Белов, Горюнов, Тер-Захарянц, Шатохина
Текст
(088.8)детельство СССР3 Й 25/04, 1983,(57) Иэостроенопределеизобрете ость и курс судка ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПо ИЗОВ ЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ СУДНА бретение относится к судоию, а именно к устройствам дляния положения судна. Цель ния - повышение точности выбора и оптимизации курса и скорости судна при штормовании. Цель достигается тем, что устройство для определения положения судна, содержащее гирокомпас, датчики крена и дифферента, датчики направления и скорости ветра, связанные с аналого-цифровым преобразователем, блок обработки информации, блок сигнализации, блок сравнения и блок памяти, снабжено блоком сбора данных, блоком штормования, моделирующим процессором, панелью управления и ввода данных, связанной с блоком памяти, датчиком осадки судна носом и кормой, датчиком слеминга, датчиком частоты обнажения винта, датчиком заливаемости, датчиком напряжения корпуса, датчиком скорости судна, при этом гирокомпас и указанные датчики соединены с соответствующими им входами блока сбора данных, выход которого последовательно соединен с аналого-цифро" вым преобразователем и с входом блока обработки информации, один из выходов которого соединен через блоксравнения с блоком сигнализации, выполненнъм с устройствами индикациии регистрации, Другой выход блока обработки информации соединен с однимииэ входов блока штормоваиия, причемдругой вход блока штормования связанс панелью управления и ввода данныхчерез блок памяти, один выход блокаштормования соединен с блоком сигнализации, а другой выход блока штормования соединен с входом моделирующего процессора, который одним выходом соединен с блоком сравнения,а другим - с блоком сигнализации,УстРойство работает в двух взаимосвязанных режимах: определения момента начала штормования и штормования. В первом режиме показаниядатчиков сравниваются с их допустимыми значениями, которые вводятсяв блок памяти с панели управленияи ввода данных. Сравнение производится в блоке штормования. Если текущиезначения хотя бы одного из контролируемых параметров превышают допустимые, то вырабатывается предупредительный сигнал. Во втором режиме выбираются оптимальный курс искорость судна при нтормовании, переход в который осуществляется покоманде оператора с панели управленияи ввода данных. По этому сигналуинформация от всех датчиков поступаетв блок штормования, куда дополнительно поступают навигационные и другиеограничения. В блоке штормования наоснове математической модели суднапо полученной информации выбираетсяоптимальный режим штормования - еко 1532432Изобретение относится к судостроению,.а именно к устройствам дляопределения положения судна,Цель изобретения - повышение точ 5,ности выбора и оптимизации курса искорости судна при штормовании.На фиг.1 показана блок-схема устройства для определения положениясудна; на фиг.2 - блок обработки ин,формации; на фиг,3 " блок штормования; на фиг.4 - схема размещения датчиков на суднеУстройство для определения положения судна содержит гирокомпас 1, датчики ,". крена и дифферента, датчики 3направления и скорости ветра, датчики 4 осадки судна носом и кормой,датчик 5 слеминга, датчик б частотыобнажения винта, датчик 7 заливаемости, датчик 8 напряжения корпуса, датчик 9 скорости судна, соединенные ссоответствующими им .входами блока10 сбора данных. Выход последнего,последовательно соединен с аналого цифровым преобразователем 11 и с входом блока 12 обрабоки информации,один из выходов которого соединен через блок 13 сравнения с блоком 14 сигнализации, выполненным с устройствамииндикации и регистрации. Другой вы,ход блока 12 обработки информации.соединен с одним из входов блока 15;,штормования, причем другои вход блокам15 штормования связан с панелью 16управления и ввода данных через блок17 памяти. Один выход блока 15 штор,мования соединен с блоком 14 сигнали зации, а другой - с входом моделирующего процессора 18, который одним выходом соединен с блоком 13 сравнения,а другим - с блоком 14 сигнализации,Устройство работает в двух взаимосвязанных режимах: определения момента начала штормования и штормонания. скорости судна с учетом ограниченийи внешних условий).В первом режиме по показаниямдатчиков оценивается необходимостьперехода к режиму штормования - из 50менению курса и скорости судна. Дляэтой цели с панели 16 управления иввода данных в блок 17 памяти заносятся допустимые значения контролируемых параметров (устойчивость, водоизмещение, прочность, частота обна.жений винта, заливаемость палубы,слеминг), которые затем подаются в блок 15 штормования. В последнем текущие значения контролируемых параметров, поступающих от датчиков 2,4-8 через блок 10 сбора данных, аналого-цифроной преобразователь 11 и блок 12 обработки информации, сраннинаются с их допустимыми значениями. Если текущие значения хотя бы одного из контролируемых параметров превышают допустимые, то блок 15 штормования вырабатывает предупредительный сигнал необходимости перехода к режиму штормования и передает его на блок 14 сигнализации, где вырабатывается предупредительная (световая и звуковая) сигнализация, а также индицируются и регистрируются значения всех контролируемых параметров.Во втором режиме выбираются оптимальный курс и скорость судна при штормовании. Для перехода к этому режиму оператор с панели 16 управления и ввода данных подает сигнал "Режим штормонания". По этому сигналу вся текущая информация о состоянии судна и внешних условий с датчиков 1,2-9 через блок 10 сбора данных, аналого-цифровой преобразователь 11 и блок 12 обработки информации поступает н блок 15 штормования, куда дополнительно поступают с панели 16 управления и ввода данных через блок 1 памяти навигационные и другие ограничения. Внешние условия за" поминаются в регистрах памяти блока 15 штормования. В последнем на основе математической модели судна по полученной информации выбирается оптимальный режим штормования (скорость и курс судна). Выбранные оптимальные значения курса и скорости вместе с предлагаемыми параметрами состояния судна (прочность корпуса, устойчивость, водоизмещение, заливаемость, слеминг, обнажение винта) подаются на блок 14 сигнализации, на моделирующий процессор 18. Последний на основе поступившей информации и математической модели судна моделирует н динамике процесс перехода к оптимальному штормованию: определяет порядок изменения курса и скорости, а также оценивает безопасность процесса перехода. После этого он вырабатывает рекомендации по обеспечению перехода и оптимальному штормованию и передает их на блок .14 сигнализаЭХх ции на отображение. Затем реальноосуществляется процесс перехода крежиму оптимального штормования. Приэтом фактическая информация о состоянии судна, получаемая в блоке 12 обработки информации, подается на блок13 сравнения, куда также поступаютрезультаты прогноза ситуации с моделирующего процессора 18. В блоке 13сравнения текущие значения параметровсудна сравниваются с полученными врезультате моделирования. В соответствии с импульсами тактового генератора 20 информация последовательнопередается в каналы обработки, В первом канале информация об осадке носом и кормой поступает на сглаживающий фильтр 21, затем на блок 22 вычитания, где определяется дифферентсудна и на блок 23 вычисления текущего водоизмещения. 1 а вход второгоканала обработки поступают данные обортовой и килевой качке с датчиков2 крена и дифферента. Эти данные подвергаются осреднению на сглаживающемфильтре 24. С помощью дифференцирующих устройств.25 и 2 б,определяютсяскорость и ускорение бортовой и килевой качки. Полученные значения углов,скорости и ускорения качки подаютсяна блок 27 оценки постоянной С методом наименьших квадратов. Параллельно углы бортовой и килевой качки подаются на коррелятор 28 на линияхзадержки во времени, где определяютсяпериоды бортовой и килевой качки.Данные о периоде бортовой качки ипостоянная С из блока 27 подаетсяв блок 29 вычисления метацентрическойвысоты. Блок 27 расчета постояннойС и блок 29 расчета метацентрическойвысоты функционируют по следующемуалгоритму. Иетацентрическая высотаопределяется на основании зависимос-ти для периода колебаний судна натихой воде: период собственных бортовыхколебаний, определяемый вкорреляторе 28 на линиях задержки,"текущее водоизмещение судна;поперечный момент инерцииотносительно продольной оси; присоединенный момент инер- циие Таким образом, формула для вычисления метацентрической высоты приниВеличина 1 + Я= С находится путем несложных преобразований на основе метода наименьших квадратов из уравнения свободных колебаний судна на тихой воде: л 4 л л с 8+с, 6; =-А 6, где Л оценивается на основании модельных или натурных экспериментов рассматривается как постоянная для данного судна и вводится в блок 27 расчета постоянной С.Период килевой качки подается в счетчик 30 количества ударов днища о воду и в счетчик 31 количества обнажений винта, на второй вход счетчика 30 количества ударов днища о воду подается через блок 19 коммутации информация с датчика 5 слеминга, а на второй вход счетчика 31 количества обнажений винта - с датчика б частоты обнажений винта. Подученная информация (дифферент судна, водоизмещение, углы, скорость и ускорение бортовой и килевой качки, период бортовой качки, количество ударов днища о воду, количество обнажений винта) подается на вход блока 15 штормования.Кроме того, на вход последнего по шине данных блока 12 обработки информации поступает информация о курсе и скорости судна, внешних условиях и параметры заливаемости.Информация с блока 12 обработки информации поступает также на вход блока 13 сравнения. Информация поступает с выхода блока 24 сглаживающего фильтра дифференцирующего устройства 26.Таким образом, в блоке 13 сравнения анализируются текущие эначения углов и ускорений бортовой качки путем сравнения с соответствующими параметрами, полученными на основе моделирования.Блок 15 штормования работает следующим образом.С выхода блока 1: обработки данных информация поступает на блок 32коммутации, с которого в соответствии с импульсами, подаваемыми с так 1532432тового генератора 33, она поступает в каналы предварительной обработки блока 15 штормования. Информация (водоизмещение, остойчивость, углы, сюорость, ускорение бортовой и килевсй качки, периоды бортовой и килевой к чки, количество ударов днища о воду, к личество обнажений винта, заливае ость), с помощью которой определя е ся момент расхода к штормованию, п следовательно подается в блок 34 с авнения, на второй вход которого п даются из блока 17 памяти величин , характеризующие допустимые знач ния этих параметров. После обнаруж ния превышения хотя бы по одному н параметров допустимого значения в м кропроцессор 35 поступает сигнал о переходе системы во второй режим 20 ф нкционирования.На основе данных о внешних усло" в х, текущих курсе и скорости судн , ограничений, поступающих из блок 17 памяти, и модели поведения 25 сдна, в микропроцессоре 35 вырабатываются оптимальные значения курса и скорости, при которых контролруемые параметры окажутся не превосходящими допустимые и подаются 30 а отображение в блок 14 сигнализаи. Кроме того, в блок 14 сигналиации и моделирующий процессор 18 оступают имеющиеся данные о харакеристиках судна и внешней среде. а основе этой информации судоводитель принимает решение об изменении урса и скорости судна н с панели 16 Фвода данных подает сигнал через блок17 памяти в микропроцессор 35 перехода системы к контролю за процессом перехода судна на новый курс и/или Скорость.Контроль за изменением параметроввнешней среды осуществляется следую 1 цим образом,Начальные значения параметров внешней среды, соответствующие моМенту перехода к режиму штормования, подаются из микропроцессора 35 в регистр 36 памяти. Затем через определенные промежутки времени текущие параметры подаются на блок ЗИ вычитания, на второй вход которого поступает информация из регистров 36. Полученная разность поступает в блок55 38 сравнения, где сравнивается с допустимыми значениями изменения внешних условий, которыми можно пренебречь,Если внешние условия изменилнсьзначительно, то с блока 38 сравненияпоступает в микропроцессор 35 сигнало необходимости найти новые оптимальные значения курса и скорости. Еслиновые значения курса и скорости судна отличаются от начальных, системавырабатывает предупредительную сигнализацию н подает их на отображе-.ние в блок 14 сигнализации,Поворот судна на рекомендованныйкурс в штормовых условиях занимаетнезначительный промежуток времени,ов среднем на 1 приходится 2-3 с,таким образом, поворот на 90 займет3-4,5 мин. Поэтому прогнозироватьвсе контролируемые параметры не представляется необходимым, так как текущие величины слеминга, остойчивостии количества обнажений винта не могутбыть оценены с высокой точностью затакой короткий отрезок времени. Достаточно определить максимальные значения углов и ускорений бортовой качки судна которые возникают при переходе на новый курс,Формула изобретенияУстройство для определения положения судна, содержащее гирокомпас, датчик крена и дифферента, датчики направления и скорости ветра, связанные с аналого-цифровым преобразователем, блок обработки информации, блок сигнализации, блок сравнения и блок памяти, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности выбора и оптимизации курса и скорости судна прн штормовании, устройство снабжено блоком сбора данных, блоком штормования, моделирующим процессором, панелью управления и ввода данных, связанный с блоком памяти, датчиками осадки судна носом и кормой, датчиком слеминга, датчиком частоты обнажения винта, датчиком заливаемости, датчиком напряжения корпуса, датчиком скорости судна, при этом гирокомпас н указанные датчики соединены с соответствующими им входами блока сбора данных, выход которого последовательно соединен с аналого-цифровым пресбразователем и с входом блока обработки информации, один иэ выходов ксторого соединен через блок сравнения с блоком сигнализации, выполненным с устройствами индикации и регистрации, а другой выходблока обработки информации - с однимииз входов блока штормования, причемдругой вход блока штормования связанс панелью управления и ввода данных через блок памяти, один выходблока штормования соединен с блоком 35324321 Осигнализации, а другой выход блока штормования соединен с входом моделирующего процессора, который одним выходом соединен с блоком срав 5нения, а другим - с блоком сигнализации.1532432 Составитель А.ПечериТехред Л.Сердюкова Корректор Л.Пат дактор М.Петров раж 373 По 6 29 Зака сно ГКНТ СССР ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5В Пройзводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 10
СмотретьЗаявка
4349154, 27.11.1987
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Г-4488
ГОРЮНОВ ИГОРЬ ВИКТОРОВИЧ, БЕЛОВ СЕРГЕЙ ВАЛЕНТИНОВИЧ, ТЕР-ЗАХАРЬЯНЦ АНДРЕЙ АДОЛЬФОВИЧ, ШАТОХИНА ОЛЬГА СЕМЕНОВНА
МПК / Метки
МПК: B63H 25/04
Опубликовано: 30.12.1989
Код ссылки
<a href="https://patents.su/6-1532432-ustrojjstvo-dlya-opredeleniya-polozheniya-sudna.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для определения положения судна</a>
Предыдущий патент: Способ монтажа судового валопровода
Следующий патент: Устройство для консервации судна
Случайный патент: Включающее и выключающее приспособление для заводки часов