Устройство автоматического управления курсом судна

 

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для управления движением судна вдоль заданной линии геофизического профиля при производстве геолого-геофизических исследований на морских акваториях Целью изобретения является повышение точности и расширение области применения системы управления курсом судна. Указанная цель достигается путем подключения к аналоговой схеме ручного управления курсом с сельсинным входом через схему сопряжения цифрового навигационно- , го вычислителя курса. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦ) )АЛИСТИЧЕСКИХ

PECfMillHH (!9) (!!) А3 (51)5 G 05 D 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ГВУ (21) 4634197/24 (22) 09.01.89 (46) 29.02.92. Бюл. Ю 8 (71) Научно-исследовательский институт морской геофизики Производственного объединенйя "Союзморгео" (72) А.С,Харченко, A.Ã.Õðàïåíêî, М.И.Лещук, Г.Д.Леонтьев, Т.В.Михайлова, И.ll.Розманов и В.И.Кокорин (53) 62.50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1т 692396, кл. G 05 D I/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР.

М 744484, кл. G 05 1) 1/00. 1977. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УП-

РАВЛЕНИЯ КУРСОМ СУДНА

Изобретение относится к устройствам автоматического управления движе-. нием судна и предназначено для точного автоматического удержания научноисследовательского судна (НИС) на за- . данной линии геофизического профиля при производстве геолого-геофизичес-..: ких исследований на морских акватори-.,: ях, I ю

Известно устройство автоматйческо-; го управления рулевой установкой и удержания судна на заданном курсе с.:. помощью авторулевого, содержащее датчики требуемого значения курсового угла и его истинного значения, схему сравнения, исполнительное устройство и рулевую машину, управляющую рулем.

Недостатки - отсутствие показаний

1 координат местонахождения судна и необеспеченность точности удержания судна на линии профиля.

2 (57) Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для управления движением судна вдоль заданной линии геофизического профиля при производстве геолого-геофизических исследований на морских акваториях Целью изобретения является повышение точности и расширение области применения системы управления курсом судна. Указанная цель достигается путем подключения к аналоговой схеме ручного управления курсом с сельсинным входом через схему сопряжения цифрового навигационно", го вычислителя курса. 1 ил.

Известна также автоматизированная система стабилизации судна на задан- а ной линии профиля, содержащая радионавигационный датчик курса, скорости, отклонения судна от заданного курса, первый блок сравнения, второй блок сравнения, регулятор курса, исполнительный механизм. Такая система обеспечивает необходимую точность привяз- ки судна к линии геофизического профиля при решении ряда геолого-геофи- © зических задач, однако в ней не исклю. чается воэможность колебаний курса судна.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для автоматичесеЪ кои стабилизации судна с буксируемой сейсмокосой на заданной траектории, содержащее задатчик ширины коридора хода судна, датчики курса,, скорости, отклонения судна от заданного курса, вычислитель градусных поправок, дат 4

17!648 чик максимального натяжения сейсмической косы, датчики внешних возмущений, два блока сравнения, блок памяти, сумматор, задатчик курса, регулятор курса и исполнительный механизм.

Данное устройство позволяет выработать управляющий сигнал для управления судном, однако в нем отсутствуют необходимые элементы согласований между. выходным блоком навигацион-. ного вычислителя сигнала рассогласования и регулятором курса (авторулевым), что ограничивает применение этого; устройства на судах с различными модификациями авторулевых.

Цель изобретения — повышение точности и расширение области применения устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство автоматического управления курсом судна, содержащее навигационный вычислитель курса, блок управл ния рулем и блок изменения 25 курса, дополнительно содержит последовательно соединенные сумматор, блок сравнения, блок управления шаговым двигателем и шаговый двигатель, кине-. матически связанный через редуктор с сельсином-датчиком, а также переключатель рода работы, первый и второй преобразователи разность фаз - код, входы фазы опорного сигнала которых и вход фазы опорного сигнала сельсина-датчика подключены к выходу Фазы опорного сигнала датчиков курса, ко второму входу блока сравнения подключен выход первого преобразователя разность фаз - код информационный вход 40 которого подключен к первому выходу фазы сельсина-датчика, второй выход фазы которого через первый контакт переключателя рода работы соединен со входом блока управления рулем, причем выход навигационного вычислителя курса подключен к первому входу сумматора, со вторым входом которого связан выход второго преобразователя разность фаз - код, информационный вход которого подключен к информационному выходу блока измерения курса, выход ручного управления которого через второй контакт переключателя рода работы соединен со входом блока уп-.

15 равления рулем.

I

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.

У тройство автоматического управлейия курсом судна содержит навигационный вычислитель курса 1, сумматор

2, блок сравнения 3, блок управления шаговым двигателем 4, шаговый двигатель 5, редуктор 6, сельсин-датчик 7, два преобразователя разность. фаз-код

8 и 9, блок измерения курса 10, переключатель рода. работы 11, блок управления рулем l2.

Один вход сумматора 2 соединен с выходом навигационного вычислителя курса 1, а второй вход через преобразователь разность Фаз - код 9 - с блоком измерения курса l0. Выход сумматора, 2 подключен к блоку сравнения 3, на другие входы которого через преобразователь разность фаз - код 8 подключен выход сельсина-датчика 7. Блок сравнения 3 через блок управления шаговым двигателем 4 соединен с шаговым двигателем 5, а последний механи чески через редуктор 6 соединен с сельсин-датчиком 7.. Выход сельсинадатчика 7 через переключатель рода работы 11 соединей с блоком управления рулем 12.

Устройство работает следующим образом.

При отклонении судна от линии геофизического профиля навигационный вычислитель курса 1 вырабатывает управляющий сигнал в виде цифрового кода, эквивалентного расчетному компасному курсу судна, для вывода его на заданную точку траектории сближения с линией географического профиля.

Вычисление текущего значения расчетного компасного: .курса выполняется путем соответствующей обработки данных бортовых приемоиндикаторов различных радионавигационных систем с помощБю специальных микропрограмм реального времени, введенных в навигационный вычислитель курса 1. С выхода навигационного вычислителя курса

1 значение расчетного компасного курса (КК) в виде цифрового кода подается на первый вход сумматора 2. На второй вход сумматора 2 подается цифровой сигнал с выхода преобразователя разность фаз т код 9, значение которого пропорционально углу рассогласования фазы электрического сигнала в системе передачи курса от блока измерения курса 18. ОпоРный и фазовый сигнал сельсинной системы передачи курса подключены на входе преобразователя

1716485 разность фаз - код 9, Значения компасного и гирокомпасного курсов выраба- тываются в круговой системе отсчета курса от 0 до 360 . С выхода сумма-.

5 тора 2 цифровой код, пропорциональный расчетному углу рассогласования К =ГК-КК, по шинам данных подается на один иэ входов блока сравнения 3, P на второй вход которого подключен цифровой выход преобразователя раз" ность фаз - код 8. В свою очередь на один из входов преобразователя разность фаз - код 8 подан опорный сигнал. системы блока измерения курса 10, . подключенный параллельно с одношин- . ной линией связи с преобразователем разность Фаз - код 9, а второй вход преобразователя 8 подключен к фазовой обмотке сельсина-датчика 7, который параллельно подается на вход сельсина-приемника блока управления рулем .

12 через переключатель рода работы 11. Преобразователь разность фаэкод 8 работает в полукруговой систе- 25 ме отсчета угла рассогласования ис-, полнительной схемы устройства K„=

= (0-180О). С выхода блока сравне- ния 3 снимается трехстабильный . игнал параметра рассогласования Р=, . gp

=(+), (0), (-), который по трем сиг-. нальным линиям подается на вход блока . управления шаговым двигателем 4,. который управляет шаговым двигателем

5. B зависимости от знака параметра рассогласования P вырабатываются управляющие сигналы соответствующего направления вращения шагового двига-. теля 5, который через понижающий механический редуктор 6 передает враще- 40 ние его вала на ротор сельсина-дат- чика 7, вращение которого вызывает изменение фазы сигнала рассогласова«-:ия и соответствующие изменения угла

ЬК» и задание угла сближения с про- 45 филем на блок управления рулем 12, Остано"ка следящей системы рассогла-сования курса произойдет в момент, когда LK -ЬК =О, при этом на блок измерения курса 10 будет подан курс приведения судна на географический профиль. Регулятор блока управлейия рулем 12 устанавливается на курс

"0", тогда при равенстве значений

ГК и КК < KP=O и отработки следящей схемы на вход блока управления рулем

12 с сельсина- датчика 7 будет задан курс "0" и судно будет лежать на КК приведения на профиль или на профиле (при отсутствии внешних возмущений), а руль - в диаметральной плоскости . судна. Переключателем рода работы 11 следящий вход блока управления ру.лем 12 может быть отключен от устройства автоматического управления и подключен к его штатной схеме управления от судового блока измерения курса °

Формула изобретения

Устройство автоматического управления курсом судна, содержащее навигационный вычислитель курса, блок управления рулем и блок измерения кур са, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,,с целью повышения точности и расширения, области применения, оно дополнительно содержит последовательно соединенные сумматор, блок сравнения, блок управления шаговым двигателем и шаговый двигатель., кинема" тически связанный через редуктор с сельсином-датчиком, а также переключатель рода работы и первый и второй преобразователи разность фаэ-код, входы фазы опорного сигнала которых и вход фазы опорного сигнала сельсинадатчика подключены к выходу фазы опорного сигнала датчика курса, к второму входу блока сравнения под" ключен выход первого преобразователя разность фаэ-код, информационный вход которого подключен к первому выходу фазы сельсина-датчика, второй выход фазы которого через первый контакт переключателя рода работы соединен с входом блока управления рулем, причем выход навигационного вычислителя курса подключен к первому входу сумматора, с вторым входом которого связан выход второго преобразователя разность фаз-код, информационный вход которого подключен к информационному выходу блока измерения курса, выход ручного управления которого через второй контакт переключателя рода работы соединен с вхо11ом блока управления рулем.

1716485

Корректор "И. Самборская

Заказ 612 Тираж Подписное

ВНИИ11И Государственного комитета по изобретениям и открытиям нри ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1Q1

Редактор Н.Горват

° о

Составитель Г,Бойцов

Техред А,Кравчук