Система автоматического управления движением судна



Система автоматического управления движением судна
Система автоматического управления движением судна
B63H25 - Управление судами: уменьшение скорости хода, осуществляемое иными средствами, чем движители (использование подвижно установленных движителей для управления судном B63H 5/14; использование подвижно установленных забортных двигательно-движительных агрегатов B63H 20/00); динамическая постановка на якорь, т.е. расположение судов с помощью основных или вспомогательных движителей (постановка судов на якорь, кроме динамической, B63B 21/00; устройства для уменьшения килевой и бортовой качки или подобных нежелательных движений судов с помощью реактивных струй или гребных винтов B63B 39/08)

Владельцы патента RU 2381140:

Федеральный научно-производственный центр Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Марс" (RU)

Изобретение относится к системам автоматического управления движением надводных кораблей, судов, плавучих платформ и предназначено для реализации автоматического управления движением при динамическом позиционировании в условиях изменяющихся внешних воздействий. Система содержит приемоиндикатор спутниковой навигационной системы, задатчик курса и координат позиционирования, сумматор, блок формирования сигналов управления и блок коррекции параметров системы автоматического управления движением судна. Последний позволяет устранять рассогласования по курсу и по координатам местоположения посредством задания колец дальности от точки позиционирования с определением постоянной времени системы автоматического управления движением судна в зависимости от положения центра масс судна относительно этих колец дальности. Техническим результатом является высокая точность позиционирования и минимальное время занятия точки позиционирования надводным кораблем, судном, плавучей платформой при автоматическом управлении движением в условиях изменяющихся внешних воздействий. 2 ил.

 

Изобретение относится к системам автоматического управления движением надводных кораблей, судов, плавучих платформ и предназначено для реализации автоматического управления движением при динамическом позиционировании в условиях изменяющихся внешних воздействий.

Известна система восстановления параметров движения корабля, обеспечивающая выработку достоверной и высококачественной информации о динамике движения корабля и выдачу сигналов, необходимых для управления движением корабля (RU 2071109).

Недостатком известной системы является то, что она способна устранять рассогласования только по курсу и не способна устранять рассогласования по координатам местоположения, то есть не может быть использована при позиционировании. Кроме того, в ней отсутствует адаптация параметров системы к изменяющимся внешним воздействиям.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является аппаратура автоматического управления движением судна (RU 2144884), принятая нами в качестве прототипа, содержащая задатчик направления, датчик угла перекладки руля, суммирующий усилитель, приемоиндикатор спутниковой навигационной системы (СНС) и блок дифференцирования.

Недостатком прототипа является то, что он способен устранять рассогласования только по путевому углу и не способен устранять рассогласования по координатам местоположения, то есть не может быть использован при позиционировании.

Сущность изобретения заключается во введении в систему, содержащую приемоиндикатор СНС, задатчик курса и координат позиционирования, сумматор и блок формирования сигналов управления, блока коррекции параметров системы автоматического управления движением (САУД), позволяющего устранять рассогласования по курсу и по координатам местоположения с учетом изменяющихся внешних воздействий.

Техническим результатом является высокая точность позиционирования и минимальное время занятия точки позиционирования надводным кораблем, судном, плавучей платформой при автоматическом управлении движением в условиях изменяющихся внешних воздействий.

Изобретение поясняется графическими материалами:

- Фиг.1 - функциональная схема устройства;

- Фиг.2 - кольца дальности до точки позиционирования.

САУД судна (Фиг.1) содержит блок коррекции параметров САУД, блок формирования сигналов управления, задатчик курса и координат позиционирования, сумматор и приемоиндикатор CMC, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен с входом блока формирования сигналов управления, второй вход сумматора соединен с выходом задатчика курса и координат позиционирования, вход блока коррекции параметров САУД соединен с выходом задатчика курса и координат позиционирования и с выходом приемоиндикатора СНС, выход блока коррекции параметров САУД соединен с входом блока формирования сигналов управления, выход которого является выходом системы.

На фиг.2 в центре рисунка сплошной линией обозначено расположение судна в заданной точке позиционирования, а пунктиром - его текущее местоположение, 1 - внутреннее кольцо дальности от заданной точки позиционирования, 2 - внешнее кольцо дальности от заданной точки позиционирования.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

На сумматор САУД судна поступают заданные координаты с задатчика курса и координат позиционирования вместе с координатами от приемоиндикатора СНС, после сумматора сигнал рассогласования поступает в блок формирования сигналов управления. Так же данные от приемоиндикатора СНС и задатчика курса и координат позиционирования поступают в блок коррекции параметров САУД, после которого сигнал поступает в блок формирования сигналов управления. Блок формирования сигналов управления на основании данных, полученных от блока коррекции параметров САУД и от сумматора, формирует сигнал, который поступает на вход органов управления.

Блок коррекции параметров САУД представляет собой решающее устройство, которое по динамическим характеристикам координат объекта управления осуществляет адаптацию параметров САУД к изменяющимся внешним условиям и выдачу этих параметров в блок формирования сигналов управления. Адаптация параметров САУД выполняется путем задания двух колец дальности от точки позиционирования (Фиг.2): при нахождении центра масс судна за пределами внешнего кольца 2 постоянная времени САУД устанавливается минимальной, чтобы при интенсивных внешних воздействиях система управления успевала справляться со сносом и возвращала центр масс судна в зону точки позиционирования.

При нахождении центра масс судна в пределах внутреннего кольца 1 постоянная времени САУД устанавливается максимальной.

Радиусы колец рассчитываются в момент задания точки позиционирования по формулам (1), (2).

где

σ - среднеквадратичное отклонение (СКО) центра масс судна от точки позиционирования, м;

t - время усреднения навигационной информации, с;

V - средняя скорость движения судна в условиях изменяющихся внешних воздействий, м/с.

Например, если СКО - 1,5 м, время усреднения навигационной информации - 30 с, средняя скорость движения судна в условиях изменяющихся внешних воздействий - 0,05 м/с, то радиус внутреннего кольца равен 4,5 м, радиус внешнего кольца равен 6 м.

Зона между кольцами дальности является переходной. Постоянная времени САУД в этой зоне зависит от направления движения судна: если центр масс судна зашел в переходную зону из-за пределов внешнего кольца 2, то постоянная времени САУД продолжает оставаться минимальной до пересечения внутреннего кольца, после пересечения она становится максимальной. Если центр масс судна входит в переходную зону из внутреннего кольца (например, при интенсивном сносе), то постоянная времени САУД остается максимальной до пересечения внешнего кольца, после пересечения она становится минимальной.

В качестве приемоиндикатора CMC может быть использован спутниковый навигационный приемник СН-3101.

Работа блоков может быть реализована на известных элементах цифровой техники.

Система автоматического управления движением судна, содержащая блок формирования сигналов управления, задатчик курса и координат позиционирования, сумматор и приемоиндикатор спутниковой навигационной системы, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом задатчика курса и координат позиционирования, а выход - с входом блока формирования сигналов управления, отличающаяся тем, что в систему дополнительно введен блок коррекции параметров системы автоматического управления движением судна, входы которого соединены с выходами задатчика курса и координат позиционирования и приемоиндикатора спутниковой навигационной системы, а выход - с дополнительным входом блока формирования сигналов управления, при этом блок коррекции параметров системы автоматического управления движением судна выполнен с возможностью устранения рассогласований по курсу и по координатам посредством задания колец дальности от точки позиционирования с определением постоянной времени системы автоматического управления движением судна в зависимости от положения центра масс судна относительно этих колец дальности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для управления продольным движением летательных аппаратов (ЛА). .

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для управления продольным движением летательных аппаратов (ЛА). .

Изобретение относится к управлению ориентацией космического аппарата (КА) при действии возмущающего момента, например, от включения исполнительных органов при сближении и причаливании.

Изобретение относится к авиационным комплексам с беспилотными, дистанционно пилотируемыми автоматизированными воздушными судами (АВС) и предназначено для полуавтоматического и автоматического взлета, пилотирования и посадки АВС, несущих полезную нагрузку различного назначения.

Изобретение относится к области судовождения, а именно к автоматическому управлению движением судна по заданному направлению с выявлением встречных объектов и автоматического расхождения с ними.

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах управления летательными аппаратами. .

Изобретение относится к способам определения угловых параметров движения крылатых беспилотных летательных аппаратов (далее БЛА) и может быть использовано при управлении БЛА, совершающего маневр с помощью различных режимов полета: рикошетирования, планирования и комбинированного режима.

Изобретение относится к области комплексного полетного контроля систем автоматического управления летательными аппаратами. .

Изобретение относится к многоцелевым обучаемым автоматизированным системам группового дистанционного управления потенциально опасными динамическими объектами (ПОДО), преимущественно беспилотными летательными аппаратами специального назначения.

Изобретение относится к области судовождения, а именно к автоматическому управлению движением судна по заданному направлению с выявлением встречных объектов и автоматического расхождения с ними.

Изобретение относится к водному транспорту, в частности к управлению движением швартующегося судна при выполнении им швартовной операции к судну партнеру. .

Изобретение относится к подвеске глиссера к корпусу судна, а также к подвесным моторам для легких катеров и моторных яхт. .

Изобретение относится к области судостроения, в частности к системам управления движением судна. .

Изобретение относится к судостроению и касается создания силовой установки с ее аварийным управлением. .

Изобретение относится к области судовождения - автоматическому управлению движением судна по заданному направлению с выявлением встречных объектов и расхождения с ними.

Изобретение относится к системам управления движением подводных аппаратов. .

Изобретение относится к судостроению, к устройству, обеспечивающему управляемость и маневренность судна. .

Изобретение относится к судостроению, к устройству, обеспечивающему управляемость и маневренность судна. .

Изобретение относится к водному транспорту и касается управления движением объекта, например судна, при выполнении им сближения с другим подвижным объектом. .

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации речных и морских судов, преимущественно, типа «Катамаран»
Наверх