Устройство для автоматической стабилизации судна с буксируемой сейсмопьезокосой на заданной траектории

 

Союз Советски к

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<,744484 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.0!.78 (2l) 2568634/38-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) М. Кл. б 05 Р l/00

Гасударстееииык камитет

Опубликовано 30.06.80. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 05.07.80 (53) УДК 66-50 (088.8) по делам изобретений и открытий

В. Е. Кудряшов, В, А. Нечаев, И. Б. Никифоров, Ю. В. Рождественский и И. Р. Фрейдвон . (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт имени В. И. Ульянова (Ленина) (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ

СУДНА С БУКСИРУЕМОЙ СЕЙСМОПЬЕЗОКОСОЙ

НА ЗАДАННОЙ ТРАЕКТОРИИ

Изобретение относится к устройствам точ-. ного управления движением научно-исследовательских судов для проведения геолого-геофизических работ с использованием буксируемых сейсмических пьезокос в качестве носителей приемников первичной ин- 5 формации сейсморазведки и, в особенности, при автоматическом .удержании научно-исследовательского судна на заданной линии профиля, без внесения устройством дополнительных шумов в пьезоприемиики, обеспе-, чивая надежность и безопасность работы с сейсмопьезокосами,"в частности для проведения сейсмической разведки с использованием сейсмических пьезокос большой длины (порядка 3000 м и более), что предъявляет повышенные требования к сглаженности траектории движения научно-исследовагельскнх судов.

Известно устройство для стабилизации судна на заданном курсе (авторулевой), содержащее датчик требуемого значения курсового угла, датчик истинного значения курсового угла, устройство сравнения, регулятор, нуль-орган, исполнительное устройство, рулевую машину, руль и датчик обратной связи по положению руля (! .

Использование данного устройства для стабилизации судна с сейсмопьезокосой на курсе, совпадающем с направлением заданного профиля, позволяет свести колебания курса судна К минимуму и тем самым с одной стороны снизить уровень собственных шумов в приемных устройствах, с другой стороны — исключить перегрузки в косе.

Недостаток устройства — недостаточная для проведения морских геологоразведочных работ точность удержания судна иа заданной линии профиля из-за отсутствия компенсации бокового сноса судна за счет внешних воздействий, действующих по нор мали к стабилизируемому курсу.

Наиболее близким техническйм решением к изобретению является устройство для ста. билизации судна на заданной линия профи тя, содержа щее радионавигационные датчики курса, скорости, отклонения судна ог заданного курса, первый блок сравнения, второй блок сраннеяия. регулятор курса. исполнительный механизм (2) .

744484

Такое устройство позволяет обеспечивать стабилизацию судна на заданной линии профиля с высокой точностью и обеспечивает решение ряда геолого-геофизических задач управления движением.

11едостатки такого устройства — возможность колебаний курса судна в пределах, достаточных для возникновения в пьезоприемниках дополнительных шумов, что ведет к снижению точности и эффективности сейсморазведки; колебания курса обуславливают также возрастание натяжения в сейсмокосе, что в конечном итоге может при вести к ее обрыву; не обеспечена безопасная эксплуатация устройства при удержании судна с сейсмопьезокосой в случаях возрастания уровня помех по каналам радиосвязи или увеличения периода дискретности обновления информации выше критического значения, что может привести к повреждению сейсмопьезокосы судном.

Цель изобретения — повышение точности и надежности устройства.

Г!оставленная цель достигается тем, что устройство содержит датчик внешних возмущений, задатчик ширины коридора хода судна, задатчик курса и последовательно соединенные датчик максимального натяжения сейсмопьезокосы, вычислитель, ключ, блок памяти и сумматор, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, а второй вход — с выходом задатчика курса, первый вход первого блока сравнения подключен к выходу задатчика ц ирины коридор» хода судна, второй вход -- к выходу датчик» отклонения судна от заданного курса и ко второму входу вычислителя, а выход -- ко второму входу ключа, выходы дат" "чика скорости связаны соответственно с первым входом датчика отклонения судна от заданного курса и с третьим входом вычислителя; к четвертому входу которого подключен датчик внешних возмущений, а выходы датчика курса подключены соответственно ко второму входу датчика отклонения судна от заданного курса и ко второму входу второго блока сравнения, выход которого через регулятор курса подключен к исполнительному механизму.

На чертеже представлена блок-схема уст ройства.

Устройство содержит задатчик 1 ширины коридора хода судна, датчик 2 курса, датчик 3 скорости и датчик 4 отклонения судна от заданного курса. Сигналы с датчика 3 скорости и датчика 4 отклонения судна от заданного курса поступают в вычислитель 5 градусных поправок, на два дру гйх входа которого поданы сигналы с датчика 6 максимального натяжения сейсмопьезокосы и датчики 7 внешних возмущений, а выходной сигнал вычислителя 5 через ключ 8, управляемый первым блоком 9 сравHFlfA ; га входы которого нпдклеченн выхо1 задатчика 1 ширины коридора хода судна и выход датчика 4 отклонения судна от заданного курса, подан на блок 10 памяти, выход которого соединен со входом сумматора 11, на второй вход которого подан сигнал с задатчика 12 курса, выход же сумматора 11 подключен к первому входу второ» го блока 13 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал с датчика 2 курса, выход же второго блока 13 сравнения, в свою очередь, подключен ко входу регулятора 4 курса, выходной сигнал которого является входным для исполнительного механизма 15.

Устройство работает следующим образом.

В процессе движения судна текущие значения курсового угла Т„„от датчика 2 и скорости движения судна от датчика 3 поступают в датчик 4 отклонении судна от заданной линии профиля, который на их основе вырабатывает значения счисляемых координат судна, а по данным радионавигационной системы определяет обсервованные значения этих же координат и после их совместной обработки выдает в первый блок 9 сравнения и в вычислитель 5 истинные значения отклонения судна от заданной линии профиля Ьу. Одновременно с этим вычислитель 5 градусной поправки определяет минимальное значение градусной поправки к курсу, необходимой для возвращения судна на заданную линию профиля, т. е.

Ь / „„., с учетом скорости движения судна, которая onðåäåëÿåòñÿ датчиком 3 скорости, и с учетом внешних сил, вызывающих снос судна в направлении, перпендикулярном текущему значению стабилизируемого курса.

Величина этих сил определяется датчиком 7.

Значение ширины коридора, с которого нужно возвращать судно на заданную линию профиля для вычислителя 5 является «плавающим», т. е. совпадающим с текущим значением отклонения судна Лу. Это позволяет, не вводя каких-:либо изменений в вычислитель 5, менять значение ширины коридора „, выдаваемого задатчиком I. Постоянная оценка динамических нагрузок на сейсмокосу за счет датчика 6 ее максимального натяжения позволяет сформировать функцию

= 1(Т " }. Откорректированное с учетом е значения функции f значение 6 т - „„ в виде поправки Ь Рс выхода вычислителя 5 поступает на ключ 8. Ключ управляется первым блоком 4 сравнения в соответствии ео значением величины hy, = у — 6у. Если у .>

>О, то ключ разомкнут судно находится е коридоре), если же Ьу (О, то ключ замыкается и вычислитеЛь через блок 10 памяти начинает выдавать градусную поправку в сумматор 11. Причем запоминающее устройство всегда хранит последнее значение градусной поправки, стирая предыдущее. На второй вход сумматора 11 с задатчика 12 курса постоянно подается направление про

744484 ь чивать при этом безопасность и надежность буксировки.

5 филя, характеризуемого углом 5р. На вы ходе сумматора формируется значение но вого требуемого стабилизированного угла курса rp — — Упр 4. Ь, которое во втором блоке 13 сравнения сравнивается с истинным курсовым углом / „,т и выделяет на своем выходе сигнал нх рассогласования

Ь 1 у — — Yqc . †/ гр . Регулятор 14 курса совместно с исполнительным механизмом 15 переводят судно на новый курс и стабилизируют его на новом курсе. Судно возвращается в коридор, ключ 8 размыкается и с этого момента значение курсовой поправки

Ь / постоянное по величине подается с выхода блока 1О памяти в сумматор 11. Таким образом, в работе устройства можно выделить два режима. 11ервый — судно находится в заданном коридоре, когда оно стабилизируется на курсе, величина которого практически неизменна, и второй когда судно выходит на границу коридора, в этом случае устройство плавно переводит судно на новый курс, компенсируя силы сноса судна и возвращая его на заданную линию профиля. Благодаря тому, что коррекция курса судна осуществляется эпизоди. чески (в случаях выхода судна из коридора) и с учетом ограничений исключаются постоянные колебания курса, вызывающие возрастание собственных шумов в пьезоприемниках и увеличение нагрузок в косе. Исключается возможность повреждения косы суд= ном в случае возрастания периода обновления информации об отклонении от ЗЛП или рост шумов по линиям радиосвязи, так как в этом случае устройство продолжает стабилизировать судно на курсе, соответствующем последнему значению градусной поправки.

11рименение предлагаемого устройства позволяет осуществлять точное и плавное движение судна и буксируемой сейсмопьезокосы по заданной линии профиля и обеспеФормула изобретекия

Устройство для автоматической стабилизации судна с буксируемой сейсмопьезокосой на заданной траектории, содержащее датчики курса, скорости, отклонения судна

0Т заданного курса, первый блок сравнения, второй блок сравнения, регулятор курса и исполнительный механизм, отличающееся

И тем, что, с целью повышения точности и надежности устройства, оно содержит датчик внешних возмущений, задатчик ширины коридора хода судна, задатчик курса и последовательно соединенные датчик максимального натяжения сейсмопьезокосы, вычислитель, ключ, блок памяти и сумматор, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, а второй вход — с выходом задатчика курса, первый вход первого блока сравнения подключен к выходу задат29 чика ширины коридора хода судна, второй вход — к выходу датчика отклонения судна от заданного курса и ко второму входу вычислителя, а выход — ко второму входу ключа, выходы датчика скорости связаны соот-. ветственно с первым входом датчика отклонения судна от заданного курса и с третьим входом вычислителя, к четвертому входу которого подключен датчик внешних возму. щений, а выходы датчика курса подключены соответственно ко второму входу датчиИ иа отклонения судна от заданного курса ико второму входу второго блока сравнения; выход которого через регулятор курса подключен к исполнительному механизму.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Натент ФРГ № 2110391, кл. G 05 0 1/02, 1975.

2, Авторское свидетельство СССР по заявке М 2407078, кл. б 05 D i/00, 27.06.77 (прототип).

744484

Составитель Л. Цаллагова

Редактор A.Мотыль Техред К. Шуфрнч Корректор М. Коста

Заыз 3791/12 Тираж 956 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушскан наб., д. 4/5

Фил н ал ГИ 1П е Патенте, г. Ужгород, ул. 11роектн а н, .!