Устройство для управления подводным буксируемым аппаратом

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцналнстическнк

Республик

<»>875347

-е (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено10, 12. 79 (21) 2851920/18-24 с присоединением заявки HP (51)М. Нл 3

G 05 0 1/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23,1081. Бюллетень Н9 39 (53) УДК 82.50 (088.8) Дата опубликования описания 23; 10. 81

Л3опов

P2) Авторы изобретения

Б. В. Бруслиновский, О. A. Леонтье и В. М. Рыльчико (Ленинградский ордена Ленина электрОтехничЕский институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (71) Заявитель (54 ) УСТРОИСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОДВОДНЫМ

БУКСИРУЕМЫМ АППАРАТОМ

Изобретение относится к системам управления в пространстве подводными буксируемыми аппаратами, используемыми для океанологических исследований.

Известно устройство управления подводным буксируемым аппаратом (БА), в котором управление движением аппарата в вертикальной плоскости производится с помощью горизонтального руля, который регулируется с помощью дистанционного сервопривода для изменения угла атаки корпуса и, следовательно, гидродинамической силы, создаваемой аппаратом, и его глуби- 15 ны F13 .

В буксируемых аппаратах самолет" ной компоновки могут быть использованы устройства управления, построенные на базе авиационных .авто- 2О пилотов, которые обеспечивают стабилизацию высоты полета и ориентации летательных аппаратов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее датчики положения летательного аппарата .и каналы управления горизонтальными и вертикальными рулями и элеронами, которие можно рассматривать эквивалентными 30 датчикам положения и каналам управления BA. Для управления BA при .маневрировании в вертикальной плоскости в состав устройства будут входить блок задания глубины движения БА, датчики глубины, дифферента и угловой скорости дифферента, которые под-. ключены к каналу управления горизонтальным рулем (2). При этом реализуется линейный алгоритм управления БА

i y Ч -Ч1-К Ч-К я, 1 где 0" — скорость перекладки горизонтального руля;

Ч Ч,со Y - значение заданной и текущей глубины, дифферента и угловой ско- рости ЮА соответственно;

k„,К, К вЂ” постоянные коэффициенты.

Такое устройство управления обеспечивает стабилизацию заданной глубины движения БА и перемещение БА в вертикальной плоскости при изменении заданного значения Yg „ производимого оператором.

Недостатком этого устройства является то обстоятельство, что в процес875347 се маневрирования БА в вертикальной плоскости резко возрастает натяжение буксирного троса, что может привести к отрыву последнего и утере БА. При большоМ рассогласовании Уу и

Y горизонтальный руль BA перекладывается в крайнее положение, тем самым угол атаки BA и, следовательно, гидродинамическая сила, развиваемая аппаратом, достигают максимально возможных значений. При этом переме1 щение BA в вертикальной плоскости производится со скоростью V>, превышающей скорость буксировки V.. Это обстоятельство приводит к тому,что полная скорость БА V в процессе маневрирования в вертикальной плоскости достигает значений 1,5-2 V,, что приводит к увеличению натяжения буксирного троса в 2-4 раза по сравнению с натяжением в стационарном режиме движения BA на максимальной глубиче.

Цель изобретения — повышение надежности устройства за счет уменьшения нагрузки на буксирный трос при маневрировании аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее эадатчик и датчик глубины и датчики дифферента и скорости изменения дифферента, подключенные соответственно к первому и второму входам блока . управления горизонтальными рулями, введены последовательно соединенные сумматор и ограничитель, выходом подключенный к третьему входу блока управления горизонтальными рулями, причем первый и второй входы сумматора соединены соответственно с задатчиком и датчиком глубины.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 характеристика ограничителя; на фиг. 3 — скорости и угловые координаты БА в процессе маневрирования.

Устройство состоит иэ блока 1 управления горизонтальными рулями, датчиков 2 глубины, дифферента 3, скорости изменения дифферента 4,задатчика 5 глубины, сумматора 6 и ограничителя 7, который может быть выполнен на базе операционного усилителя.

Устройство работает следующим образом.

В стационарных режимах движения и при малых величинах рассогласования дУ Ye - Y по разности И . в сумматоре 6 вырабатывается сигнал, соответствующий требуемому углу дифферента BA v, поступающий в качестве заданного значения в блок 1 управления горизонтальными рулями, где он сравнивается с сигналами, поступающими с датчиком 3 и 4. В соответствии с величиной рассогласоФормула изобретения

Устройство для управления подводныч буксируемым аппаратом, содержащее задатчик и датчик глубины и датчики дифферента и скорости изменения дифферента, подключенные соответственно к первому и второму входам блока управления горизонтальными рулями, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит последовательно соединенные сумматор и ограничитель, выходом подключенный к третьему входу блока управления горизонтальными рулями, причем первый и второй входы сумматора соединены соответственно с задатчиком и датчиком глубины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Парамонов А.Н. и др. Управляемый комплекс буксируемой гидрофиэической аппаратуры. Сб. Методика и аппаратура для гидрофиэических исследований. Труды АН УССР, т. 41, Киев, "Наукова думка", 1969, с.164179.

2. Автопилот АИ-5. Техническое описание, 1965 (прототип).

60 вания v и v в блоке 3 управления вырабатываются сигналы на поворот руля. БА отрабатывает заданное значение угла дифферента V = Н и тем самым создается заглубляющая гидродинамическая сила, обеспечивающая перемещение БА по глубине и его стабилизацию на заданной глубине (в стационарном режиме движения SA угол дифферента v равен углу ата10ки 4)

При больших рассогласованиях 4Y ограничитель 7 производит ограничение заданного значения дифферента BA ч = v „. Тем самым ограничивается угол атаки aL и угол наклона траектории О, т. е. гидродинамическая сила, развиваемая БА, и скорость его эаглубления. Следовательно, уменьшается величина натяжения буксирного троса, которая пропорциональна квад20 рату скорости БА и углу атаки БА, определяющего величину коэффициента гидродинамической силы. Величина

v „ выбирается таким образом, чтобы в процессе маневрирования BA натяже25. ние буксирного троса не превышало значения натяжения троса в стационарном режиме движения БА на максимальной глубине.

В зависимости от скорости буксиЗ0 ровки Vo в ограничителе 7 предусмотрена регулировка величины v ä .

875347 иг.

Составитель В. Певзнер

Техред Ж. Кастелевич Корректор С. Шекмар

Редактор Г. Волкова

Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9331/72 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4