Анализатор мореходных качеств судна

 

АНАЛИЗАТОР МОРЕХОДНЫХ КАЧЕСТВ СУДНА, содержащий последовательно соединенные cy мaтop, усреднитель и блок индикации, управляющий вход усреднителя подключен к выходу блока задания продолжительности усред нения, и три идентичных канала моделирования дифферента, крена и скорости судна, каждьй канал моделирования содержит первый масштабирующий усилитель , первый блок вычисления модуля и блок вычитания, входы которого подключены соответственно к выходам . соответствующих датчика случайного сигнала и задатчика постоянного сигнала , выходы первых масштабирующих усилителей всех каналов моделирования соединены с соответствующими входами сумматора, отличающи йс я тем, что, с целью повьппения точности моделирования, каждый канал моделирования дополнительно содержит инвертор .и последовательно соединенные усреднитель, первый сумматор, второй блок вычисления модуля, второй масштабирующий усилитель и второй сумматор, причем в каждом канале моделирования выход блока вычитания соединен с информационным вхоi дом усреднителя и через инвертор с другим.входом первого сумматора, , (Л выход усреднителя через первый блок вычисления модуля соединен с другим входом второго сумматора, выход которого подключен к входу первого масштабирующего усилителя, выход блока задания продолжительности усреднения соединен с управляилцими входами усреднителей всех каналов моделиЬ5 рования. О со ч tc

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

G 06 G 7/70

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫтИй (21) 3604358/24-24 (22) 10.06.83 (46) 23. 10. 84 Бюл. У 39 (72) M.M.Áóíüêîâ, Г.А.Васильев, С.Д.Добровольский и С.Б.Соловей (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

К - 157123, кл. С 06 G 7/52, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 1020832, кл. G 06 F 15/31, 1981 (прототип). (54) (57) АНАЛИЗАТОР МОРЕХОДНЫХ КАЧЕСТВ СУДНА, содержащий последовательно соединенные сумматор, усреднитель и блок индикации, управляющий вход усреднителя подключен к выходу блока задания продолжительности усред нения, и три идентичных канала модели. рования дифферента, крена и скорости судна, каждый канал моделирования содержит первый масштабирующий усилитель, первый блок вычисления модуля и блок вычитания, входы которого подключены соответственно к выходам соответствующих датчика случайного

„„SU„„1120372 А сигнала и задатчика постоянного сигнала, выходы первых масштабирующих усилителей всех каналов моделирования соединены с соответствующими вхо. дами сумматора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности моделирования, каждый канал мо. делирования дополнительно содержит инвертор .и последовательно соединенные усреднитель, первый сумматор, второй блок вычисления модуля, второй масштабирующий усилитель и вто рой сумматор, причем в каждом канале моделирования выход блока вычитания соединен с информационным входом усреднителя и через инвертор с другим. входом первого сумматора, выход усреднителя через первый блок вычисления модуля соединен с другим входом второго сумматора, выход которого подключен к входу первого масштабирующего усилителя, выход бло. ка задания продолжительности усреднения соединен с управляющими входами усреднителей всех каналов моделирования.

120372 значений (большие значения .>ятемятических ожиданий), так кяк и;>и этом при вычислении модуля с;-учяйной вели— чины на блоках вычисле?п?я мацуля и

1 j

Изобретение относится к аналогов вой измерительной технике, и может быть использовано для определения (анализа) мореходных качеств судов различных классов.

Известно устройство, содержащее последовательно соединенные измерительный прибор, интегратор, вычис,лительный блок, реле времени и блок управления, вьгходы которого подключЕны к входам интегратора, вычислительного блока и реле (1) .

Недостатком устройства является то, что оно не может быть использовано для анализа мореходных качеств судна непосредственно на испытаниях судна, тяк как предназначено для усреднения одной случайной величины, в та время как анализ (определение) мореходных качеств судна может быть проведен только по полученной определенным образом совокупности усредненных случайных величин (например, дифферент, крен и потеря скорости хода при движении судна на волнении). Кроме того, у пега низкая точность.

Наиболее блйзким по технической сущности к изобретению является анализатор мореходных качеств судна, садержящи? три идентичных канала дифферента, крена и скорости, каждый из ка торых состоит из блока сравнения и блока масштабирования, выходы блоков масштабирования всех каналов подключены к входам сумматора, кроме того, устройство содержит также усреднитель, блок индикации, блок задания начальных условий, датчики дифферента, крена и скорости судна, задатчики дифферента, крена и скорости судна и в каждом канале блок вычисления модуля, причем входы блока сравнения в каждом канале соединены с. соответствующими выходами датчика и задатчика, выход блока сравнения в каждом канале через блок вычисления модуля подкл>очен к входу блока масштабирования, выход сумматора соединен с первым входом усреднителя, второй вход которого подключен к выходу блока задания начальных условий, выход усреднителя соединен с входом блока индикации!г21.

Недостатком известного устройства является низкая точность анализа мо35

50 реходных качеств судна при няличии больших постоянных отклонений значений случайных параметров от зяданньгх при превышении математическим ожиданием случайной вели ?икы амплитуд ее переменной составляющей ка выходe блоков вычисления модуля переменная составляющая исчезает, что приводит

10 к снижению точности а: ализа морехо ных качеств с>дня °

Цель изобретения — повышение точности моделирования мореходных кячеств судна.

Постявле??ная цель достигается тем, чта в анализаторе, садержашем последовательно соединенные сумматор, усреднитель и блок индикации, управляюций вход усреднителя подключен к выходу блока задания продолжительности усреднения и fpH идектичкь?х канала моделирования дифферента кре

HH Vi CKOP0C fH СУДИЯ, Ка>КДЫЙ KQH2!I моделирования содержит первый масштабирующий усилитель, первый блок вы исления модуля и блок вычитания, входы катОрага подключены саатвет ственно к выходам соответствуюших датчика случайного сигнала и задатчика постоянного сигнала, выходы первых масц?табируюцих усилителей всех каналов моделирования соединены с соответствующими входами сумматора, в каждый канал моделирования введень! инвертор и последовательно соединенные усреднитель, первый сумматор, второй блок вычисле ?ия модуля, второй масштабирующий усилитель и второй сумматор, причем в каждом канале моделирования выход блока вычитания соединен с информационным входом усреднителя и через инвертор — с другим входом первого сумматора, выход усредкителя через первый блок вычисления модуля соединен с другим входом второго сумматара,вы ход которого подключен к входу первого масштабирующего усихп>теля, выход блока задания продал>кительности усреднения соединен с управляющими входами усреднителеи всех каналов моделирования.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого анализатора мореходных качеств судна.

Анализатор содержит кан2:? . моделирования дифферента, канал 2 моделиро вания крена и канал 3 моделирования скорости судна, каждый из которых

3 f1203 включает датчик 4 случайного сигнала задатчик 5 постоянного сигнала, блок 6 вычитания, усреднитель 7, ин,вертор 8, первый сумматор 9, первый блок 10 вычисления модуля, второй масштабирующий усилитель 11, второй . блок 12 вычисления модуля, второй сумматор 13 и первый масштабирующий усилитель )4.

Лнализатор содержит также сумматор 15, блок 16 индикации, блок 17 задания продолжительности усреднения и усреднитель 18.

Лнализатор работает следующим образом. 15

Рассмотрим его работу на примере канала 1 моделирования дифферента.

Сигналы с выходов датчика 4 и задатчика 5-поступают на входы блока 6 вычитания. Сигнал рассогласования дифферента д с выхода блока 6 поступает на вход усреднителя 7, где производится вычисление оценки математического ожидания по соот,ношению И д<, и на вход инвертора 8, где производится его инвертирование. С выхода усреднителя 7 сигнал Гпдц подается на первый вход сумматора 9, на второй вход которого подается сигнал с выхода инвертора 8. На выходе сумматора 9 получает30 ся сигнал вида (hg-enemy) который подается на вход блока 12 вычисления модуля, где формируется сигнал ,вида(ц1 -т ). С выхода блока 12 вычисления модуля сигнал поступает

35 на вход масштабирующего усилителя 11, где сигнал масштабируется до значения g hQ — ю ур где К вЂ” коэффициент связи переменной и постоянной составляющих. отклонений случайного параметра. Для нормального зако на распределения случайной величины — 3. С выхода блока 11 сигнал поступает на вход сумматора 13. С выхода усреднителя 7 сигнал 1П подадg ется на вход блока 10 вычисления модуля, где формируется сигнал вида Д П1д ), котоРый поДаетСЯ на вход сумматора 13. На выходе. суммато. ра 13 получается сигнал нида

К hip- IIIII ) t f m q q (, который подается йа вход первого масштабирующего усилителя 14, где сигнал масштабируется

72 Я

3II2чения $ (g ы -тьц 1ю ц где ", — весовой коэффициент диффере и та .

Аналогичные выражения по крену 9 и скорости 1 получаются на выходах усилителей 14 в каналах моделирования крена и скорости.

С выходов усилителей 14 сигналы поступают на соответствующие входы сумматора 15. С выхода сумматора 15 сигнал поступает на вход усреднителя 18, на выходе которого получаем сигнал вида

По значению величины ) производится определение (анализ) мореходных качеств судна. 1 является.критериальной оценкой мореходных качеств, Чем меньше значение 3 при. одних и тех же условиях плавания, тем лучше мореходные качества судна. Весовые коэффициенты ),, $8, и g определяются по отношению = —, Гh, Å Х= g,9,Ч, Ь, = и, К к-11Юх(максимально допустимое отклонение случайного параметра.

Зна:;=-ние Э вычисляется анализатором в течение времени 1, задаваемого блоком 17 и равного времени прохождения судном галса, при котором оно совершает не менее 100 колебаний по дифференту;

Сигнал 3 с выхода усреднителя 18 поступает на вход блока 16 индикации.

Как видно из работы устройства, вычисление модулей переменной и постоянной составляющих отклонений случайных параметров X производится раздельно (независимо), что исключает возможность пропадания переменной составляющей отклонения при больших значениях постоянной составляющей отклонения, что имеет место у известного устройства.

Таким образом, изобретение обеспечивает повышение точности вычисления величины 1, а следовательно, повьш ение точности анализа мореход-. ных качеств судна.

1 1 20372

В Подансиое, .ул.Проектная, 4