Система управления успокоителем бортовой качки судна
Использование: судостроение. Сущность изобретения: система управления успокоителем бортовой качки судна содержит акселерометр 1, сервоусилитель 14, сервопривод 15, а также второй акселерометр 2 с параллельной по отношению к первому акселерометру осью чувствительности, установленный на общем с ним жестком основании 3. Акселерометры 1,2 включены встречно и вместе с двумя интеграторами 12, 13, тремя сумматорами 4-6 и памятью масштабирующими устройствами 7 и 11 образуют датчик, вырабатывающий всю информацию (угол, угловую скорость, угловое ускорение), необходимую для работы успокоителя бортовой качки. 1 ил.
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)з В 63 В 39/14
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО. СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 . (21) 4914096/11 (22) 25.02.91 (46) 15.12.92. Бюл, М 46 (71) Центральный научно-исследовательский институт "Дельфин" (72) А.В.Новогородский, Г.В.Попов и
Д.В.Реут (56) Холодилин А.Н., Шмырев А.Н. Мореходность и стабилизация судов на волнении. Л.:
Судостроение, 1967, с, 157-180.
Service Performance of Sperry Gyrofln
StabiHzers. — Motor Ship, april, 1964, р.37-49. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ УСПОКОИТЕЛЕМ БОРТОВОЙ КАЧКИ СУДНА
„„. Ж „„1781 128 А1 (57) Использование: судостроение. Сущность изобретения: система управления успокоителем бортовой качки судна содержит акселерометр 1, сервоусилитель 14, сервопривод 15, а также второй акселерометр 2 с параллельной по отноаемию к первому акселерометру осью чувствительности, установленный на общем с ним жестком основании 3. Акселерометры 1, 2 включены встречно и вместе с двумя интеграторами
12, 13, тремя сумматорами 4-6 и памятью масштабирующими устройствами 7 и 11 образуют датчик, вырабатывающий всю ин-: формацию (угол, угловую скорость, угловое ускорение), необходимую для работы успо- .
; коителя бортовой качки. 1 ил.
1781128
Изобретение относится к приборостроению и предназначено для использования в качестве схемы управления успокоителем бортовой качки судна.
Известны устройства, служащие для стабилизации корабля по углу бортовой качки на морском волнении, включающие набор гироскопических датчиков, измеряющих параметры движения судна при его колебаниях вокруг продольной оси, следящий привод и исполнительный орган — бортовые управляемые рули.
Эти устройства включают сложные и до. ростоящие гироскопические датчики угловой скорости и углового ускорения. либо, при их отсутствии, не обеспечивает требуемого качества стабилизации в диапазоне возможных частот качки.
Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности является схема управления успокоителя качки Sperry
Gyrofin (торговая марка) фирмы Sperry. данный ускопоитель качки, являющийся прототипом изобретения, содержит линейный акселерометр, датчик угловой скорости, датчик углового ускорения, масштабирующие сигналы этих датчиков устройства, сумматор отмасштабированных сйгналов, сервоусилитель, серпопривод и бортовые управляемые рули.
Недостатком прототипа является наличие дорогих и сложных датчиков угловой скорости и углового ускорения. Эти датчики представляют собой электромеханические устройства, содержащие, как правило, ruipoскопы и насыщенные аналоговой и цифровой электроникой.
Известны конструкции датчиков углового ускорения и угловой скорости, содержащие большое количество подвижных деталей, в том числе, скоростные подшипники, имеющие ограниченный ресурс работы и малую в сравнении с электронными схемами надежность.
Целью изобретения является увеличение надежности и удешевление ускопоителя бортовой качки карабля, Указанная цель достигается тем, что в известном успокоителе бортовой качки корабля, содержащем акселерометр, первое, второе и третье масштабирующие устройства, подключенный к их выходам сумматор, соединенные последовательно сервоусилитель, сервопривод, а также бортовые управляемые рули, согласно изобретению, введен второй акселерометр с параллельной по отношению к первому акселерометру осью чувствительности. В устройство введены также второй и третий сумматоры, четвертое и пятое масштабирующие устройства, первый и второй интеграторы. Выходы акселерометров подключены ко входам второго сумматора, выход второго сумматора подключен ко входу второго масштабирующего устройства и ко входу третьего сумматора, выход которого подключен ко входу первого интегратора. Выход этого интегратора подключен ко входу третьего и четвертого масштабирующих устройств и ко входу, Таким образом, информация об угловом ускорении качки вырабатывается парой ак20 селерометров, включенных по дифференциальной схеме, один из которых служит также датчиком угла качки, а второй введен в устройство дополнительно, Чувствительность такой дифференциальной схемы максимальна, когда оси чувствительности акселерометров расположены в плоскости шпангоута корабля (т.е, перпендикулярно продольной оси судна).
Ийформация об угловой скорости качки вырабатывается интегрированием электри30 ческого сигнала углового ускорения, получаемого,как показано выше; с использованием акселерометра — датчика угла качки. Для исключения возможности неограниченного увеличения выходного сигнала интеграто35 ра под действием неконтролируемых помех интегратор охвачен жесткой отрицательной обратной связью и параллельно с этим— интегральной отрицательной обратной связью, Выходной сигнал интегратора служит в предлагаемом устройстве сигналом
40 угловой скорости бортовой качки
На чертеже представлена блок-схема успокоителя качки.
Устройство содержит акселерометры 1 и 2, установленные на общем жестком осно45 вании 3, сумматоры 4, 5, 6, масштабирующие устройства 7, 8, 9, 10, 11, интеграторы
12, 13, сервоусилитель 14, сервопривод 15, 50 бортовые управляемые рули 16, парирую, щие воздействия возмущающего момента на судно 17 со стороны морского волнения.
Оси чувствительности акселерометров параллельны друг другу.
55 Выходы акселерометров 1, 2, размещенных на жестком основании 3, подключены к сумматору 4. Кроме того, вход акселерометрэ 1 подключен к масштабирующему устройству 7, выход которого подключен к сумматору 5. Выход сумматора 4
10 второго интегратора. Выход четвертого масштабирующего устройства
t, подключен ко входу третьего сумматора, Выход второго интегратора подключен через пятое масштабиру- .
15 ющее устройство ко входу третьего сумматора, 1
1781128
Составитель Г. Белов
Техред M.Ìoðãåíòàë
Редактор
Корректор С.ПатРУшева
Заказ 4247 Тираж Подписное
ВНИИПИ ГосударственнЬго комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 подключен к сумматору 6 и к масштабирующему устройству 8, выход которого подключен. к сумматору 5. Выход сумматора 6 подключен к интегратору 12, выход которого подключен к масштабирующему устрой- 5 ству 9, выход которого подключен к сумматору 5. Выход интегратора 12 подключен также к масштабирующему устройству
l0, выход которого подключен ко входу сум. матора 6. кроме того, выход интегратора 12 10 подключен.ко вхоцу интегратора 13, выход которого подключен ко входу масштабирующего устройства 11. выход которого подключен ко входу сумматора 6. Выход сумматора 5 подключен через сервоусили- 15 тель 14 к сервоприводу 15 с жесткой обратной связью, выходные штоки которого связаны с бортовыми управляемыми рулями 16, расположенными на судне 17.
Устройство работает следующим обра- . 20 зом.
Сигнал акселерометра 1 в качестве сигнала угла бортовой качки через масштабирующее устройство 7 поступает на первый вход сумматора 5 и, в соответствии с из- 25 бранным масштабом, влияет через сервоусилитель 14 и сервопривод 15 на положение бортовых управляемых рулей 16. Кроме того, сигнал акселерометра 1 поступает на первый вход сумматора 4, на второй вход 30 которого поступает сигнал акоелерометра 2.
Выделяемый сумматором 4 дифференциальный сигнал в качестве сигнала углового ускорения качки через масштабирующее устройство 8 поступает на второй вход сумма- 43 тора 5 и, в соответствии с избранным масштабом, влияет через сервоусилитель 4 и сервопривод 15 на положение бортовых управляемых рулей 16, .
Выходной сигнал сумматора 4 поступа- 4(} ет также на вход сумматора 6, принимающего, кроме того . сигнал жесткой отрицательной обратной связи с выхода масштабирующего устройства 10 и сигнал интегральной отрицательной обратной свя- 45 зи с выхода масштабирующего устройства
11. Выход интегратора 12 в качестве сигнала угловой скорости качки через масштабирующее устройство 9 поступает на третий вход сумматора 5 и, в соответствии с избранным масштабом, влияет через сервоу-" силитель 14 и сервопривод 15 на положение бортовых управляемых рулей 16, --- Выходной сигнал интегратора 12 поступает также на вход масштабирующего устройства 10, выходной сигнал которого в качестве сигнала жесткой отрицательной обратной связи поступает на второй вход сумматора 6. Кроме того, выходной сигнал интегратора 12 поступает на вход интегратора 13, выходной сигнал которого через масштабирующее устройство 11 в виде сигнала интегральной отрицательной обратной связи поступает на третий вход сумматора
6.
Формула изобретения
Система управления успокоителем бортовой качки судна, содержащая последовательно соединенные между собой акселерометр, первое масштабирующее устройство, сумматор, сервоусилитель и сервопривод, второй и третий масштабирующие устройства, подключенные к упомянутому сумматору, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения на-" дежности и снижения стоимости системы, она снабжена вторым экселерометром, atoрым и третьим сумматорами, четвертым и пятым масштабирующими устройствами, первым и вторым интеграторами, при этом выходы экселерометров подсоединены к входам второго сумматора, выход которого соединен с входом второго масштабирующего устройства и к входу третьего сумматора, выход которого соединен с входом первого интегратора, выход котОрого соединен с входом третьего и четвертого масштабирующих устройств и с входом второго интегратора, а выход четвертого масштэбирующего устройства соединен с входом третьего сумматора, причем выход второго интегратора подключен через пятое масш- табирующее устройство к входу третьего сумматора, при этом акселерометры установлены своими осями чувствительности параллельно друг другу.
