Patent RU-167579-U1 (RU)
Title: Система автоматического управления движением судна с компенсацией внешних возмущений
IPC: B63H25/04
Filed: 2016-04-25
Granted: 2017-01-10
Abstract: Полезная модель относится к области судостроения - автоматическому управлению движением судна. Техническим результатом, предлагаемой системы автоматического управления движением судна с компенсацией внешних возмущений является: - восстановление оценки (текущего) внешнего возмущения, воздействующего на процесс движения судна, - коррекции «ПД» закона (путем введения в закон управления оценки текущего внешнего возмущения) для устранения отрицательного влияния на процесс автоматического управления движением судна при развитом морском волнении. Технический результат достигается тем, что система автоматического управления движением судна с компенсацией внешних возмущений содержит датчик руля, задатчик курса, датчик курса, измеритель угла дрейфа и угловой скорости судна, рулевой привод, фильтр оценки курса и угловой скорости, регулятор к входу которого подключены: датчик руля, задатчик курса, сигналы оценки курса и угловой скорости с выхода фильтра оценки курса и угловой скорости судна, к входу фильтра подключены сигналы угловой скорости судна и угла дрейфа с измерителя угла дрейфа и угловой скорости судна, датчик курса подключен к входу фильтра оценки курса и угловой скорости на выходе фильтра формируются сигналы оценки курса -   и оценки угловой скорости судна -  : 
     
       
     
     
       
     
     где δ - угол перекладки руля, с датчика руля, ϕ - курс, с датчика курса,   - оценка курса, с фильтра оценки курса и угловой скорости,   - оценка угловой скорости судна, с фильтра оценки курса и угловой скорости, ω, β - угловая скорость и угол дрейфа, с измерителя угла дрейфа и угловой скорости, К 5 , К 6 , К 7  - гидродинамические коэффициенты математической модели движения судна, К 4 , К 8  - коэффициенты калмановской фильтрации, выход регулятора подключен к входу рулевого привода. Дополнительно введены: инерционное звено, логический блок, блок коррекции и блок разности, к входу которого подключен задатчик курса и сигнал оценки курса с выхода фильтра оценок курса и угловой скорости, сигнал разности   с выхода блока разности подключен через инерционное звено к блоку логики, где формируют сигнал коррекции -  , выход которого через блок коррекции подключен к входу регулятора, на выходе регулятора формируется при этом закон управления рулевым приводом: 
     
       
     
     где: δ - угол перекладки руля,   - сигнал коррекции,  . ϕ.зд.. - оценка угла курса, курс заданный,   - оценка угловой скорости судна, К 1 , К 2 , К 3 , - коэффициенты регулирования, в блоке логики формируют условий (3) или условий (3а): 
     
       
     
     
       
     
     которые вводятся в блок коррекции для формирования сигнала коррекции   а) если выполняется условие (3) то в блоке коррекции, а формируются постоянные   и   в зависимости от величины сигнала коррекции: 
     
       
     
     где   = сигнал коррекции,   - постоянное значение приращения, используя постоянные   и   в блоке коррекции, вырабатывается корректирующий сигнал  :   который с выхода блока коррекции подключается к входу регулятора с коэффициентом K 1 ,, на выходе регулятора формируется при этом закон управления рулевым приводом (1а), б) если выполняется условие (3а) то формируются постоянные   и  : 
     
       
     
     и в блоке коррекции вырабатывается сигнал: 
     
       
     
     который с выхода блока коррекции подключается к входу регулятора с коэффициентом K 1 ; сигнал текущего   (в момент времени T i=0 ) с выхода блока коррекции - вводится на вход регулятора, через интервал времени Δt., в момент времени T i=1 =T i=0 +Δt., (или через nΔt. интервалов) в блоке разности формируют разность   и неравенства (3), или (3а)., если одно из неравенств удовлетворяется, то повторяют процедуру корректировки оценки внешнего возмущения, если оба неравенства не удовлетворяются, то через следующий интервал времени Δt., в момент времени T i=3 =T i=2 +Δt. в блоке разности формируют разность   и неравенства (3), или (3). если одно из неравенств удовлетворяется, то повторяют процедуру корректировки оценки внешнего возмущения, если оба неравенства не удовлетворяются, то в момент времени T i=5 =T i=4 +Δt. в блоке разности вновь формируют разность   и неравенства (3), или (3а).