Patent RU-154731-U1 (RU)
Title: Система автоматического управления движением судна, учитывающая морское волнение
IPC: B63H25/04
Filed: 2014-12-24
Granted: 2015-09-10
Abstract: Предлагаемая полезная модель относится к области судовождения -автоматическому управлению движением судна. Техническим результатом, предлагаемой полезной модели является: 
     - восстановление (выработка) оценок фазовых координат судна и внешних возмущений, воздействующих на судно в процессе плавания, 
     - выработка и введение сигналов восстановленных оценок внешних возмущений в закон управления движением корабля (что позволило повысить точность управления движения судна и снизить загрузку рулевого привода), 
     - повышение экономичности управления движением и безопасности проводки судна в узкостях. Технический результат достигается тем, что система автоматического управления движением (САУД) судна, учитывающая морское волнение, содержит датчик руля δ, рулевой привод, датчик угловой скорости ω, датчик угла куса φ, задатчик угла курса φзд., и сумматор, к входу которого подключены: датчик руля δ и задатчик угла курса φзд,, выход сумматора подключен к входу рулевого привода. Дополнительно содержит фильтра оценки угла курса φ, фильтр оценки угловой скорости ω, датчик угла дрейфа β и два инерционных звена, к входам первого инерционного звена подключены выход фильтра оценки угловой скорости ω и датчик угловой скорости ω, к входам фильтра оценки угловой скорости ω подключены датчик руля δ, датчик угловой скорости ω, датчик угла дрейфа β, на выходе фильтра оценки угловой скорости - ω, формируется оценка ω вида: 
     
       
     
     где: ω - угловая скорость (с датчика угловой скорости со), 
     φ - угла курса (с датчика угла курса φ), 
     δ - угол перекладки руля (с датчика руля δ), 
     β - угол дрейфа (с датчика угла дрейфа β), 
     К1-К3 - гидродинамические коэффициенты судна, 
     Кк - коэффициент Калмановской фильтрации, 
     при этом датчик угла курса φ и выход фильтра оценки угловой скорости ω подключены к входу фильтра оценки угла курса φ, в фильтре формируется оценка φ: 
     
       
     
     где ω - оценка угловой скорости - ω (с выход фильтра оценки угловой скорости ω), 
     φ - угла курса (с датчика угла курса φ), 
     К1 - коэффициент Калмановской фильтрации, к входу сумматора подключены выходы фильтра оценки угла курса φ, фильтра оценки угловой скорости ω, первого инерционного звена, в котором формируется инерционная невязка от оценки угловой скорости ω вида: Кω(ω-ω)/(Тωр+1), 
     второго инерционного звена, на выходе которого формируется инерционная невязка от оценки угла курса φ: Kφ(φ-φ)/(Тφр+1), на выходе сумматора формируется закон управления рулевым приводом: 
     
       
     
     где: □ - угол перекладки руля, (с датчика руля □), 
     φ - значение оценки угла курса, (с фильтра оценки угла курса φ), 
     φзд. - заданный угол курса, (с задатчика угла курса φзд), 
     ω, ω - угловая скорость и оценка угловой скорости, ω - с датчика угловой скорости ω, ω - с фильтра оценки угловой скорости ω, 
     Ki - коэффициенты регулирования, 
     Тω.φ - постоянные времени первого и второго инерционных звеньев, 
     Кω(ω-ω)/(Тωр+1) - инерционная невязка оценки угловой скорости ω, (с первого инерционного звена), 
     Кφ(φ-φ)/(Тφр+1)- инерционная невязка оценки угла курса φ (с второго инерционного звена). 
     использует оценку угла курса судна и оценку угловой скорости для формирования закона автоматического управления движением судна. В системе восстанавливаются оценки внешних возмущений, воздействующих на судно при волнении на море, которые вводят в закон управления движением. Ил 1.