DE1038940B - Control device for keeping ships and aircraft on course - Google Patents

Description

DEUTSCHESGERMAN

Regeleinrichtungen für Ruderanlagen von Schiffen und Flugzeugen sollen das Steuerruder selbsttätig so drehen, daß das Fahrzeug möglichst schnell und pendelfrei auf den kommandierten Kurs einschwenkt und diesen Kurs gegen äußere Einflüsse bei einem Mindestmaß von unvermeidlichen Richtungsschwankungen auch beibehält.Control devices for rudder systems of ships and aircraft should control the rudder automatically turn so that the vehicle swings into the commanded course as quickly as possible and without swinging and this course against external influences with a minimum of unavoidable directional fluctuations also maintains.

Um diesen Zweck zu erreichen, sind schon Regeleinrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen der Vorgang der Ruderlegung (deutsche Patentschrift 866158) oder der Ruderrückführung (deutsche Patentschrift 951 423) abhängig von der Größe und/oder dem Verlauf der Kursabweichung bestimmt ist. Ferner sind Regeleinrichtungen bekannt, die unter der Einwirkung veränderlicher äußerer Einflüsse die jeweils günstigste Mittellage des Ruders einstellen "(deutsche Patentschrift 941 411).To achieve this purpose, control devices have already been proposed in which the The process of laying the rudder (German patent specification 866158) or returning the rudder (German patent specification 951 423) is determined depending on the size and / or the course of the course deviation. Further control devices are known that under the influence of variable external influences the Set the most favorable center position of the rudder in each case "(German patent specification 941 411).

Die Erfindung hat den Zweck, mit Hilfe dieser vorgenannten einzelnen Regeleinrichtungen Schiffe und Flugzeuge möglichst in der gleichen Weise auf Kurs zu halten, wie dies sonst bei zweckgerechter Bedienung des Ruders von Hand geschieht.The invention has the purpose of using these aforementioned individual control devices ships and To keep aircraft on course in the same way as possible, as would otherwise be the case with proper operation of the rudder is done by hand.

Das Hauptmerkmal der Erfindung besteht in einer Reglerkette mit einem allen Reglern gemeinsamen Verstärker, wobei die Reglerkette aus folgenden an sich bekannten Reglern besteht:The main feature of the invention consists in a chain of regulators with a chain common to all regulators Amplifier, whereby the control chain consists of the following known controllers:

a) Ein Regler zur Ruderlegung, dessen Stellgröße ein wählbarer fester Ruderwinkel und, bei größeren Kursabweichungen, gegebenenfalls ein wählbarer, fester Zusatzruderwinkel ist;a) A controller for setting the rudder, the manipulated variable of which is a selectable fixed rudder angle and, for larger ones Course deviations, possibly a selectable, fixed additional rudder angle;

b) ein Zweipunktregler mit Schleppschalter zur Rückführung des gelegten Ruders in seine Mittellage;b) a two-position controller with a drag switch for returning the rudder to its central position;

c) ein Regler zur Einstellung der Rudermittellage, dessen Stellgröße ein von der Kursabweichung und deren Zeitdauer, insbesondere von der überwiegenden Kursabweichung nach einer Seite (Gierung abhängiger Ruderwinkel ist.c) a controller for setting the rudder center position, the manipulated variable of which is a function of the course deviation and its duration, in particular of the predominant course deviation to one side (yaw dependent rudder angle.

Als gemeinsamer Verstärker für die Reglerkette sind vorzugsweise ein- oder mehrteilige magnetische Verstärker, insbesondere Ringkernverstärker in Selbstsättigungsschaltung mit auf veränderliche Werte einstellbarem Vorstrom verwendet.One-part or multi-part magnetic ones are preferably used as the common amplifier for the control chain Amplifiers, in particular ring core amplifiers in self-saturation circuit with variable values adjustable bias current used.

Der Ausgang des gemeinsamen Verstärkers ist gemäß der Erfindung an Stellglieder für den Ruderantrieb, wie Relais, Schütze, Differentialfelder von Leonardgeneratoren, magnetische oder elektronische Leistungsverstärker od. dgl. angeschlossen.The output of the common amplifier is according to the invention to actuators for the rudder drive, such as relays, contactors, differential fields from Leonard generators, magnetic or electronic Power amplifier or the like. Connected.

Ferner gibt erfindungsgemäß die Ruderlage-Rückmeldeeinrichtung (Ruderwächter) eine nach Richtung und Größe von der Ruderlage abhängige den übrigen Steuerspannungen entgegenwirkende Steuerspannung an den Verstärker ab, durch die der Aussteuerungsgrad Null am Verstärker und damit die Stillsetzung des Ruderantriebes erreicht wird.Furthermore, according to the invention, the rudder position feedback device (rudder monitor) gives a direction and size of the rudder angle dependent control voltage counteracting the other control voltages to the amplifier, through which the modulation level is zero at the amplifier and thus the shutdown of the rudder drive is achieved.

Regeleinrichtung zum Kurshalten
von Schiffen und FlugzeugenControl device for course keeping
of ships and airplanes

Anmelder:Applicant:

LICENTIA Patent - Verwaltungs -G.m.b.H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22LICENTIA Patent - Verwaltungs -G.m.b.H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Heinz Augustin, Bülstedt über Rotenburg (Hann.),
ist als Erfinder genannt wordenHeinz Augustin, Bülstedt about Rotenburg (Hann.),
has been named as the inventor

Der gemeinsame Verstärker kann nach einem weiteren Vorschlage auch ein elektronischer Verstärker, insbesondere ein Thyratron-System mit auf verschiedene Werte einstellbarer Gitterspannung sein, dessen ohmscher Steuerwiderstand aus den hintereinandergeschalteten Stellgliedern der einzelnen Regler der Reglerkette besteht.According to a further proposal, the common amplifier can also be an electronic amplifier, in particular be a thyratron system with adjustable grid voltage to different values, its Ohmic control resistor from the series-connected actuators of the individual controllers of the Control chain exists.

Als Verstärker für den Regler zur Einstellung der Rudermittellage werden erfindungsgemäß zweckmäßig Kaltkathodenthyratrons verwendet. Ferner soll dieser Regler, dessen Schrittschaltwerk durch Kondensatorentladungen betrieben wird, einen Ladungskontakt mit besonderem Ladewiderstand und einen zusätzlichen Entladungskontakt mit Entladungswiderstand haben, wobei der Ladungskontakt und der Entladungskontakt etwa bei den gleichen Kursabweichungen ansprechen und beide Kontakte auf verschiedene Kursabweichungen veränderlich einstellbar sind. Die Regeleinrichtung nach der Erfindung hat den besonderen Vorteil, daß die Einwirkung der impulsgebenden Teile der Regler auf nur einen gemeinsamen Verstärker die Auswertung der Impulse zur Regelung in einfacher und vorteilhafter Weise ermöglicht. Da im Gegensatz zu den bekannten Regeleinrichtungen alle einzelnen impulsgebenden Einrichtungen zur Einstellung des Ruderwinkels, der Rudermittellage, der Ruderlage usw. zu einer Regelkette zusammengefaßt sind, erfolgt die Regelung, als Folge der augenblicklichen unmittelbaren Summierung aller Einflußgrößen zu einer einzigen, über den Verstärker auf die Rudermaschine wirkenden Einflußgröße, ohne zeitliche Verzögerung. Da außerdem die Wirkung der entsprechenden Regler der Regeleinrichtung den von Fall zu Fall verschiedenen äußeren Navigationseinflüssen während des Betriebes angepaßt werden kann,According to the invention, useful amplifiers for the controller for setting the rudder center position Cold cathode thyratron used. Furthermore, this controller, its step-by-step mechanism, should be caused by capacitor discharges is operated, a charging contact with a special charging resistor and an additional discharge contact with a discharge resistor have, with the charge contact and the discharge contact at approximately the same course deviations respond and both contacts can be adjusted to different course deviations. The control device according to the invention has the particular advantage that the action of the pulse-generating Parts of the regulator on only one common amplifier, the evaluation of the impulses for regulation made possible in a simple and advantageous manner. As in contrast to the known control devices all individual impulse devices for setting the rudder angle, the rudder center position, the rudder angle etc. are combined into a control chain, the control takes place as a result of Instantaneous summation of all influencing variables to a single one, via the amplifier influencing variable acting on the steering gear, without a time delay. In addition, since the effect of the corresponding controller of the control device to the different external navigation influences from case to case can be adjusted during operation,

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wird im Verein mit der gegebenen unverzögerten Impulsauswertung auch eine größere Genauigkeit in der Kursregelung erzielt.In combination with the given instantaneous pulse evaluation, a greater accuracy in the Course regulation achieved.

Ein weiterer Vorteil der Regeleinrichtung liegt in ihrer leichten Anpassung an verschiedene Rudermaschinentypen mit verschieden großem Nachlauf. Eine solche Anpassung muß zur Vermeidung von unerwünschten Pendelungen des Ruders vorgenommen werden und geschieht hier in einfacher Weise durch Justierung am Verstärker, ohne daß damit eine Verringerung der Ruderlegegeschwindigkeit verbunden wäre.Another advantage of the control device is that it can be easily adapted to different types of steering gear with different sized caster. Such an adjustment must be made to avoid undesirable Swings of the rudder are made and is done here in a simple manner Adjustment on the amplifier without reducing the rudder speed were.

Die Wirkungsweise der Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt die Zeichnung inThe mode of operation of the invention is explained using an exemplary embodiment with reference to the drawing. In detail, the drawing in

Fig 1 eine schematische Übersicht über die wesentlichsten getrieblichen Zusammenhänge der Regeleinrichtung, 1 shows a schematic overview of the most important gear mechanisms of the control device,

Fig. 2 eine Prinzipschaltung des Ausführungsbeispieles, 2 shows a basic circuit of the exemplary embodiment,

Fig. 3 ein Diagramm zur Einstellung des Ruderwinkels und des Zusatzruderwinkels,3 shows a diagram for setting the rudder angle and the additional rudder angle,

Fig. 4 ein Diagramm zur Gierungseinstellung,4 shows a diagram for setting the yaw,

Fig. 5 ein Doppeldiagramm zum Steuervorgang bei gleichmäßigen Kursabweichungen,5 shows a double diagram for the control process in the case of uniform course deviations,

Fig. 6 ein Doppeldiagramm zum Steuervorgang bei einseitiger Kursabweichung.6 shows a double diagram for the control process in the event of a one-sided course deviation.

In Fig. 1 treibt der vom nicht gezeichneten Mutterkompaß gesteuerte Motor 1 über Zwischengetriebe den Tochterkompaß 2 an und schaltet bei Drehbewegungen des Schiffes die Kontakte 5 und 6, 8,11 sowie 12 und 13.In FIG. 1, the motor 1 controlled by the mother compass, not shown, drives via an intermediate gear the daughter compass 2 and switches contacts 5 and 6, 8, 11 and when the ship rotates 12 and 13.

Mit dem Handrad 3 wird der an der Rose 4 ablesbare Kurs eingestellt und gleichzeitig in das Getriebe der Regeleinrichtung eingeführt. Alle Kontakte sind geöffnet, wenn die Anzeige am Tochterkompaß 2 mit der Anzeige auf der Kursskala 4 übereinstimmt.The course which can be read off the rose 4 is set with the handwheel 3 and at the same time in the gearbox introduced the control device. All contacts are open when the display on the daughter compass 2 with corresponds to the display on the course scale 4.

Die bei Kursabweichungen stets nacheinanderschaltenden Kontakte 5 und 6 dienen der Ruderlegung auf feste, von Hand einstellbare Ruderwinkel. Über den Knopf 7 wird festgelegt, bei welcher Kursabweichung die Kontaktgabe des Kontaktes 5 bzw. 6 erfolgt. Die zeitlich etwa gleichzeitig geschalteten Kontakte 12 und 13 führen die jeweils günstige Rudermittellage herbei. Die Kontaktgabe, etwa bei einer Kursabweichung von 0,5°, kann über den Knopf 14 von Hand einjustiert werden. Die Kontakte 8 eines Schleppschalters mit der Rutschkupplung 10 bewirken die Rückführung des Ruders in die Mittellage nach der Ruderlegung etwa von der beginnenden Rückdrehung des Schiffes auf seinen Kurs an. Dieser Zeitpunkt wird bestimmt durch die von Hand betätigte Einstellung der Kontakte 8 über den Knopf 9. Der Kontakt 11 schließt bei durch Funktionsstörungen hervorgerufenen unzulässigen Kursabweichungen, etwa zwischen 10 und 20°, den Stromkreis eines akustischen und/oder optischen Warnsignals.Contacts 5 and 6, which always switch one after the other in the event of course deviations, are used to set the rudder to fixed, manually adjustable rudder angles. Button 7 is used to determine the course deviation at which the contact of the contact 5 or 6 takes place. The contacts switched at about the same time 12 and 13 bring about the favorable rudder center position. Making contact, for example with a Course deviation of 0.5 ° can be adjusted manually using button 14. The contacts 8 of one Drag switches with the slip clutch 10 cause the rudder to be returned to the central position when the ship begins to turn back on its course. This The point in time is determined by the manually operated setting of the contacts 8 via the button 9. Contact 11 closes in the event of impermissible course deviations caused by malfunctions, between 10 and 20 °, the circuit of an acoustic and / or optical warning signal.

Die Fig. 2 zeigt die Prinzipschaltung der als Ausführungsbeispiel gewählten Regeleinrichtung. Hierbei entsprechen die Nummern der Kontakte den Nummern der gleichen Kontakte der Fig. 1. Die Verstärker 16, 17 sind Ringverstärker in Selbstsättigungsschaltung. Die Leistungswicklungen erhalten über entsprechend geschaltete Selen-Gleichrichter eine Wechselspannung. Die Ausgänge A12, £11 und ^i 22. £21 der Magnetverstärker sind an Relais oder Schütze 18,19 für die Backbord- oder Steuerbordruderlegung angeschlossen.2 shows the basic circuit of the control device chosen as an exemplary embodiment. The numbers of the contacts correspond to the numbers of the same contacts in FIG. 1. The amplifiers 16, 17 are ring amplifiers in a self-saturation circuit. The power windings receive an alternating voltage via appropriately switched selenium rectifiers. The outputs A 12, £ 11 and ^ i 22. £ 21 of the magnetic amplifiers are connected to relays or contactors 18, 19 for turning the rudder to port or starboard.

Bei positiver Beaufschlagung des Magnetverstärkers 16 und gleichzeitiger negativer Beaufschlagung des Magnetverstärkers 17 erfolgt eine Backbordruderlegung. Umgekehrt erfolgt eine Steuerbordruderlegung bei negativer Beaufschlagung des Magnetverstärkers 16 und gleichzeitiger positiver Beaufschlagung des Magnetverstärkers 17. Im ersten Fall wird das Relais 18 (Schütz) und im zweiten Fall das Relais 19 (Schütz) betätigt.In the case of a positive application of the magnetic amplifier 16 and a simultaneous negative application the magnetic amplifier 17 is a port rudder. Conversely, a starboard rudder shift occurs when the magnetic amplifier 16 is adversely affected and when the admission is positive at the same time of the magnetic amplifier 17. In the first case the relay 18 (contactor) and in the second case the Relay 19 (contactor) activated.

Für die verschiedenen Steuerimpulse sind je Magnetverstärker fünf Steuerwicklungen vorgesehen.Five control windings are provided for each magnetic amplifier for the various control pulses.

ίο Der Steuerstrom durchfließt die Steuerwicklungen des einen Magnet Verstärkers im positiven und die des anderen Magnetverstärkers im negativen Sinne.ίο The control current flows through the control windings of the one magnetic amplifier in the positive and that of the other magnetic amplifier in the negative sense.

Das magnetische Gleichgewicht in den Verstärkern 16, 17 wird durch das vom Ruderschaft oder dem Verstellgetriebe der Rudermaschine angetriebene Ruderpotentiometer 20 hergestellt. Die Steuerimpulse dieses Ruderpotentiometers 20 wirken über die ihnen zugeordneten beiden Steuerwicklungen den Steuerimpulsen der anderen Steuerwicklungen entgegen, womit erreicht wird, daß sich nach erfolgter Ruderlegung im Magnetverstärker ein Gleichgewicht einstellen kann, das zum Abschalten bzw. Stillsetzen der Rudermaschine führt. Der Widerstand 40 dient als Justierwiderstand für genaue Anpassung der Ruderwinkel etwa für den Fall, daß im mechanischen Antrieb des Ruderpotentiometers 20 eine Übersetzungsungenauigkeit vorliegt.The magnetic balance in the amplifiers 16, 17 is controlled by the rudder stock or the Adjusting gear of the steering gear driven rudder potentiometer 20 is made. The control impulses this rudder potentiometer 20 act on the two control windings assigned to them, the control pulses the other control windings counter to what is achieved that after the rudder has been laid can set an equilibrium in the magnetic amplifier, which is necessary for switching off or stopping the Rowing machine leads. The resistor 40 serves as an adjustment resistor for precise adjustment of the rudder angle for example in the event that the mechanical drive of the rudder potentiometer 20 is a translation inaccuracy is present.

Mit dem Potentiometer 21 wird der gewünschte feste, für Backbord und Steuerbord gleiche Ruderwinkel vorgewählt. Durch zusätzliche Begrenzung mit Hilfe des Widerstandes 22 kann etwa die kleinste Potentiometereinstellung für 1° erfolgen. Die größte Einstellung des Potentiometers beträgt z. B. 7°.The potentiometer 21 is used to set the desired fixed rudder angle that is the same for port and starboard preselected. By additional limitation with the help of the resistor 22, about the smallest Adjust the potentiometer for 1 °. The largest setting of the potentiometer is z. B. 7 °.

Der Widerstand 24 bestimmt für den normalen Ruderwinkel und die Widerstände25 und26 bestimmen für den Zusatzruderwinkel Größe und Begrenzung der Beaufschlagung der Magnetverstärker 16,17. Mit der Festlegung dieser Widerstände sind auch gleichzeitig die Eichwerte der Ruderwinkelskala des Potentiometers 21 bestimmt. Der Widerstand 23 dient dazu, bei eingestellten kleinen Ruderwinkeln den sich über den Kontakt 6 einstellenden Zusatzruderwinkel für den Anfangsbereich des Potentiometers um ein Mehrfaches zu vergrößern, damit auch in diesem Falle das Fahrzeug sicher auf seinen Kurs zurückgeführt werden kann.Resistance 24 determines the normal rudder angle and resistances 25 and 26 determine for the additional rudder angle size and limitation of the application of the magnetic amplifiers 16, 17. With the definition of these resistances are also the calibration values of the rudder angle scale of the potentiometer 21 determined. The resistor 23 is used to move over when the small rudder angles are set the additional rudder angle setting contact 6 for the initial range of the potentiometer by a multiple to enlarge, so that in this case the vehicle can be safely returned to its course can.

Das Potentiometer 30 ist für die Einstellung der Rudermittellage vorgesehen, die immer dann mit der Richtung der Fahrzeuglängsachse nicht übereinstimmt, wenn einseitig wirkende Einflüsse das Fahrzeug ständig aus seinem Kurs bringen wollen. Die Einstellung des Potentiometers 30 erfolgt selbsttätig durch den Schrittschalter 31 über die elektromagnetischen Zugspulen 32 und 33. Jede der Zugspulen wird durch die Entladung einer der Kondensatoren 34 oder 35 betätigt. Die Auslösung der Entladung erfolgt durch eines der Kaltkathodenthyratrons 36 oder 37. Der Ladungswiderstand 38 bestimmt zusammen mit der Größe des Kondensators 34 oder 35 die Zeitkonstante der Ladung.The potentiometer 30 is provided for setting the rudder center position, which is then always with the Direction of the vehicle's longitudinal axis does not match if the vehicle has unilateral influences constantly wanting to get out of his course. The potentiometer 30 is set automatically by the step switch 31 via the electromagnetic pull coils 32 and 33. Each of the pull coils is actuated by the discharge of one of the capacitors 34 or 35. The discharge is triggered by one of the cold cathode thyratrons 36 or 37. The charge resistance 38 determines together with the size of the capacitor 34 or 35 is the time constant of the charge.

Der Steuerkontakt 12 wird, bei einer Kursabweichung über das Steuergetriebe geschlossen und dadurch beispielsweise der Kondensator 34 aufgeladen. Durch das etwa gleichzeitige Schließen des Steuerkontaktes 13 wird der Kondensator 35 über den Entladungswiderstand 39 entladen.The control contact 12 is closed when there is a course deviation via the control gear and thereby for example, the capacitor 34 is charged. By closing the control contact at about the same time 13, the capacitor 35 is discharged via the discharge resistor 39.

Die Widerstände 38 und 39 sind den Erfordernissen für die Lade- und Entladezeit der Kondensatoren 34 und 35 angepaßt und können voneinander verschiedene Werte haben.The resistors 38 and 39 are the requirements for the charging and discharging time of the capacitors 34 and 35 are adapted and can have different values from each other.

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Die Einstellung der Rudermittellage am Potentio- nach Backbord 0,1 ° erreicht hat. Die Kontaktgabe des meter 30 kann wahlweise von Hand erfolgen. Sein Kontaktes 5 bewirkt jetzt, daß das Rüder von der Einstellbereich ist beispielsweise ± 10° Ruder. Mittellage aus um 3° nach Steuerbord gelegt wird, Neben den fünf Steuerwicklungen hat jeder während die Kontaktgabe der Kontakte 12 und 13 in-Magnetverstärker 16,17 eine Vorstromwicklung. In 5 folge der am Regler für die Rudermittellage noch der Fig. 2 sind diese die beiden einander unmittelbar nicht erreichten vollständigen Aufladung des Kongegenüberliegenden inneren Wicklungen. Diese Wick- densators 34 die Rudermittellage sich nicht ändert, lungen sind im Betrieb von einem konstanten Gleich- Damit verlangsamt sich wiederum die Kursabweistrom durchflossen, durch den die magnetischen Ver- chungszunahme bis auf Null und geht schließlich in stärker 16,17 im Gleichgewichtszustand gesperrt sind. io eine Kursabweichungsabnahme über. Kurz nach Er-Der justierbare Widerstand 41 dient zur Einstellung reichen des Maximums der Kursabweichung schließt des Vorstromes. der Kontakt 8 nach der anderen Seite und verursachtThe setting of the rudder center position on the potentiometer to port has reached 0.1 °. The contact of the meter 30 can optionally be done by hand. His contact 5 now has the effect that the male from the The setting range is, for example, ± 10 ° rudder. Center position is set 3 ° to starboard, In addition to the five control windings, each one has magnetic amplifiers during the contacting of contacts 12 and 13 16,17 a bias winding. In 5 follow the one on the controller for the rudder center position 2, these are the two directly not reached full charging of the opposite cone inner windings. This winding capacitor 34 does not change the rudder center position, lungs are constant in operation. This in turn slows down the course deviation current flowed through, through which the magnetic displacement increase to zero and finally goes into stronger 16.17 are locked in the equilibrium state. io a course deviation decrease over. Shortly after Er-Der adjustable resistor 41 is used to set the maximum range of course deviation closes of the bias current. the contact 8 to the other side and causes

Der durch die Vorstromwicklungen und den Wider- dadurch die Zurücklegung des Ruders in seine Mittelstand 41 gebildete Stromkreis kann auch dazu benutzt lage von 2°. Dadurch wird die Rückdrehgeschwindigwerden, eine veränderliche Lose zwischen den An- 15 keit des Schiffes verlangsamt. Da diese Geschwindigsprechwerten beider Magnetverstärker 16, 17 einzu- keit aber noch nicht zu Null geworden ist, wenn das stellen, um damit den jeweiligen Nachlauf der Ruder- Schiff wieder im Kurs steht, stellt sich jetzt eine maschine zu berücksichtigen. Mit dieser Einstellung Kursabweichung nach Steuerbord ein und der gewerden Pendelungen bekämpft, die sonst durch stan- schilderte Regelvorgang wiederholt sich, dige Umsteuerung des Antriebes entstehen könnten. 20 Verstärken sich die einseitigen äußeren Einflüsse,The through the Vorstromwicklungen and the counter- thereby the placing back of the rudder in its middle class 41 formed circuit can also be used for a position of 2 °. As a result, the reverse rotation speed will be a variable slack between the ship's anchors slows down. Since these speed values both magnetic amplifiers 16, 17 unity but has not yet become zero if that ask, so that the respective after-run of the rowing ship is back on course, there is now a machine to consider. With this setting you can deviate from course to starboard Fights swings, which otherwise repeats itself through the control process described above, Dige reversal of the drive could arise. 20 If the one-sided external influences increase,

Im folgenden soll die Wirkungsweise des Ausfüh- die das Schiff aus seinem Kurs zu drängen suchen, rungsbeispieles erläutert werden. Die Mittellage des dann wird die Mittellage des Ruders selbsttätig entRuders sei dabei durch entsprechende Einstellung des sprechend geändert. Für einen solchen Fall gelten die Potentiometers 30 zunächst 2° Backbord. Der am Diagramme der Fig. 6, deren oberes Schaubild die Potentiometer 21 eingestellte Ruderwinkel betrage 25 Kurslinie des Schiffes und deren unteres Schaubild 3°. Damit ist auch die Größe des Zusatzruderwinkels den zugehörigen Verlauf der Rudereinstellungen bestimmt, wie sich aus dem Diagramm der Fig. 3 wiedergibt.The following is the mode of action of the execution, which tries to push the ship out of its course, example are explained. The central position of the rudder then becomes the central position of the rudder automatically was changed by setting the speaking accordingly. In such a case, the Potentiometer 30 initially 2 ° port. The diagram of FIG. 6, the upper diagram of which the Potentiometer 21 set rudder angles amount to 25 course line of the ship and its diagram below 3 °. This means that the size of the additional rudder angle is also the associated course of the rudder settings determined, as can be seen from the diagram in FIG. 3.

ergibt. Dieses Diagramm zeigt die abhängig von der Die Rudermittellage ist auch hier zunächst 2° Back-Einstellung am Potentiometer 21 sich ergebenden bord. Erreicht die Kurabweichung 0,1°, dann wird Ruderlagen, und zwar bezieht sich die Kennlinie 27 30 das Ruder, wie zuvor geschildert, zunächst, von der auf den Ruderwinkel, die Kennlinie 28 auf den Zu- Mittellage aus gerechnet, auf 2 + 3 = 5° Backbord satzruderwinkel und schließlich die gestrichelte gelegt. Dadurch stellt sich die Schiffsrichtung auf Kennlinie 29 auf den sich beim Zurücklegen des eine bestimmte konstante Kursabweichung ein, die im Ruders ergebenden Zwischenwinkel, wie später noch vorliegenden Beispiel noch unter der Lose des Konbeschrieben wird. 35 taktes 6 liegt, so daß hier keine Kontaktgabe erfolgt.results. This diagram shows how the rudder center position is initially 2 ° back on the potentiometer 21 resulting board. If the course deviation reaches 0.1 °, then Rudder positions, namely the characteristic curve 27 30 relates the rudder, as previously described, initially from the on the rudder angle, the curve 28 calculated on the close-center position, on 2 + 3 = 5 ° port set rudder angle and finally the dashed line. This sets up the direction of the ship Characteristic curve 29 on which there is a certain constant course deviation when covering the, which in the Rudder resulting intermediate angle, as described later still present example under the lot of the con will. 35 clock 6 is so that no contact is made here.

Die Lose für die Kontaktgabe der Kontakte 5,12 Durch die nach links geschlossenen Kontakte 12,13The slack for making contact with the contacts 5, 12 by the contacts 12, 13 closed to the left

und 13 sei so eingestellt, daß diese Kontakte bei einer wird der Backbordkondensator 34 aufgeladen. Da imand 13 is set so that these contacts at one of the port capacitor 34 is charged. Since in

Kursabweichung von 0,1° ansprechen. Die entspre- Zeitraum bis zur vollständigen Aufladung, im Gegen-Address a course deviation of 0.1 °. The corresponding period until the full charge, in contrast

chende Lose für die Kontakte 6 ergibt sich dann aus satz zum vorhergehenden Fall, der Kontakt 12 nichtThe corresponding slack for the contacts 6 then results from the previous case, the contact 12 not

dem Diagramm der Fig. 4, das die Lose abhängig 40 abschaltet, entlädt sich der Kondensator 34 über das4, which switches off the slack as a function of 40, the capacitor 34 discharges via the

von der (Gierungs-) Einstellung am Knopf 7 darstellt, Thyratron 36 und die elektromagnetische Zugspuleof the (yaw) setting on button 7, thyratron 36 and the electromagnetic pull coil

und zwar gilt die Kennlinie 42 für den Kontakt 5 und 32, wodurch das Schrittschaltwerk betätigt und dasnamely, the characteristic curve 42 applies to the contact 5 and 32, whereby the stepping mechanism is actuated and the

die Kennlinie 43 für den Kontakt 6. Potentiometer 30 auf eine größere Backbordmittellagethe characteristic curve 43 for the contact 6. Potentiometer 30 to a larger port center position

Die Lose des Kontaktes 8 sei schließlich so einge- des Ruders eingestellt wird. Falls auch diese Poten-Let the slack of the contact 8 finally be adjusted so that the rudder is adjusted. If this potential

stellt, daß die Kontaktgabe kurz nach dem beginnen- 45 tiometereinstellung zur Rückführung des Schiffesrepresents that the contact is made shortly after the start of the tiometer setting for the return of the ship

den Zurückschwenken des Schiffes auf die Kursrich- noch nicht genügt, wiederholt sich der Vorgang soIt is not enough to swivel the ship back on the course, the process is repeated

tung erfolgt. lange, bis eine Rudermittellage erreicht ist, die einemanagement takes place. long until a rudder center position is reached, the one

Zunächst wird an Hand der Zeitdiagramme der Kursführung nach den Diagrammen der Fig. 5 nachFirst of all, the course guidance according to the diagrams in FIG. 5 is shown on the basis of the time diagrams

Fig. 5 die Wirkungsweise der Regeleinrichtung für sich zieht.Fig. 5 shows the operation of the control device for itself.

den Fall gleichbleibender äußerer Einflüsse geschil- 50 \⁷ergrößert sich trotz des eingestellten Ruderwindert. Das obere Schaubild zeigt die Kurslinie des kels die Kursabweichung immer mehr, dann schaltet, Schiffes und das untere Schaubild zeigt den zugehöri- nach Überwinden der Lose entsprechend der Kenngen Verlauf der Rudereinstellungen. linie 43 (Fig. 4), der Kontakt 6, wodurch das RuderIn case a constant external influences geschil- 50 \ ⁷ ergrößert despite the set Ruderwindert. The upper diagram shows the course line of the kels the course deviation more and more, then shifts, the ship and the lower diagram shows the associated course of the rudder settings after overcoming the slack according to the characteristics. line 43 (Fig. 4), the contact 6, making the rudder

Das Ruder bleibt zunächst so lange in seiner noch um einen Zusatzruderwinkel entsprechend der Mittellage von 2° stehen, bis die Kursabweichung 55 Kennlinie 28 (Fig. 3) etwa um den 2V*fachen Betrag nach Steuerbord 0,1° erreicht hat. Dann schließt der weiter nach Backbord gedreht wird. Beginnt das Kontakt 5, wodurch das Ruder auf 2 + 3 = 5° back- Schiff nun infolge der größeren Ruderwirkung auf bord gelegt wird. Die Kursabweichungszunahme ver- den Sollkurs zurückzudrehen, dann wird das Ruder ringert sich dabei bis auf Null und geht dann in eine durch den Kontakt 8 des Schleppschalters zunächst Kursabweichungsabnahme über. Kurz nach Erreichen 60 auf einen Ruderwinkel von etwa 5° gelegt, der der des Maximums der Kursabweichung schließt der Kennlinie 29 (Fig. 3) zu entnehmen ist. Erst wenn Kontakt 8 und legt damit das Ruder auf seine Mittel- der Kontakt 6 öffnet, erfolgt die Zurücklegung des lage von 2° Backbord zurück. Diese Maßnahme be- Ruders auf die eingestellte Mittellage, wirkt zwar ein ständiges Abnehmen der Rückdreh- In der geschilderten Regeleinrichtung kann das geschwindigkeit, doch dreht das Schiff infolge seiner 65 Potentiometer 20 auch durch eine andere Rückmelde-Massenträgheit über die Kurslinie hinweg und weicht einrichtung ersetzt werden, z. B. durch ein als Drehjetzt immer mehr nach Backbord ab. In dem Augen- transformator geschaltetes Selsyn- (selbstsynchroniblick aber, da das Schiff auf Kurs steht, öffnen sich sierendes) System mit Wechselstromeinspeisung. Der alle Kontakte 5,12 und 13 und schließen sich dann Anschluß an die gemeinsamen Verstärker 16,17 ernach der anderen Seite sowie die Kursabweichung 70 folgt dann über eine Phasenvergleichs- und eineThe rudder initially remains at an additional rudder angle corresponding to the central position of 2 ° until the course deviation 55 characteristic curve 28 (Fig. 3) has reached 0.1 ° to starboard by approximately 2V * times the amount. Then it closes and is turned further to port. If contact 5 begins, the rudder on 2 + 3 = 5 ° back ship is now placed on board as a result of the greater rudder effect. The course deviation increase prevents the target course from being turned back, then the rudder is reduced to zero and then changes to a course deviation decrease through contact 8 of the drag switch. Shortly after reaching 60, set to a rudder angle of about 5 °, which includes that of the maximum of the course deviation can be seen from the characteristic curve 29 (FIG. 3). Only when contact 8 opens and thus places the rudder on its center - contact 6 does the return of the 2 ° port position take place. This measure for the rudder to the set central position, although a constant decrease in the reverse rotation, the speed can be used in the control device described, but the ship also rotates as a result of its 65 potentiometer 20 by another feedback mass inertia over the course line and is replaced by the device be e.g. B. by a turning now more and more to port. Selsyn (self-synchronous view but, since the ship is on course, opening) system with alternating current feed switched in the eye transformer. The all contacts 5, 12 and 13 and then connect to the common amplifier 16, 17 after the other side and the course deviation 70 then follows via a phase comparison and a

Claims (8)

Gleichrichtereinrichtung. Auch hierbei gehört zu jeder Ruderlage eine bestimmte Spannung als Meßgröße. Die Verwendung von Drehtransformatoren zur Rückmeldung hat den Vorteil, daß hierbei verschleißbare Kontakte entfallen. Für die Verstärkung des Antriebes des Schrittschalters 31 können an Stelle der Kaltkathodenthyratrons 36 und 37 auch zwei magnetische Verstärker eingesetzt werden. Diese Verstärker könnten die gleichen Leistungswicklungen wie die gemeinsamen Verstärker 16,17 besitzen. Für die Beaufschlagung genügt eine S teuer wicklung je Verstärker. Die Steuerwicklung jedes Verstärkers wird über eine Glimmlampe an den ihm zugeordneten Kondensator 34, 35 angeschlossen. Jeder Verstärker wird dann beaufschlagt, wenn die Zündspannung seiner zugehörigen Glimmlampe der Kondensatorspannung entspricht. P A T E N T Λ N S P 14 C t; H E: 20Rectifier device. Here, too, a certain voltage is associated with each rudder angle as a measured variable. The use of rotary transformers for feedback has the advantage that wear-resistant contacts are not required. Instead of the cold cathode thyratron 36 and 37, two magnetic amplifiers can also be used to amplify the drive of the step switch 31. These amplifiers could have the same power windings as the common amplifiers 16, 17. One expensive winding per amplifier is sufficient for the application. The control winding of each amplifier is connected to the capacitor 34, 35 assigned to it via a glow lamp. Each amplifier is acted upon when the ignition voltage of its associated glow lamp corresponds to the capacitor voltage. P A T E N T Λ N S P 14 C t; H E: 20 1. Regeleinrichtung zum Kurshalten von Schiffen und Flugzeugen, gekennzeichnet durch eine Reglerkette mit einem allen Reglern gemeinsamen Verstärker, wobei die Reglerkette aus folgenden an sich bekannten Reglern besteht:1. Control device for keeping ships and aircraft on course, characterized by a Controller chain with an amplifier common to all controllers, the controller chain being composed of the following known controllers consists of: a) Ein Regler zur Ruderlegung, dessen Stellgröße ein wählbarer, fester Ruderwinkel und, bei größeren Kursabweichungen, gegebenenfalls ein wählbarer, fester Zusatzruderwinkel ist;a) A controller for setting the rudder, the manipulated variable of which is a selectable, fixed rudder angle and, in the case of larger course deviations, optionally a selectable, fixed additional rudder angle is; b) ein Zweipunktregler mit Schleppschalter zur Rückführung des gelegten Ruders in seine Mittellage;b) a two-position controller with a drag switch to return the rudder to his Central position; c) ein Regler zur Einstellung der Rudermittellage, dessen Stellgröße ein von der Kursabweichung und deren Zeitdauer, insbesondere von der überwiegenden Kursabweichung nach einer Seite (Gierung) abhängiger Ruderwinkel ist.c) a controller for setting the rudder center position, the manipulated variable of which is a function of the course deviation and its duration, in particular the rudder angle dependent on the predominant course deviation to one side (yaw) is. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Verstärker ein magnetischer Verstärker, insbesondere ein Ringkernverstärker in Selbstsättigungsschaltung mit auf veränderliche Werte einstellbarem Vorstrom ist.2. Control device according to claim 1, characterized in that the common amplifier a magnetic amplifier, in particular a ring core amplifier in a self-saturation circuit with bias current adjustable to variable values. 3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Verstärkers an Stellglieder für den Ruderantrieb, wie Relais, Schütze, Differentialfelder von Leonardgeneratoren, magnetische oder elektronische Leistungsverstärker od. dgl., angeschlossen ist.3. Control device according to claim 1 or 2, characterized in that the output of the Amplifier to actuators for the rudder drive, such as relays, contactors, differential fields of Leonard generators, magnetic or electronic power amplifier or the like. Is connected. 4. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruderlage-Rückmeldeeinrichtung (Ruderwächter) eine nach Richtung und Größe von der Ruderlage abhängige, den übrigen Steuerspannungen entgegenwirkende Steuerspannung an den Verstärker abgibt, durch die der Aussteuerungswert Null am Verstärker und damit die Stillsetzung des Ruderantriebes erreicht wird.4. Control device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the rudder position feedback device (Rudder guard) a direction and size dependent on the rudder position, counteracting the other control voltages Sends control voltage to the amplifier, through which the modulation value zero at the amplifier and so that the rudder drive is shut down. 5. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Verstärker ein elektronischer Verstärker, insbesondere ein Thyratronsystem mit auf verschiedene Werte einstellbarer Gitterspannung ist, dessen ohmscher Steuerwiderstand aus den hintereinandergeschalteten Stellgliedern der einzelnen Regler der Reglerkette besteht.5. Control device according to claim 1, characterized in that the common amplifier an electronic amplifier, in particular a thyratron system with adjustable values Grid voltage is whose ohmic control resistance is made up of the series-connected There are actuators of the individual controllers in the controller chain. 6. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch Kaltkathodenthyratrons als Verstärker für den Regler zur Einstellung der Rudermittellage.6. Control device according to claim 1 to 4, characterized by cold cathode thyratrons as Amplifier for the controller for setting the rudder center position. 7. Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler zur Einstellung der Rudermittellage, dessen Schrittschaltwerk in bekannter Weise durch Kondensatorentladungen betrieben wird, einen Ladungskontakt mit besonderem Ladewiderstand und einen zusätzlichen Entladungskontakt mit Entladungswiderstand hat.7. Control device according to claim 6, characterized in that the controller for setting the rudder center position, its indexing mechanism in a known manner by capacitor discharges is operated, a charging contact with a special charging resistor and an additional one Has discharge contact with discharge resistor. 8. Regeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Ladungs- und Entladungs kontakt etwa bei den gleichen Kursabweichungen ansprechen und auf verschiedene Kursabweichun gen veränderlich einstellbar sind.8. Control device according to claim 7, characterized in that charging and discharging contact contact about the same course deviations and for different course deviations gen are variably adjustable. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings . 809 637/65 9.5«. 809 637/65 9.5 «