DE19807525A1 - Einrichtung zur Bahnregelung für einen von einem Wasserfahrzeug an einer Schleppverbindung geschleppten, in seiner Horizontalbewegung nicht selbst steuerbaren oder gesteuerten Schleppanhang - Google Patents
Einrichtung zur Bahnregelung für einen von einem Wasserfahrzeug an einer Schleppverbindung geschleppten, in seiner Horizontalbewegung nicht selbst steuerbaren oder gesteuerten SchleppanhangInfo
- Publication number
- DE19807525A1 DE19807525A1 DE19807525A DE19807525A DE19807525A1 DE 19807525 A1 DE19807525 A1 DE 19807525A1 DE 19807525 A DE19807525 A DE 19807525A DE 19807525 A DE19807525 A DE 19807525A DE 19807525 A1 DE19807525 A1 DE 19807525A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- towing
- course
- controller
- signal
- towing vehicle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 5
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 238000012821 model calculation Methods 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 7
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/0206—Control of position or course in two dimensions specially adapted to water vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
- B63H25/02—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring
- B63H25/04—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring automatic, e.g. reacting to compass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
- B63H2025/005—Steering specially adapted for towing trains, tug-barge systems, or the like; Equipment or accessories therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
Bei der Erfindung handelt es sich um eine Einrichtung zur Führung eines von einem Wasserfahrzeug geschleppten
Gegenstandes auf einer vorgegebenen Bahn, die mit Hilfe eines Sollbahngenerators und eines
Positionstransformators aus der Position des Schleppanhanges im Positionstransformator die Regelgröße
Bahnabstand des Schleppanhanges YBA und auf die Vergleichsstelle des Bahnabstandsreglers schaltet.
Als Bahn wird hier die Trajektorie der Bewegung des Schleppkörperbezugspunktes in der horizontalen Ebene
bezeichnet.
Bekannt sind Regeleinrichtungen, die Wasserfahrzeuge entlang vorgegebener Bahnen führen. Diese Fahrzeuge
zeichnen sich dadurch aus, daß sie selbst steuerbar und mit eigenem Antrieb ausgerüstet sind (DE 41 10 249 A1
Bahnregler für Schiffe. . .).
Bekannt sind weiterhin Bahnregler für geschleppte Geräteträger, bei denen bahngeregelte Schleppfahrzeuge selbst
steuerbare Schleppanhänge verwenden, um die automatische Bahnführung der Anhangskörper zu ermöglichen (H.
G. Jacob: Rechnergestützte Optimierung statischer und dynamischer Systeme, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg
New York. 1982, S. 68-107). Dieser Regler arbeitet als paralleler Regler zum Bahnregler des Schleppfahrzeuges,
so daß keine zusätzlichen Verzögerungen auftreten.
Benutzt man zur Bahnregelung von in ihrer Horizontalbewegung nicht selbst steuerbaren Schleppanhängen einen
Kaskadenregler mit einem dem Bahnabstandsregler des Schleppfahrzeuges übergeordneten Bahnabstandsregler
des Schleppanhanges so führt diese Konfiguration zu einer erheblich verzögerten Reaktion des Schleppfahrzeuges
auf eine Bahnstörung des selben. Hier will die Erfindung eine Verbesserung schaffen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, einen von einem
Wasserfahrzeug an einer flexiblen Schleppverbindung geschleppten in seiner Horizontalbewegung nicht selbst
steuerbaren Schleppanhang automatisch auf einer vorgegebenen Bahn zu führen und die ohnehin schon langsame
Systemdynamik nicht wesentlich durch die Bahnregeleinrichtung zu verschlechtern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird durch einen Sollbahngenerator, der die Schnittstelle zur
Führungsebene darstellt, eine abzufahrende Bahn mit Hilfe markanter Wegpunkte vorgegeben. Die Wegpunktliste
wird dem Positionstransformator und dem Sollwertgeber übergeben. Der Sollwertgeber generiert mit Hilfe der
Wegpunktliste und der aktuellen Position des Schleppanhanges die zeitabhängigen Vorgabegrößen für den
Bahnabstandsregler Ysoll und für den Kursregler Ψsoll, diese werden auf die entsprechenden Vergleichsstellen
geschaltet. Mit dieser Schaltung ist es möglich, krummlinige Bahnen vorzugeben, wenn die Vorgabegröße Ysoll
nicht konstant und nicht null zwischen zwei abzufahrenden Wegpunkten ist.
In einem Positionstransformator wird aus einer geeigneten Position des Schleppanhanges und der
Vorgabebahnparameter (Wegpunktliste) der aktuelle Abstand des Schleppanhangs zur Sollbahn berechnet und auf
die Vergleichstelle des Bahnabstandes geschaltet. Die Position des Schleppanhanges kann dabei durch ein
Unterwassernavigationsverfahren in einem Relativsystem, durch ein Überwassernavigationsverfahren, aus der
Summenbildung der gemessenen Position des Schleppfahrzeuges und der gemessenen Relativposition des
Schleppanhanges zum Schleppfahrzeug und aus der gemessenen Position des Schleppfahrzeuges und der durch
einen Beobachter ermittelten Relativposition des Schleppanhanges bestimmt werden.
Der Bahnabstandsregler erzeugt ein Korrektur-Kurssignal ΔΨsoll, das ebenfalls auf die Vergleichsstelle des
Kursreglers geschaltet wird. An der Vergleichsstelle des Kursreglers wird die aktuelle Kursdifferenz ermittelt, die
die Eingangsgröße für den Kursregler darstellt. Dieser erzeugt in der Minimalkonfiguration das Stellsignal δsoll für
die Ruderanlage, die mit der Ruderlage δ oder einer äquivalenten Größe auf das Bewegungsverhalten des
Schleppfahrzeuges einwirkt.
Die Größen des Bewegungsverhaltens des Schleppfahrzeuges, Position (Φ,λ)s und der Kurs des Schleppfahrzeuges
können mit geeigneten Sensoren erfaßt werden, z. B. DGPS und Kreiselkompaß. Die Kursmeßwerte werden in
bearbeiteter oder unbearbeiteter Form auf die Vergleichsstelle des Kurses geschaltet.
In der Regel befindet sich im achteren Bereich des Schleppfahrzeuges der Fesselungspunkt xh des
Schleppanhanges. Die Bewegungszustände des Schleppfahrzeuges setzen sich über diesen Punkt auf den
Schleppanhang mit der horizontalen Länge lh fort. Die horizontale Länge des Schleppanhanges könnte über eine
Windeneinrichtung veränderlich sein.
Befindet sich an Bord des Schleppanhangs eine Positionsmeßeinrichtung (z. B. DGPS oder transponderbasiertes
Unterwasserortungssystem), so können die gemessenen Positionsmeßwerte einerseits zur Berechnung des
Bahnabstandes auf den Positionstransformator und andererseits auf den Sollwertgeber zur Berechnung der
zeitabhängigen Reglersollwerte geschaltet werden.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die Dynamik des Schleppsystems verbessert werden indem:
- 1) der Bahnabstandsregler des Schleppanhangs ein Korrektursignal des Führungskurses erzeugt und direkt auf die Vergleichsstelle der Kursreglers schaltet
- 2) ein Driftkorrekturwert β auf die Vergleichsstelle des Kursreglers geschaltet wird,
- 3) zwischen Kursregler und Ruderanlage ein Kurswinkelgeschwindigkeitsregler geschaltet wird und
- 4) die Parameter der Regler mit Hilfe einer Adaptionseinrichtung an die aktuellen Schleppzustände angepaßt werden.
Im Ausführungsbeispiel wird auf die Verbesserungen der oben beschriebenen Minimalkonfiguration näher
eingegangen.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel nähere erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Prinzipskizze der horizontalen Schiffsbewegung mit passiven Schleppanhang
Fig. 2 Blockbild der Einrichtung zur Bahnregelung in der Minimalkonfiguration
Fig. 3 Blockbild der Einrichtung zur Bahnregelung im Ausführungsbeispiel
Fig. 4 Vektordreiecke zur Ermittlung der Driftkorrektur
- a) Ermittlung der Drift (passives Stromdreieck)
- b) Kompensation der Drift (aktives Stromdreieck).
Fig. 1 zeigt das Schleppsystem mit passiven Schleppanhang 16 in der Draufsicht nach Einleitung eines
Backbordrudermanövers. Der Schleppanhang 16 ist als punktförmiger Körper am Ende der Schleppverbindung
dargestellt. Die Winkel sind zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt.
In Fig. 2 ist die Einrichtung dargestellt, die eine Bahnregelung eines Schleppanhangs, der von einem
Wasserfahrzeug gezogen wird, realisiert. Fig. 3 zeigt eine verbesserte Bahnregeleinrichtung für einen
Schleppanhang, die gleichzeitig das Ausführungsbeispiel darstellt.
Der Sollbahngenerator 10 stellt die Schnittstelle zu einer übergeordneten Führungsebene dar. Er generiert eine
verarbeitbare Wegpunktliste der durch den Schleppanhang abzufahrenden Bahn und legt diese auf einen
geeigneten Datenspeicher, auf den Sollwertgeber 20 und Positionstransformator 18 zugreifen können.
Der Sollwertgeber 20 hat die Aufgabe, die zeitabhängigen Reglersollwerte für den Bahnabstandsregler Ysoll und für
den Kursregler Ψsoll aus der in einem Datenspeicher abgelegten Wegpunktliste zu erzeugen. Die dazu benötigte
Position des Schleppanhangs wird durch den Positionstransformator 18 bereitgestellt. Die Position des
Schleppanhangs kann aber auch bei direkter Messung mit einem geeigneten Sensor (DGPS.
Unterwasserortungssystem o.a.) auf dem Schleppanhang 16 bereitgestellt werden. Bei bekannten Störeinflüssen
kann ein simulierter Bahnverlauf des Schleppanhangs ebenfalls in die Erzeugung der Reglersollgröße Ysoll
einfließen, so daß sie nicht konstant und nicht gleich null sein muß. Die Reglersollgröße Ysoll wird auf die
Vergleichsstelle 21 des Bahnabstandsreglers und die Reglersollgröße Ψsoll auf die Vergleichsstelle 22 des
Kursreglers geschaltet.
Der Bahnabstandsregler 11, im Ausführungsbeispiel ausgelegt als adaptiver PID-Regler, kann als P-, PI, oder
PID-Regler in adaptiver oder robuster Bauart ausgelegt werden. Er erzeugt aus dem Differenzsignal der
Vergleichsstelle 21 eine Korrekturgröße ΔΨsoll für den Kursregler, die ebenfalls auf die Vergleichsstelle 22 des
Kursreglers geschaltet wird.
Aus der Vergleichsstelle 22 erhält der Kursregler 12, im Ausführungsbeispiel ein adaptiver PI-Regler, der als P-,
PI- oder PID-Regler in adaptiver oder robuster Bauart ausgelegt sein kann, einen Kursdifferenzwert und erzeugt
damit einen Vorgabewert rsoll für den Kurswinkelgeschwindigkeitsregler 13, der auf die entsprechende
Vergleichsstelle 23 geschaltet wird. Es ist möglich, eine Bahnregelung auch ohne unterlagerter
Kurswinkelgeschwindigkeitsregelung (Minimalkonfiguration siehe Fig. 2) durchzuführen, dann erzeugt der
Kursregler 12 ein Vorgabesignal δsoll für die Ruderanlage 14.
Die im Ausführungsbeispiel der Kursregelung unterlagerte Kurswinkelgeschwindigkeitsregelung hat den Vorteil,
daß die durch den Schleppprozeß verursachte Schwingungsfähigkeit des Schleppfahrzeugkurses gedampft wird
und der Kursregelprozeß von den dynamischen Einwirkungen des Schleppanhangs entkoppelt wird. Die
Vergleichsstelle 23 erzeugt aus der Vorgabegröße rsoll und der durch einen geeigneten Sensor gemessenen
Kurswinkelgeschwindigkeit r des Schleppfahrzeuges, die bearbeitet oder unbearbeitet sein kann, ein
Differenzsignal, das auf den Kurswinkelgeschwindigkeitsregler 13 geschaltet wird. Analog zu der gemessenen
Kurswinkelgeschwindigkeit kann ein durch ein Differenzierglied aus dem Kurssignal Ψ erzeugtes Signal r auf die
Vergleichsstelle 23 zur Differenzbildung geschaltet werden.
Der Kurswinkelgeschwindigkeitsregler, hier als adaptiver PID-Regler ausgeführt, kann als P-, PI- oder PID-Regler
in adaptiver oder robuster Bauart ausgelegt sein und erzeugt aus dem Differenzsignal der Vergleichsstelle 23 das
Vorgabesignal δsoll für die Ruderanlage 14.
Die Ruderanlage 14, im Ausführungsbeispiel als herkömmliche Anlage mit einem Ruder ausgelegt, die auch eine
andere äquivalente Stelleinrichtung sein kann, erzeugt das Stellsignal δ für das Kursverhalten des
Schleppfahrzeuges 15.
Der Block 15 stellt das Schleppfahrzeug dar und beschreibt das gesamte Bewegungsverhalten des
Schleppfahrzeuges und der darauf befindlichen Einrichtungen. Auf ihm befinden sich u. a. Sensoren für seine
Position (Φ,λ)S, den Kurs Ψ, der Kurswinkelgeschwindigkeit r, Sensoren der Längs- und Quergeschwindigkeit vx,
vy und der Sensor zur Bestimmung der Relativposition des Schleppanhanges (EA,PA) (z. B. hydroakustisches
Meßsystem). Der Sensor zur Bestimmung der Relativposition des Schleppanhangs kann durch einen Beobachter
ersetzt werden, der aus den Abmessungs- und Bewegungsgroßen des Schleppfahrzeuges unter Zuhilfenahme der
horizontalen Schleppanhangslange lh die Relativposition des Schleppanhanges (EA,PA) bestimmt. Das geeignete
Signal der Kurswinkelgeschwindigkeit wird auf die Vergleichsstelle 23, das geeignete Signal des Kurses Ψ auf die
Vergleichsstelle 22 und auf den Positionstransformator 18, das geeignete Positionssignal (Φ,λ)S und das relative
Positionssignal des Schleppanhangs (EA,PA) werden ebenfalls auf den Positionstransformator 18 und die
Geschwindigkeiten in Längsrichtung vx und in Querrichtung vy werden auf einen Driftkorrekturblock geschaltet.
Das Bewegungsverhalten des Schleppfahrzeuges wird über den Fesselungspunkt xh auf den Schleppanhang 16
übertragen.
Der Schleppanhang 16, dessen Bewegungsverhalten maßgeblich von der horizontalen Länge des Schleppanhangs
lh abhängt (Distanz vom Fesselungspunkt xh bis zum Bezugspunkt des Schleppanhangs (Φ,λ)A in der
Horizontalebene), führt Bewegungen relativ zum Schleppfahrzeug aus, die von einem geeigneten Sensor auf dem
Schleppfahrzeug 15 (Unterwasserortungssystem oder Radar) gemessen werden können. Die horizontale Länge des
Schleppanhanges kann auch aus der Länge der Schleppverbindung berechnet werden.
Ein Driftkorrekturblock 17 erzeugt nach der Vorschrift
aus den gemessenen Geschwindigkeiten des Schleppfahrzeuges in Längsrichtung vx und Querrichtung vy ein
Driftwinkel β. der auf die Vergleichsstelle 22 des Kurses geschaltet wird. Das Hinzuschalten einer Baugruppe zur
Driftkorrektur führt zu einer wesentlichen Verbesserung der Bahnregeleigenschaften gegenüber der
Minimalkonfiguration bei geringen Schleppgeschwindigkeiten und starken Störeinflüssen. Analog zu der im
Ausführungsbeispiel aufgeführten Bestimmung der Driftkorrektur β können andere Lösungen genutzt werden:
- 1) Bestimmung der Drift aus Modellrechnung nach Messung der Ruderlage δ und/oder Parameter der
Störeinflüsse (Windrichtung ΦW und -geschwindigkeit vW, Stromrichtung ΦSt und -geschwindigkeit vSt):
β = β(δ) + β(vW,ΦW) + β(vSt,ΦSt) (2). - 2) Bestimmung der Drift aus gemessenem Kurs Ψ und gemessenem Bahnwinkel Φ (Kurs über Grund) des
Schleppfahrzeuges:
β = Φ-Ψ (3). - 3) Bestimmung der Drift aus dem gemessenen und mit einem Modell berechneten ungestörten Bahnwinkel:
β = Φ-ΦModell(δ) (4).
Der Positionstransformator 18 berechnet im Ausführungsbeispiel zunächst aus den geeigneten Meßdaten Kurs Ψ,
Position des Schleppfahrzeuges (Φ,λ)S und der Relativposition mit Entfernung und Peilung des Schleppanhangs in
der Horizontalebene (EA,PA), die auf dem Schleppfahrzeug bereitgestellt werden, die Position des Schleppanhangs
(Φ,λ)A. Diese kann analog durch einen geeigneten Sensor auf dem Schleppanhang bereitgestellt werden. Die
Position des Schleppanhangs 16 wird dem Sollwertgeber 20 bereitgestellt. Ebenfalls berechnet der
Positionstransformator 18 aus der Position des Schleppanhangs und der bereitgestellten Wegpunktliste einen
Abstand YBA von der Sollbahn. Dieser wird auf die Vergleichsstelle 21 des Bahnabstandes geschaltet.
Eine Adaptionseinrichtung 19, die im Ausführungsbeispiel die Reglerparameter in Abhängigkeit von
Schleppgeschwindigkeit vx, Schleppanhangslänge lh und Zugkraft FZ der Schleppverbindung berechnet, diese
werden von geeigneten Sensoren auf dem Schleppfahrzeug bereitgestellt, stellt die Parameter der Teilregler 11-13
ein. Die Adaptionseinrichtung kann analog durch einen Identifikator zur Bestimmung der notwendigen
Reglerparameter aus den Meßdaten von Schleppfahrzeug, Ruderanlage und Schleppanhang oder einer anderen
geeigneten Adaptionseinrichtung ersetzt werden, sofern adaptive Teilregler 11-13 genutzt werden.
10
Sollbahngenerator
11
Bahnabstandsregler
12
Kursregler
13
Kurswinkelgeschwindigkeitsregier
14
Block für Ruderanlage oder vergleichbare Kursstelleinrichtung
15
Schleppfahrzeug
16
Schleppanhang
17
Driftkorrekturblock
18
Positionstransformator
19
Adaptionseinrichtung
20
Sollwertgeber
21
Vergleichsstelle des Bahnabstandsreglers
22
Vergleichsstelle des Kursreglers
23
Vergleichsstelle des Kurswinkelgeschwindigkeitsreglers
β Driftkorrekturwert
βS
βS
Gierwinkel des Schiffes
DGPS Differential Global Positioning System
δ Ruderlage
δsoll
DGPS Differential Global Positioning System
δ Ruderlage
δsoll
Vorgabegröße für Ruderlage
EA
EA
Entfernung des Schleppkörpers vom Relativsensor
FZ
FZ
Zugkraft des Schleppanhangs an der Aufhängung
(Φ,λ)A
(Φ,λ)A
Position des Schleppanhangs (-körpers)
(Φ,λ)S
(Φ,λ)S
Position des Schleppfahrzeuges
Φ Bahnwinkel, Kurs über Grund
ΦSt
Φ Bahnwinkel, Kurs über Grund
ΦSt
Stromrichtung
ΦW
ΦW
Windrichtung
γ horizontaler Ablaufwinkel der Schleppverbindung
ΔΨ Kursdifferenz zum Bezugsbahnwinkel
ΔΨsoll
γ horizontaler Ablaufwinkel der Schleppverbindung
ΔΨ Kursdifferenz zum Bezugsbahnwinkel
ΔΨsoll
Korrektursignal für Kursvorgabegröße
Ψ Kurs des Schleppfahrzeuges
Ψsoll
Ψ Kurs des Schleppfahrzeuges
Ψsoll
Vorgabegröße des Kurses vom Sollwertgeber
lh
lh
horizontale Länge des Schleppanhangs
N Nordrichtung im erdfesten Bezugssystem
PA
N Nordrichtung im erdfesten Bezugssystem
PA
Peilung des Schleppkörpers im Relativsystem
r Kurswinkelgeschwindigkeit
rsoll
r Kurswinkelgeschwindigkeit
rsoll
Vorgabegröße der Kurswinkelgeschwindigkeit
v Geschwindigkeit des Schleppfahrzeuges über Grund
vd
v Geschwindigkeit des Schleppfahrzeuges über Grund
vd
Vektor der Gesamtdriftgeschwindigkeit
vSt
vSt
t Geschwindigkeit des Stromes
vW
vW
Windgeschwindigkeit
vWasser
vWasser
Geschwindigkeit des Schleppfahrzeuges durchs Wasser
vx
vx
Geschwindigkeit in Längsrichtung
vy
vy
Geschwindigkeit in Querrichtung
xh
xh
Fesselungspunkt des Schleppanhangs am Schleppfahrzeug
YBA
YBA
Bahnabstand des Schleppanhangs
YBH
YBH
Bahnabstand des Fesselungspunktes
YBS
YBS
Bahnabstand des Schleppfahrzeuges
Ysoll
Ysoll
Vorgabegröße des Bahnabstandes des Schleppanhangs vom Sollwertgeber
Claims (8)
1. Einrichtung zur Bahnregelung für ein von einem Wasserfahrzeug an einer Schleppverbindung geschleppten, in
seiner Horizontalbewegung nicht selbst steuerbaren Schleppanhang, bei dem aus der Position des
Schleppanhangs (16) in einem Positionstransformator (18) die Bahnabweichung berechnet wird, dadurch
gekennzeichnet daß dem Vergleichspunkt (21) des Bahnabstandsreglers die Bahnabweichung des
Schleppanhangs YBA zugeführt wird, wodurch das Eingangssignal für den Bahnabstandsregler entsteht, der
daraus ein Korrektursignal des zu steuernden Kurses für das Schleppfahrzeug erzeugt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Positionssignal des Schleppanhangs (16) aus
den gemessenen Größen Position des Schleppfahrzeuges (Φ,λ)S, Kurs des Schleppfahrzeuges Ψ und der
Relativposition des Schleppanhanges zum Schleppfahrzeug (EA,PA) berechnet wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Relativpositionssignal aus den
Abmessungsgrößen des Schleppsystems und den Bewegungsgrößen des Schleppfahrzeuges mit Hilfe eines
Beobachters errechnet wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Kursregler (12) ein Stellsignal δsoll
erzeugt, das auf eine Ruderanlage (14) zur Kurssteuerung des Schleppfahrzeuges geschaltet wird.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Kursregler (12) ein Signal rsoll erzeugt,
welches auf einem Vergleichspunkt (23) geschaltet mit einem geeigneten Meßsignal der
Kurswinkelgeschwindigkeit r ein Eingangssignal für einen Kurswinkelgeschwindigkeitsregler (13) erzeugt, der
seinerseits das Stellsignal δsoll für die Ruderanlage (14) erzeugt und auf diese schaltet.
6. Einrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß das Signal der Kurswinkelgeschwindigkeit r mit
Hilfe eines Differenziergliedes aus dem geeigneten Kurssignal Ψ des Schleppfahrzeuges erzeugt und auf die
entsprechende Vergleichsstelle (23) geschaltet wird.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, daß einer Vergleichsstelle (22) des
Kursreglers (12) ein Driftkorrektursignal β zugeschaltet wird, das in einem Driftkorrekturblock (17) wie folgt
ermittelt wird:
- a) aus der gemessenen Geschwindigkeit des Schleppfahrzeuges in Querrichtung vy, und in Längsrichtung vx:
- b) aus einer Modellrechnung nach Messung der Ruderlage δ und/oder Parameter der Störeinflüsse (Windrichtung ΦW und -geschwindigkeit vW, Stromrichtung ΦSt und -geschwindigkeit vSt):
β = β(δ) + β(vW,ΦW) + β(vSt,ΦSt). - c) Bestimmung der Drift aus gemessenem Kurs Ψ und gemessenem Bahnwinkel Φ (Kurs über Grund) des
Schleppfahrzeuges:
β = Φ - Ψ. - d) Bestimmung der Drift aus dem gemessenen und mit einem Modell berechneten Bahnwinkel:
β = Φ - ΦModell(δ).
8. Einrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 3, 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, daß Reglerparameter der Teilregler
(11-13) durch eine Adaptionseinrichtung (19) in Abhängigkeit der Schleppzustände Schleppgeschwindigkeit
vx, Schleppanhangslänge lh (oder einer vergleichbaren Größe) und/oder Zugkraft FZ eingestellt werden können.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19807525A DE19807525B4 (de) | 1998-02-21 | 1998-02-21 | Einrichtung zur Bahnregelung für einen von einem Wasserfahrzeug an einer Schleppverbindung geschleppten, in seiner Horizontalbewegung nicht selbst steuerbaren oder gesteuerten Schleppanhang |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19807525A DE19807525B4 (de) | 1998-02-21 | 1998-02-21 | Einrichtung zur Bahnregelung für einen von einem Wasserfahrzeug an einer Schleppverbindung geschleppten, in seiner Horizontalbewegung nicht selbst steuerbaren oder gesteuerten Schleppanhang |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19807525A1 true DE19807525A1 (de) | 1999-09-09 |
DE19807525B4 DE19807525B4 (de) | 2006-06-14 |
Family
ID=7858634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19807525A Expired - Fee Related DE19807525B4 (de) | 1998-02-21 | 1998-02-21 | Einrichtung zur Bahnregelung für einen von einem Wasserfahrzeug an einer Schleppverbindung geschleppten, in seiner Horizontalbewegung nicht selbst steuerbaren oder gesteuerten Schleppanhang |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19807525B4 (de) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016109832A3 (en) * | 2014-12-31 | 2016-11-10 | Flir Systems, Inc. | Autopilot control system |
US10073453B2 (en) | 2014-01-31 | 2018-09-11 | Flir Systems, Inc. | Autopilot autorelease systems and methods |
DE102018109917A1 (de) * | 2018-04-25 | 2019-10-31 | Schottel Gmbh | Verfahren zum Steuern eines Schlepperverbandes |
US10747226B2 (en) | 2013-01-31 | 2020-08-18 | Flir Systems, Inc. | Adaptive autopilot control systems and methods |
US10996676B2 (en) | 2013-01-31 | 2021-05-04 | Flir Systems, Inc. | Proactive directional control systems and methods |
US11505292B2 (en) | 2014-12-31 | 2022-11-22 | FLIR Belgium BVBA | Perimeter ranging sensor systems and methods |
US11899465B2 (en) | 2014-12-31 | 2024-02-13 | FLIR Belgium BVBA | Autonomous and assisted docking systems and methods |
US11988513B2 (en) | 2019-09-16 | 2024-05-21 | FLIR Belgium BVBA | Imaging for navigation systems and methods |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4025895A (en) * | 1975-09-18 | 1977-05-24 | Sante Fe International Corporation | Navigation system for maneuvering a structure about a submerged object |
FR2354589A1 (fr) * | 1976-06-08 | 1978-01-06 | Thomson Csf | Systeme de guidage automatique d'un vehicule au-dessus d'une structure allongee magnetique |
US4106335A (en) * | 1976-12-27 | 1978-08-15 | Santa Fe International Corporation | Sea sled tow line vector system |
DE4110249A1 (de) * | 1991-03-28 | 1992-10-01 | Marinetechnik Gmbh | Bahnregler fuer schiffe |
DE19625561A1 (de) * | 1996-06-26 | 1998-01-08 | Raytheon Anschuetz Gmbh | Verfahren zur Kursregelung von Wasserfahrzeugen über Grund |
-
1998
- 1998-02-21 DE DE19807525A patent/DE19807525B4/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10747226B2 (en) | 2013-01-31 | 2020-08-18 | Flir Systems, Inc. | Adaptive autopilot control systems and methods |
US10996676B2 (en) | 2013-01-31 | 2021-05-04 | Flir Systems, Inc. | Proactive directional control systems and methods |
US10073453B2 (en) | 2014-01-31 | 2018-09-11 | Flir Systems, Inc. | Autopilot autorelease systems and methods |
WO2016109832A3 (en) * | 2014-12-31 | 2016-11-10 | Flir Systems, Inc. | Autopilot control system |
US11505292B2 (en) | 2014-12-31 | 2022-11-22 | FLIR Belgium BVBA | Perimeter ranging sensor systems and methods |
US11899465B2 (en) | 2014-12-31 | 2024-02-13 | FLIR Belgium BVBA | Autonomous and assisted docking systems and methods |
DE102018109917A1 (de) * | 2018-04-25 | 2019-10-31 | Schottel Gmbh | Verfahren zum Steuern eines Schlepperverbandes |
CN112004741A (zh) * | 2018-04-25 | 2020-11-27 | 施奥泰尔有限公司 | 用于控制拖曳船队的方法 |
CN112004741B (zh) * | 2018-04-25 | 2023-03-03 | 施奥泰尔有限公司 | 用于控制拖曳船队的方法 |
US11988513B2 (en) | 2019-09-16 | 2024-05-21 | FLIR Belgium BVBA | Imaging for navigation systems and methods |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19807525B4 (de) | 2006-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112007002946B4 (de) | Fahrzeugsteuervorrichtung | |
DE102017118401B4 (de) | Verfahren und system zum durchführen eines autonomen betriebs eines fahrzeugs | |
DE102017126878B4 (de) | Fahrerunterstützungssystem für ein Fahrzeug | |
DE3490712C2 (de) | Fahrzeugsteuerungs- und -leitsystem | |
DE69034068T2 (de) | Integriertes Fahrzeugpositionier- und -navigationssystem, dessen Vorrichtung und Verfahren | |
DE102006041565A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur vorschaubasierten Fahrzeugquersteuerung | |
EP0852000A1 (de) | Navigationssystem für ein fahrzeug, insbesondere für ein landfahrzeug | |
DE102017101447A1 (de) | System und Verfahren zur Detektion von die Fahrbahn kreuzenden Anomalien | |
EP2771227A1 (de) | Verfahren zum führen eines fahrzeugs und fahrerassistenzsystem | |
WO2010136490A1 (de) | Verfahren zur rechnergestützten steuerung eines schiffes | |
DE1274908B (de) | Einrichtung zur automatischen Steuerung und Stabilisierung von Tragflaechenbooten | |
DE102008010572A1 (de) | Fahrzeuglenkungsvorrichtung | |
WO2014198440A1 (de) | Vorausschauende steuerung eines kraftfahrzeugs | |
EP2165917B1 (de) | Spurführungssystem | |
DE102006037588B4 (de) | Verfahren zur automatischen oder teilautomatischen spurtreuen Mehrachslenkung eines Straßenfahrzeugs und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE10027863C2 (de) | Bahnregler für Fahrzeuge mit einer von einer Anströmung beeinflußten Bahn | |
DE10008550A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Bewegungsparameters eines Kraftfahrzeuges mit einem D-GPS-System | |
DE102020129369A1 (de) | Verbesserter fahrzeugbetrieb | |
DE2245166A1 (de) | Automatische anordnung zur dynamischen einhaltung der position und zum steuern eines wasser- oder unterwasserfahrzeugs | |
EP3373095A1 (de) | Verfahren zur folgeregelung in querrichtung eines fahrzeugs innerhalb eines platoons und fahrzeug zur durchführung des verfahrens | |
DE19807525A1 (de) | Einrichtung zur Bahnregelung für einen von einem Wasserfahrzeug an einer Schleppverbindung geschleppten, in seiner Horizontalbewegung nicht selbst steuerbaren oder gesteuerten Schleppanhang | |
DE102007008624A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Lenkführung eines Fahrzeugs | |
DE102014203752A1 (de) | Verfahren zur Regelung der Querdynamik eines Kraftfahrzeugs | |
DE19803078B4 (de) | Verfahren und Einrichtung zur automatischen Bahnführung eines Schiffes mit integriertem Bahnregler | |
DE69216565T2 (de) | Methode und Vorrichtung zur Kompensation von Sonnenwinden-Gradienten eines Satelliten während einer Sonnenfinsternis |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |