SU758902A1 - Method of controlling river vessel heading - Google Patents

Method of controlling river vessel heading Download PDF

Info

Publication number
SU758902A1
SU758902A1 SU782700104A SU2700104A SU758902A1 SU 758902 A1 SU758902 A1 SU 758902A1 SU 782700104 A SU782700104 A SU 782700104A SU 2700104 A SU2700104 A SU 2700104A SU 758902 A1 SU758902 A1 SU 758902A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
vessel
angle
rudder
time
course
Prior art date
Application number
SU782700104A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.Э. Шлейдер
Original Assignee
Ордена Ленина Институт Проблем Управления
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ордена Ленина Институт Проблем Управления filed Critical Ордена Ленина Институт Проблем Управления
Priority to SU782700104A priority Critical patent/SU758902A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU758902A1 publication Critical patent/SU758902A1/en

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Description

Изобретение относится к области управления движением подвижными объектами, в частности, управления угловым движением речного судна.The invention relates to the field of motion control of moving objects, in particular, the control of the angular movement of a river vessel.

Существующие способы ручного управления угловым движением судна с использованием сигнала угла курса получили широкое распространение в настоящее время (1].Existing methods for manual control of the angular motion of a vessel using a heading angle signal are widely used at present (1].

При управлении крупнотоннажными судами рулевой перекладывает руль в нужном направлении и, не доходя до заданного направления движения судна, производит обратную перекладку руля.When managing large-tonnage vessels, the helmsman shifts the steering wheel in the desired direction and, not reaching the specified direction of the ship's movement, performs a helm reverse shift.

Недостатком такого способа управления является трудность определения момента обратной перекладки руля.The disadvantage of this control method is the difficulty in determining the moment of reverse steering.

В авторулевых типа АБР в режиме * ручного управления для повьяпения качества ручного управления момент начала одерживания формируется по сумме двух сигналов 2 тек* кос ' И) где Ко с - коэффициент обратной связи , перестраиваемой в зависимости от скорости хода судна; ’In ADB type steering gears in the * manual control mode, in order to improve the quality of manual control, the moment of start of obsession is formed by the sum of two signals 2 tech * to os' I) where K о с is a feedback coefficient, tunable depending on the speed of the vessel; ''

Ч’тек текущий курс судна; (У - угол перекладки руля. Зависимость (1) образования будуще- го (предсказанного) углового положения судна справедлива только для фиксированной скорости хода и конкретной величины перехода судна по курсу.Ch’tek current course of the vessel; (Y is the rudder angle. Dependence (1) of the formation of the future (predicted) angular position of the vessel is valid only for a fixed speed and a specific value of the vessel's heading.

а С целью устранения этого недостатка был предложен способ управления курсом морского судна, в котором принята следующая стратегия управления при переходе на новый курс:a In order to eliminate this drawback, a method for controlling the course of a marine vessel was proposed, in which the following control strategy was adopted when switching to a new course:

- перекладывают руль с максималь5 ной скоростью в сторону заданного поворота судна;- shift the steering wheel with a maximum speed in the direction of the given turn of the vessel;

- в момент, когда алгебраическая сумма сигналов текущего курса угловой скорости судна (с переменным весовым коэффициентом) и угла перекладки руля (также с переменным весовым коэффициентом) достигает величины требуемого (будущего) угла курса, перекладывают руль в обратную сторону с максимальной скоростью ;- at the moment when the algebraic sum of the signals of the current course of the angular velocity of the vessel (with a variable weight coefficient) and the rudder angle (also with a variable weight coefficient) reaches the required (future) course angle, shift the steering wheel in the opposite direction at maximum speed;

- затем формируют сигнал для определения второго момента времени, когда нужно изменить знак скорости перекладки руля, когда алгебраичес кая сумма сигналов, образующих предсказанное значение курса, начнет убывать и станет меньше заданного (будущего) значения курса [2].- then a signal is generated to determine the second moment of time when it is necessary to change the sign of the rudder shift speed when the algebraic sum of the signals forming the predicted course value starts to decrease and becomes less than the set (future) course value [2].

Рассмотренный способ ручного управления весьма эффективен при управлении морскими судами и оказы- ’ вается совершенно неприемлемым при управлении поворотом ручного судна.The considered method of manual control is very effective in navigating ships and turns out to be completely unacceptable in controlling the turn of a manual ship.

Способ ручного управления, принятый нами в качестве прототипа, невозможно использовать без коррекции приведенной выше стратегии управления при управлении речным судном. Это объясняется тем, что начало поворота речного судна обычно задают произвольным, но небольшим углом отклонения руля от нулевого положения, а 'одерживание (выход) на новое направление движения судна осуществляют также путем обратной перекладки руля на какое-то постоянное значение, а не. перекладкой руля с максимальной скоростью. При таком управлении формирование моментов переключения рулевого привода должно быть доопределено, что представляет значительные трудности.The manual control method adopted by us as a prototype cannot be used without correction of the above control strategy when managing a river ship. This is because the beginning of the turn of a river vessel is usually given by an arbitrary, but small angle of deviation of the rudder from the zero position, and 'holding (going out) to a new direction of the vessel’s movement is also carried out by reverse shifting the rudder to some constant value, and not. shifting the steering wheel at maximum speed. With this control, the formation of the shift points of the steering gear should be further defined, which is a significant challenge.

Иная стратегия управления речным судном объясняется существенным отличием динамических характеристик углового движения речного судне! по сравнению с морским судном.A different river ship management strategy is explained by a significant difference in the dynamic characteristics of the angular motion of the river ship! compared to a marine vessel.

Неустойчивость углового движения присуща всем плоскодонным судам. В случае же управления речным судном наличие этого явления усугубляется еще и тем,- что рулевое управление речного судна обычно оборудовано не следящим рулевым приводом, как это сделано на большинстве морских судов, а интегрирующими приводами , т . е . ..угол отклонения рукоятки рулевого интервала пропорционален скорости перекладки руля, а не углу перекладки руля.The instability of angular motion is inherent in all flat-bottomed vessels. In the case of control of a river ship, the presence of this phenomenon is further aggravated by the fact that the steering of a river ship is usually equipped not with a servo steering drive, as was done on most ships, but with integrating drives, t. e. ..the angle of deviation of the handle of the steering interval is proportional to the speed of the rudder and not the angle of the rudder.

Для рабочих диапазонов изменения угловой скорости процесс набора угловой скорости речного судна можно представить в динамике интегрирующим звеном первого порядка:For the working ranges of changes in angular velocity, the process of gaining the angular velocity of a river vessel can be represented in dynamics by an integrating unit of the first order:

где ψ - текущий угол поворота судна;where ψ is the current angle of rotation of the vessel;

О - угол перекладки руля;О - rudder angle;

К - коэффициенты, зависящие от 1,1 скорости хода судна, глубины под килем, осадки судна, угла дифферента;K - coefficients depending on 1.1 speed of the vessel, depth under the keel, draft, angle of trim;

- производная по времени.- time derivative.

Тогда процесс поворота речного судна на заданный угол можно представить для подавляющего числа возможных ре жимов эксплуатации в виде трех последовательно включенных интегразоров:Then, the process of turning a river vessel at a given angle can be represented for the overwhelming number of possible operating modes in the form of three integrally connected in series:

гру ~ ~ ИД (5) где К, - коэффициент, зависящий * от скорости хода судна, осадки судна, глубины под килем;gru ~ ~ ID (5) where K, is a coefficient depending * on the speed of the ship, draft, depth under the keel;

,, dj,, dj

U = “ скорость перекладки руля (угол отклонения штурвала).U = “rudder shift speed (steering angle).

Как известно, управление даже двумя последовательно включенными интеграторами представляет определенную трудность, тем более сложно управление направлением движения речного судна, т.к. необходимо управлять тремя последовательно включенными интеграторами (3). Судоводитель отклоняет рулевой штурвал и задает тем самым скорость перекладки руля. Угол отклонения руля пропорционален интегралу от угла отклонения рулевого штурвала по времени, а угловая скорость судна пропорциональна двойному интегрированию угла отклонения рулевого штурвала по времени, а угол поворота судна - тройному интегралу угла отклонения рулевого штурвала по времени.As you know, controlling even two successively connected integrators is a certain difficulty, all the more difficult is controlling the direction of movement of the river vessel, since it is necessary to control three sequentially connected integrators (3). The boatmaster rejects the steering wheel and thereby sets the speed of the rudder. The rudder deflection angle is proportional to the integral of the steering wheel deflection angle in time, and the angular velocity of the ship is proportional to the double integration of the steering angle deflection time and the turn angle of the ship is proportional to the triple time integral of the steering angle deflection.

В то же время процесс перехода морского судна на новый курс при отклонении рулевого штурвала обычно может быть описан как произведение инерционного звена на одно интегрирующее, т.е. при разработке стратегии управления угловым движением речного судна необходимо учесть это существенное отличие.At the same time, the process of transition of a ship to a new course when the steering wheel is deviated can usually be described as the product of the inertial link and one integrating link, i.e. when developing a strategy for controlling the angular movement of a river vessel, this significant difference must be taken into account.

Целью изобретения является повышение точности и.безопасности управления.The aim of the invention is to improve the accuracy and safety of management.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления курсом речного судна путем осуществления в первый момент времени перекладки · руля на угол, определяемый скоростью судна и заданным углом поворота, осуществления во второй момент времени обратной перекладки руля, а в третий момент времени сведения угла перекладки к нулю додолнительно определяют угловую скорость судна и соответствующее ей прогнозируемое приращение угла поворота судна и осуществляют обратную перекладку руля в момент,когда сумма текущего угла поворота, и прогнозируемого приращения угла поворота судна равна заданному углу поворота, причем величину угла обратной перекладки руля определяют согласно зависимости ^ОБрперекА-^^’ где К - весовой коэффициент; W - угловая скорость судна;This goal is achieved by the fact that in the method of controlling the course of the river vessel by performing at the first moment of time the rudder · rudder is rotated by an angle determined by the speed of the vessel and a given angle of rotation, the rudder is shifted back at the second moment of time and at the third time, the rudder angle is reduced to in addition, the angular speed of the vessel and the corresponding predicted increment of the angle of rotation of the vessel are determined and the rudder is shifted at the moment when the sum of the current angle of rotation and the forecast the increment of the angle of rotation of the vessel equal to the specified angle of rotation, and the value of the angle of the reverse rudder is determined according to the dependence ^ OBrperek - ^^ ’where K is the weight coefficient; W is the angular velocity of the vessel;

V- л и; > (.·и на я скорость судна, после чего угол поворота обратной перекладки руля уменьшают до нуля при достижении угловой скоростью нулевого значения. $V-l and; > (. · And I am the speed of the vessel, after which the angle of rotation of the reverse rudder is reduced to zero when the angular velocity reaches zero. $

Предлагаемый способ поясняется чертежом, на котором представлен в качестве примера процесс перехода речного судна на новое направление движения - переход с курса Ψρ на Ъа<Э· 10 The proposed method is illustrated by the drawing, which shows as an example the process of transition of a river vessel to a new direction of movement - the transition from the course Ψρ to 4P ba <E · 10

На фиг. 1 приведена зависимость угла перекладки руля cf = f (t)’ (угол перекладки руля задает судоводитель). На фиг. 2 приведена зависимость изменения угловой скорости судна во вре- 15 мени су ~с?Ч7с1Ьи углового поворота судна во времени Ψ в функции угла перекладки руля.In FIG. Figure 1 shows the dependence of the rudder angle cf = f (t) ’(the skipper sets the rudder angle). In FIG. Figure 2 shows the dependence of the change in the angular velocity of the vessel during the time 15 ~ s ~ c? Ch7c1b and the angular rotation of the vessel in time Ψ as a function of the rudder angle.

Рассмотрим процесс управления с использованием предложенного способа 20 (на примере процесса перехода речного судна по курсу, приведенного на фиг. 1,2).Consider the control process using the proposed method 20 (for example, the process of transition of a river vessel at the rate shown in Fig. 1,2).

В случае необходимости изменения направления движения судна с курса 25 % до курса -Ч преЭск перекладывают руль в требуемом направлении (в нашем случае руль переложен (У = +5°С) и остается переложенным до момента времени tj, который является вторым моментом’ времени пере- ли ключения.If it is necessary to change the direction of the vessel’s movement from the course of 25% to the course -H preEsk, the rudder is shifted in the required direction (in our case, the rudder is shifted (Y = + 5 ° C) and remains shifted until the time tj, which is the second moment - whether or not .

В интервале времени Ο-t^ угловая скорость судна растет пропорционально углу перекладки руля (который постоянен) и времени (на фиг. 2 угловая скорость обозначена пунктирной линией).In the time interval Ο-t ^, the angular velocity of the vessel increases in proportion to the rudder angle (which is constant) and time (in Fig. 2, the angular velocity is indicated by a dashed line).

Для определения второго момента вре мени переключения угла перекладки руля (в нашем случае ). формируют сиг- 40 нал, пропорциональный предсказанному' значению будущего угла поворота судна, если в момент времени t начать процесс одерживания судна;To determine the second moment of switching the rudder angle (in our case). form a signal proportional to the predicted value of the future angle of rotation of the vessel if, at time t, the process of obsession of the vessel begins;

рость судна уменьшается пропорцио нально времени и в момент времени tj достигает нулевого значения.ship's speed decreases in proportion to time and at time tj reaches zero.

Возвращение руля в нулевое поло жение производят в момент, когда уг :: эвая скоростьThe steering wheel returns to the zero position at the moment when

О (в нашем слу_.d t чае это соответствует времени t = t?Ϊ .О (in our case, _dt, this corresponds to the time t = t ? Ϊ.

В момент времени t >/ судно вышло на новое направление движенияAt time t> / the vessel entered a new direction of movement

Использование предложенного способа позволит сэкономить расход топлива на 2-3%, сократить время перехода на новое направление движения без перерегулирования, т.е. без дополнительной потери времени и скорости хода судна, сократить процесс обучения судоводителей и повысить безопасность плавания.Using the proposed method will save fuel consumption by 2-3%, reduce the time to switch to a new direction of movement without overshoot, i.e. without additional loss of time and speed of the vessel, to reduce the process of training skippers and improve navigation safety.

Claims (2)

Изобретение относитс  к области управлени  движением подвижными об ектами, в частности, управлени  уг ловым движением речного судна. Существующие способы ручного уп равлени  угловым движением судна с использованием сигнала угла курса получили широкое распространение в насто щее врем  При управлении крупнотоннажными судами рулевой переклсщывает руль в нужном направлении и, не доход  до заданного направлени  движени  судна, производит обратную перекла ку рул . Недостатком такого способа управлени   вл етс  трудность опреде лени  момента обратной перекладки рул . В авторулевых типа АБР в режим ручного управлени  дл  повь иенн  качества ручного управлени  момент начала сдерживани  формируетс  по сумме двух сигналов 1 t К f тек о.с - коэффициент обратной св  о.с. зи , перестраиваемой в зависимости от скорости да судна ; тек текущий курс судна; (f - угол перекладки рул . Зависимость (1) образовани  будущего (предсказанного) углового положени  судна справедлива только дл  фиксированной скорости хода и конкретной величины перехода судна по курсу. С целью устранени  этого недостатка был предложен способ управлени  курсом морского судна, в котором прин та следующа  стратеги  управлени  при переходе на новый курс: -перекладывают руль с максимальной скоростью в сторону заданного поворота судна; -Б момент, когда а;:гебраическа  сумма сигналов текущего курса угловой скорости судна (с переменным весовым коэффициентом) и угла перекладки рул  (также с переменным весовым коэффициентом) достигает величины требуемого (будущего) угла курса, перекладывают руль в обратную сторону с максимальной скоростью; -затем формируют сигнал дл  определени  второго момента времени, когда нужно нз 1енить знак скорости перекладки рул , когда алгебраическа  сумма сигналор, образующих предсказанное значение курса, начнет убывать и станет меньше заданного (будущего) значени  курса 2. Рассмотренный способ ручного управлени  весьма эффективен при управлении морскими судами и оказываетс  совершенно неприемлемым при управлении поворотом ручного судна. Способ ручного управлени , прин тый нами в качестве прототипа,, невозможно использовать без коррекции приведенной выше стратегии управлени  при управлении речным судном . Это объ сн етс  тем, что начало поворота речного судна обычно задают произвольным, но небольшим углом отклонени  рул  от нулевого положени аодерживание (выход) на новое направление движени  судна осуществл  ют также путем обратной перекладки рул  на какое-то посто нное значени а нг. перекладкой рул  с максимально скоростью. При таком управлении фор мирование моментов переключени  рул вого привода должно быть доопределе но, что представл ет значительные трудности. Ина  стратеги  управлени  речным судном объ сн етс  существенным отличием динамических характеристик углового движени  речного судна по сравнению с морским судном. Неустойчивость углового движени  присуща всем плоскодонным судам. В случае же управлени  речным судном наличие этого  влени  усугубл етс  еще и тем,- что рулевое управление речного судна обычно оборудовано не след щим рулевым приводом, как это сделано на большинстве морских судо а интегрирующими приводами ,т .е . ...уго отклонени  руко тки рулевого интерв ла пропорционален скорости переклад ки рул , а не углу перекладки рул  Дл  рабочих диапазонов изменени  угловой скорости процесс набора угловой скорости речного судна мож но представить в динамике интегрируюа1им звеном первого пор дка: . м) текущий угол поворота суд на ; угол перекладки рул ; коэффициенты, завис щие скорости хода судна, глу бины под килем, осадки с на, угла дифферента; -- - производна  по времени. Тогда процесс поворота речного суд на на заданный угол можно представ дл  подавл ющего числа возможных р  мов эксплуатации в виде трех поседовательно включенных интег ра- ороп : , где К коэффициент, завис щий от скорости хода судна, осадки судна, глубины под килем; скорость перекладки рул  (угол отклонени  штурвала). Как известно, управление даже двум  последовательно включенными интеграторами представл ет определенную трудность, тем более сложно управление направлением движени  речного судна, т.к. необходимо управл ть трем  последовательно включенными интеграторами (3). Судоводитель отклон ет рулевой штурвал и задает тем самым скорость перекладки рул . Угол отклонени  рул  пропорционален интегралу от угла отклонени  рулевого штурвала по времени, а углова  скорость судна пропорциональна двойному интегрированию угла отклонени  рулевого штурвала по времени , а угол поворота судна - тройному интегралу угла отклонени  рулевого штурвала по времени. В то же врем  процесс перехода морского судна на новый курс при отклонении рулевого штурвала обычно может быть описан как произведение инерционного звена на одно интегрирующее , т.е. при разработке стратегии управлени  угловым движением речного судна необходимо учесть это существенное отличие. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и.безопасности управлени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе управлени  курсом речного судна путем осуществлени  в первый момент времени перекладки рул  на угол, определ емый скоростью судна и заданным yrj.oM поворота , осуществлени  во второй момент времени обратной переклад рул , а в третий момент времени сведени  угла перекладки к нулю дополнительно определ ют угловую скорость судна и соответствукадее ей прогнозируемое приращение угла поворота судна и осу1цествл ют обратную перекладку рул  в момент,когда сумма текущего угла поворота, и прогнозируемого приращени  угла поворота судна равна заданному углу поворота, причем величину угла обратной перекладки рул  определ ют согласно зависимости ОБр.перекл/ где К - весовой коэффициент; Ш - углова  скорость судна; V- .ii;:i.;:iiri i (-..Kripcicii. судна, пчеле ) yrtj.T поворота ofjpuTHOi перекладки рул  ./меиьшакт до нул  при достижении угловой скоростью нулевого значени . Предлагае№11й способ по сн етс  чертежом, на котором представлен в качестве примера процесс перехода речного судна на новое направление движени  - переход с курса fo на ад. На фиг. 1 приведена зависимость угла перекладки рул  сУ f(t) (уго перекладки рул  задает судоводитель На фиг. 2 приведена зависимость изм нени  угловой скорости судна во вре мени ( и углового поворота сулн во времени Ч в функции угла перекл ки рул . Рассмотрим процесс управлени  с использованием предложенного способ ( на примере процесса перехода речно судна по курсу, приведенного на фиг. 1,2). В случае необходимости изменени  направлени  судна с курса Д° курса tf 30(5 ЧпрвЭск перекладывают руль в требуемом направле нии (в нашем случае руль переложен rf +5°С) и остаетс  переложенным до момента времени t , который  вл  етс  вторым моментом времени переключени . В интервале времени 0-t углова  скорость судна растет пропорциональ но углу перекладки рул  (который посто нен) и времени (на фиг. 2 угл ва  скорость обозначена пунктирной линией). Дл  определени  второго момента вр мени переключени  угла перекладки рул (в нашем случае t, ), формируют сигнал , пропорциональный предсказанном значению будущего угла поворота суд на, если в момент времени t начать процесс одерживани  судна: (. гдеЧ(,-Ь/1) - курс судна в момент времени t ; . ц, (, ..(JdSi)| (5) .cK ibSdt i dt I приращение курса в момент времени t Величину обратной перекладки рул  определ ют по совпадению сигнала угла перекладки рул  с сигналом пропорциональным (5): перекл Ч1г 1 1 с момента времени t , когда выпо нено условие (6), руль остаетс  в отклоненном положении, углова  окорость судна уменьшаетс  пропорционально времени и в момент времени t, достигает нулевого значени . Возвращение рул  Б нулевое положение производ т в момент, когда уг;;эва  скорость --- О (в нашем случае это соответствует времени . В момент времени t / t, судно вышло на новое направление движени  . Использование предложенного способа позволит сзкономить расход топлива на 2-3%, сократить врем  перехода на новое направление движени  без перерегулировани , т.е. без дополнительной потери времени и скорости хода судна, сократить процесс обучени  судоводителей и повысить безопасность плавани . Формула изобретени  Способ управлени  курсом речного судна путем осуществлени  в первый момент времени перекладки рул  на угол, определ емый скоростью судна и заданным углом поворота, осуществлени  во второй момент времени обратной перекладки рул , а в третий момент времени сведени  угла i;epeкладки рул  к нулю, отличающийс  тем, что с целью повышени  точности и безопасности управлени , определ ют угловую скорость судна и соответствующее ей прогнозируемое приращение угла поворота судна и осуществл ют обратную перекладку рул  в момент, когда сумма текущего угла поворота и прогнозируемого приращени  угла поворота судна равна заданному углу поворота, причем величину угла обратной перекладки рул  определ ют согласно зависимости .перекл- де К - весовой коэффициент; CD - углова  скорость судна; V - линейна  скорость судна, осле чего угол поворота обратной ерекладки рул  уменьшают до нул  ри достижении угловой скоростью улевого значени . Источники информации, рин тые во внимание при экспертизе 1.Савченко B.C., Анненков Н.П. ортова  система управлени  БСУ-ЗП, ./Транспорт Г 1974, с. 64. The invention relates to the field of motion control of moving objects, in particular, the control of the angular movement of a river vessel. The existing methods of manually controlling the angular movement of the vessel using the course angle signal are widespread at present. When controlling large-tonnage vessels, the helmsman switches the steering wheel in the desired direction and does not return to the predetermined direction of the vessel's movement to reverse the rudder. The disadvantage of this control method is the difficulty of determining the moment of the reverse rudder transfer. In ADB-type autopilot, in manual control mode for increasing the quality of manual control, the start time of the containment is formed by the sum of two signals 1 t K f tec. zi, tunable depending on the speed and the vessel; tech current course of the vessel; (f is the rudder angle. Dependence (1) of the formation of the future (predicted) angular position of the vessel is valid only for a fixed speed and a specific course of the vessel’s course. In order to eliminate this disadvantage, a method was proposed for controlling the course of the sea vessel in which The following control strategies when moving to a new course: - shift the steering wheel with a maximum speed in the direction of a given turn of the ship; -B moment when a;: hebraic sum of signals of the current course of the ship’s angular velocity (from Variable weighting factor and rudder angle (also with variable weighting factor) reaches the required (future) course angle, shift the wheel in the opposite direction with maximum speed; then generate a signal to determine the second point in time when you need to reload sign when the algebraic sum of the signalor forming the predicted value of the course starts to decrease and becomes less than the specified (future) value of the course 2. The considered method of manual control is very effective n in the management of ships and It appears completely unacceptable when controlling manually turning the ship. The method of manual control, adopted by us as a prototype, cannot be used without correcting the above control strategy when controlling a riverboat. This is due to the fact that the beginning of the turn of a river vessel is usually set by an arbitrary but small angle of deviation of the rudder from the zero position of the content (output) to the new direction of movement of the ship also carried out by reversing the rudder to some constant value a ng. reloading the steering wheel with maximum speed. With such a control, the formation of the switching points of the steering wheel should be determined beforehand, which presents significant difficulties. Another strategy of riverboat control is explained by a significant difference in the dynamic characteristics of the angular motion of a riverboat compared to a seagoing ship. The instability of the angular motion is inherent in all flat-bottomed vessels. In the case of riverboat control, the presence of this phenomenon is aggravated by the fact that the steering of a riverboat is usually not equipped with a follower steering gear, as was done on most marine vessels with integrating drives, i.e. ... the deflection of the rudder is proportional to the speed of the rudder shifting, not the rudder angle. For the working ranges of the angular velocity, the process of gaining the angular velocity of the river vessel can be represented in the dynamics as an integrable link of the first order:. m) the current angle of the trial on; roll angle; coefficients depending on the speed of the vessel, depth under the keel, precipitation from, trim angle; - - time derivative. Then the process of turning the river court at a given angle can be represented for the overwhelming number of possible operating periods in the form of three consecutively integrated lines:, where K is the coefficient depending on the speed of the vessel, draft of the vessel, depth under the keel; the rudder transfer speed (the deflection angle of the handwheel). As is well known, control of even two series-connected integrators presents a certain difficulty, it is all the more difficult to control the direction of movement of a river vessel, since it is necessary to control three integrators in series (3). The boatmaster deflects the steering wheel and thereby sets the speed of the transfer of the rudder. The angle of deflection of the rudder is proportional to the integral of the angle of deflection of the steering wheel in time, and the angular speed of the vessel is proportional to double integration of the angle of deflection of the steering wheel in time, and the angle of rotation of the vessel is a triple integral of the angle of deflection of the steering wheel in time. At the same time, the process of transition of a marine vessel to a new course when the steering wheel is deflected can usually be described as the product of the inertial link by one integrating, i.e. When developing a strategy for controlling the angular motion of a river vessel, this essential difference must be taken into account. The aim of the invention is to improve the accuracy and safety of the control. The goal is achieved by the fact that in the method of controlling the course of a river vessel by shifting the rudder at the first time point by an angle determined by the speed of the vessel and the given turn yrj.oM, turning the rudder backward at the second time point and shifts to zero additionally determine the angular velocity of the vessel and, corresponding to it to it, the predicted increment of the angle of rotation of the vessel and the reverse turn of the rudder at the moment when the sum of the current angle of rotation and predict The increment of the angle of rotation of the vessel is equal to the specified angle of rotation, and the value of the angle of the reverse transfer of the rudder is determined according to the dependence of the Toggle / where K is a weighting factor; W - the angular velocity of the vessel; V- .ii;: i.;: Iiri i (- .. Kripcicii. Vessel, bee) yrtj.T turning ofjpuTHOi rotate the roll / mehakt to zero when the angular velocity reaches zero. The proposed 11th method is illustrated in the drawing, which presents, as an example, the transition of a river vessel to a new direction of movement — the transition from the fo course to hell. FIG. Fig. 1 shows the dependence of the rudder angle f (t) (the rudder shifts the driver sets in) Fig. 2 shows the dependence of the vessel’s angular velocity change in time (and the angular rotation of the suln in time H as a function of the rudder angle using the proposed method (for example, the process of transition of a river vessel at the rate shown in Fig. 1.2). If necessary, change the direction of the vessel from the D course of the course tf 30 (5 CprvEsk shift the steering wheel in the required direction (in our case, the steering wheel is shifted rf +5 ° C) and remains shifted to time t, which is the second switching time. In the time interval 0-t, the ship’s angular velocity increases in proportion to the rudder transfer angle (which is constant) and time (in Fig. 2, the angular velocity is indicated dashed line.) To determine the second moment of switching the rudder angle (in our case t,), form a signal proportional to the predicted future angle of rotation if the vessel starts at the time t: (. where CH (, - L / 1) is the course of the vessel at time t; . ,, (, .. (JdSi) | (5) .cK ibSdt i dt I course increment at time t The value of the reverse rudder transfer is determined by the coincidence of the rudder angle signal with the proportional signal (5): time t, when condition (6) is fulfilled, the rudder remains in the deflected position, the ship’s angular deflection decreases proportionally to the time and at t instant reaches zero.Road B returns to the zero position at the moment when y ;; eva speed - - Oh (in our case, this corresponds to time. At the time t / t, the vessel The use of the proposed method will save fuel consumption by 2-3%, shorten the transition time to a new direction of movement without overshoot, i.e., without additional loss of time and speed of the ship, reduce the training of navigators and improve safety The method of controlling the course of a river vessel, by making a rudder at the first time, at an angle determined by the speed of the vessel and a given angle of rotation, The second time moment of the rudder rearrangement, and at the third time point of reducing the angle i; turning the rudder to zero, is characterized in that, in order to improve the control accuracy and safety, the angular velocity of the vessel and the corresponding predicted increment of the angle of rotation of the vessel are determined and shifting the rudder at the moment when the sum of the current angle of rotation and the predicted increment of the angle of rotation of the vessel is equal to the specified angle of rotation, and the value of the angle of the reverse rudder transfer is determined according to the dependence. C k - weighting factor; CD - vessel angular velocity; V is the ship’s linear velocity, after which the angle of rotation of the reverse roll-backing roll is reduced to zero when the angular velocity reaches the zero value. Sources of information, rintye into account during the examination 1.Savchenko B.C., Annenkov N.P. Ortovy control system BSU-ZP, ./Transport G 1974, p. 64. 2.Шлейер Г.Э. Прогнозирование урса судна7 Судостроение № 12, 976 , с. 27-29 (прототип).2.Shleyer G.E. Forecasting of ship's vessel level 7 Shipbuilding № 12, 976, p. 27-29 (prototype). IS юIS yu 5five -5 -Ю -t5-5 -y-t5 .t t, t.t, t.
SU782700104A 1978-12-13 1978-12-13 Method of controlling river vessel heading SU758902A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782700104A SU758902A1 (en) 1978-12-13 1978-12-13 Method of controlling river vessel heading

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782700104A SU758902A1 (en) 1978-12-13 1978-12-13 Method of controlling river vessel heading

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU758902A1 true SU758902A1 (en) 1981-09-07

Family

ID=20799971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782700104A SU758902A1 (en) 1978-12-13 1978-12-13 Method of controlling river vessel heading

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU758902A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108267955B (en) Motion control method for autonomous berthing of unmanned ship
CN102171095A (en) Joystick controlled marine maneuvering system
US4069784A (en) Method and device for producing substantially kinematic steering of a vessel
CN113031614B (en) Ocean vessel course control composite optimization oil-saving method
JP7249657B2 (en) Vessel control method
US3965840A (en) Methods and apparatus for controlling the propulsion of aquatic vessels incorporating such apparatus
CN114967702A (en) Unmanned ship control system and path tracking method
SU758902A1 (en) Method of controlling river vessel heading
US11573087B1 (en) Boat maneuvering control method for boat and boat maneuvering control system for boat
CN116610122A (en) Unmanned ship path tracking method capable of stabilizing navigational speed and unmanned ship
KR102521829B1 (en) Control apparatus for rudder and ship
RU2330789C1 (en) Ship mooring method
Burns et al. A neural-network approach to the control of surface ships
CN112068550A (en) Ship course tracking control method
Sethuramalingam et al. Design model on ship trajectory control using particle swarm optimisation
KR102558824B1 (en) Fuel control apparatus and rudder control apparatus
SU1102715A2 (en) Automatic system for controlling power actuator of ship rudder
CN114044104B (en) Method for measuring minimum speed of ship for keeping course
SU528546A1 (en) Device for tuning the autopilot
EP3763618B1 (en) Device, method and program for controlling ship body
Meurs Course Changes in Winding Channels
SU867786A1 (en) Ship path control method
SU856894A1 (en) Control system for ship power plant main engines and for controllable-pitch propeller
SU1020311A1 (en) Yacht automatic steering device
SU1150155A1 (en) Device for controlling ship movement