This article presents the problem of overloading of the steering gear controlled by an autopilot in high sea states and ways of reducing it. The author proposes a new method of estimating the steering gear load by counting the number of machine reversals in a selected time period. A block diagram of such solution is presented along with the results of simulations of system operation in different sea states. The results obtained, in terms of number of reversals, depend significantly on the state of sea, providing a means to estimate the current state of the sea as well as the expected difficulty in exploiting the steering gear.
This article presents properties of a follow-up system executing ship’s rudder deflection using a constant delivery hydraulic pump. Furthermore, a solution is discussed which increases static and dynamic accuracy of such a system using the rudder angular velocity signal. This signal has been used for changing the level of a three-position controller insensitivity. The paper also shows the method of determination of the function describing variations of dead-zone width of the three-point controller. Two kinds of such function are shown, namely linear and quadratic. A computer model was prepared in MATLAB-Simulink environment, showing the operation of the system with correction of error signal, which carries out given by function variations of points of switching. Also included are the simulation results of the described solution, indicating a significant enhancement of accuracy of rudder angle control process for the steady state as well as during transients.
The article discusses causes of steering gear overload at high sea states when a ship is kept on course in aut opilot mode. The presented research results refer to simulations of a ship-autopilot system on a preset course in the presence of varying intensity disturbances (various sea states), with updated alterations of rudder angular velocity (the velocity changes are executed discretely) determined by the function block for conventional sea state determination.
This paper presents observations and remarks on the work of ship's steering gear controlled by the autopilot in high seas. Attention is drawn to the insufficient power of steering gear operated by the autopilot in high waves and the consequent possibility of overloading and damage to the gear, creating a threat to the ship. Standard safeguards against damage are discussed. It is suggested that the alarm system should be extended to indicate the load of steering gears. The authors propose a method for assessment of the steering gear load by using a signal that is a nonlinear function of the actual rudder angle, based on the solution used in TS-type autopilot adaptation blocks. The results of computer simulations to obtain such signals for autopilot-controlled ship movement in irregular waves (sea state ranging from 3 to 6) are presented. The conclusion reached is that the signal can be used to assess the steering gear load, which may contribute to increasing ship’s safety in high sea states.
PL
W artykule przedstawiono uwagi o pracy maszyn sterowych statków w wysokich stanach morza sterowanych autopilotem. Zwrócono uwagę na niewystarczającą moc maszyn sterowych dla pracy z autopilotem w tych stanach i możliwość ich przeciążania, uszkodzenia i wprowadzenia zagrożenia dla statku. Omówiono standardowe zabezpieczenia przed uszkodzeniem, wskazując na potrzebę rozszerzenia sygnalizacji alarmowej o układ wskazujący obciążenie maszyn sterowych. Przedstawiono propozycję wykorzystania do oceny obciążenia maszyn sterowych signal będącego nieliniową funkcją rzeczywistego kąta wychylenia steru bazującego na rozwiązaniu stosowanym w blokach adaptacji autopilota TS. Przedstawiono wyniki symulacji komputerowych uzyskiwania takiego signal dla realizacji prowadzenia statku autopilotem na nieregularnej fali przy stanie morza 3, 4, 5, 6. We wnioskach stwierdzono, że signal taki może służyć do oceny obciążenia maszyn sterowych, co może przyczynić się do zwiększenia bezpieczeństwa eksploatacji statku w wysokich stanach morza.
W artykule przedstawiono zagadnienie normowania prędkości przestawiania steru, mając na uwadze zmniejszenie mocy maszyny sterowej i bezpieczeństwo żeglugi. Przyjęto, że bezpieczeństwo to będzie zapewnione, jeśli od rozpoczęcia manewru "ster na burtę" statek uzyska po przebyciu odcinka równego swojej długości bezwymiarową prędkość kątową równą 0,2 i po przebyciu drogi równej 1,5 swojej długości przemieszczenie boczne równe 3B (trzy szerokości). Podano przykłady obliczeniowe dla statku typu Mariner oraz sformułowano wnioski.
EN
The paper presents a problem of rudder deflection velocity normalisation considering steering gear power reduction as well as safety of ship. It has been assumed that the following safety conditions should be fulfilled: during manoeuvre dimensionless angular velocity of hull should obtain the value of 0.2 after distance equal to hull length; after distance equal to 1.5 of length of hull, transversal displacement should be equal to 3B, where B denotes hull breadth. Examples of numerical computations for a Mariner type ship and conclusions are given.
W artykule przedstawiono własności układu nadążnego realizującego wychylenia steru statku zbudowanego z wykorzystaniem pompy hydraulicznej stałego wydatku. Ponadto zaprezentowano różne rozwiązania układu sterowania z wykorzystaniem dynamicznego sprzężenia zwrotnego wokół regulatora trójpołożeniowego sterującego rozdzielaczem elektrohydraulicznym maszyny sterowej zwiększającego dokładność tego układu w stanach statycznych. Przedstawiono wyniki symulacji działania prezentowanych rozwiązań.
EN
The paper shows properties of the follow-up system for rudder deflection using a hydraulic pump of constant delivery. Several solutions of a system using a three-point controller with dynamic feedback to enhance the steady-state accuracy are discussed. The results of simulative research are presented.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.