JP4308934B2

JP4308934B2 - Gyro compass

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Publication number: JP4308934B2
Application number: JP00417998A
Authority: JP
Inventors: 貫志山本; 伸一河田; 武北條; 道雄深野
Original assignee: Tokyo Keiki Inc
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1998-01-12
Filing date: 1998-01-12
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2018-01-12
Also published as: JPH11201757A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高精度を要求される船舶等のためのジャイロコンパスに関し、特に高速度にて運行する船舶のためのジャイロコンパスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のジャイロコンパスの例として本願出願人と同一人の所有による日本国特許第８８５７３０号（特公昭５２−１００１７号）に開示されたジャイロコンパスがある。以下に、このジャイロコンパスについて説明するが、詳細は同特許公報を参照されたい。
【０００３】
図２に示すように、ジャイロコンパスは、高速にて回転するジャイロロータ（破線で示す。）とこのジャイロロータを内蔵し液密構造を有するジャイロ球又はジャイロケース１とジャイロケース１を包囲するタンク２とジャイロケース１を支持する懸吊線３とを有する。懸吊線３の上端はタンク２に接続され、下端はジャイロケース１に接続されている。タンク２内には高粘性のダンピングオイルの如き液体７が充填されている。
【０００４】
ジャイロケース１とタンク２には、それぞれジャイロケース１とタンク２の間の相対的変位を検出するための無接触偏位検出装置６が装着されている。無接触偏位検出装置６は、ジャイロケース１の外面に装着された１次側４Ｎ、４Ｓとタンク２の内面に装着された２次側５Ｎ、５Ｓとを有する。これらの１次側４Ｎ、４Ｓ及び２次側５Ｎ、５Ｓは、ジャイロの北側及び南側に装着される、即ち、子午線方向に沿って水平に配置されたジャイロロータのスピン軸線の延長線がジャイロケース１及びタンク２と交差する位置に装着される。無接触偏位検出装置６の詳細は後に説明する。
【０００５】
タンク２の赤道上のスピン軸線と直交する位置に１対の水平軸８、８’が装着され、この水平軸８、８’は、タンク２を囲むように配置された水平環１２に装着された水平軸受け１３、１３’の内輪に装着されている。一方の水平軸８には水平歯車９が装着され、この水平歯車９は水平環１２に装着された水平追従サーボモータ１０の水平ピニオン１１に噛合している。
【０００６】
水平環１２には、水平軸受け１３、１３’と直交する位置にジンバル軸１４、１４’が装着され、このジンバル軸１４、１４’は、タンク２を囲むように配置された垂直環１６に装着されたジンバル軸受け１５、１５’の内輪に装着されている。垂直環１６の上下両端には垂直軸１７、１７’が装着され、この垂直軸１７、１７’は盤器２４の垂直軸受け２５、２５’の内輪に装着されている。
【０００７】
下側の垂直軸１７には方位歯車２１が装着され、この方位歯車２１は盤器２４に装着された方位追従サーボモータ１９の方位ピニオン２０に噛合している。上側の垂直軸１７’には、コンパスカード２２が装着されている。盤器２４の上面にはコンパスカード２２に対応するように、基板２３が装着されている。基板２３には船首方向を示す基線２６が記されている。
【０００８】
図３、図４及び図５を参照して、無接触偏位検出装置６の構造及び機能を説明する。図３は無接触偏位検出装置６の２対のピックアップのうち、北側のピックアップのみを示した図である。北側のピックアップはジャイロケース１の外面に装着された１次側コイル４Ｎとタンク２の内面に装着された２次側コイル５Ｎとを有する。
【０００９】
１次側コイル４Ｎの巻線はジャイロのスピン軸線に直交する平面内にあり、通常、ジャイロ電源ＰＳと共用の交流によって励磁され、破線の矢印ａ₁、ａ₁にて示す交番磁場を生成する。
【００１０】
２次側コイル５Ｎは４個の矩形コイル５ＮＷ、５ＮＥ、５ＮＵ、５ＮＬよりなり、第１の対のコイル５ＮＷ、５ＮＥは横方向に並べられ、第２の対のコイル５ＮＵ、５ＮＬは上下方向に並べられている。また、横方向のコイル５ＮＷ、５ＮＥは互いに差動的に接続され、上下方向のコイル５ＮＵ、５ＮＬは互いに差動的に接続されている。
【００１１】
１次側コイル４Ｎが２次側コイル５Ｎの４個の矩形コイル５ＮＷ、５ＮＥ、５ＮＵ、５ＮＬの中央位置に配置されている場合を考える。１次側コイル４Ｎによる磁束は４個の矩形コイル５ＮＷ、５ＮＥ、５ＮＵ、５ＮＬを貫通するから、４個の矩形コイル５ＮＷ、５ＮＥ、５ＮＵ、５ＮＬには同一の電圧が誘発される。従って、横方向のコイル５ＮＷ、５ＮＥの出力端子２−１及び上下方向のコイル５ＮＵ、５ＮＬの出力端子２−２には出力電圧は生じない。
【００１２】
２次側コイル５Ｎが１次側コイル４Ｎに対して水平に西方向（図３にて矢印Ｗ方向）に偏倚した場合を考える。１次側コイル４Ｎによる磁束のうち、東側の矩形コイル５ＮＥを貫通する磁束は増加し、その誘起電圧が増加する。一方、西側の矩形コイル５ＮＷを貫通する磁束は減少し、その誘起電圧が減少する。従って、横方向のコイル５ＮＷ、５ＮＥの出力端子２−１に差動電圧が生ずる。上下方向のコイル５ＮＵ、５ＮＬの出力端子２−２には出力電圧は生じない。
【００１３】
２次側コイル５Ｎが１次側コイル４Ｎに対して水平に東方向（図３にて矢印Ｅ方向）に偏倚した場合は、西方向に偏倚した場合と逆である。１次側コイル４Ｎによる磁束のうち、西側の矩形コイル５ＮＷを貫通する磁束は増加し、その誘起電圧が増加し、東側の矩形コイル５ＮＥを貫通する磁束は減少し、その誘起電圧が減少する。従って、横方向のコイル５ＮＷ、５ＮＥの出力端子２−１には、西方向に偏倚した場合と逆極性の差動電圧が生ずる。上下方向のコイル５ＮＵ、５ＮＬの出力端子２−２には出力電圧は生じない。
【００１４】
２次側コイル５Ｎが１次側コイル４Ｎに対して上下方向（図３にて矢印ＥＷに垂直方向）に偏倚した場合も同様である。１次側コイル４Ｎによる磁束のうち、上側の矩形コイル５ＮＵを貫通する磁束は減少又は増加し、下側の矩形コイル５ＮＬを貫通する磁束は増加又は減少する。上側の矩形コイル５ＮＵの誘起電圧が減少又は増加し、下側の矩形コイル５ＮＬの誘起電圧が増加又は減少する。上下方向のコイル５ＮＵ、５ＮＬの出力端子２−２に差動電圧が生ずる。
【００１５】
こうして、タンク２のＮ端がジャイロケース１に対して東西方向及び上下方向に変位すると、２次側コイル５Ｎの２対の矩形コイル５ＮＷ、５ＮＥ、５ＮＵ、５ＮＬの出力端子２−１、２−２に差動電圧が生ずる。この差動電圧の極性及び大きさは、タンク２のＮ端の変位の方向及び大きさを示す。
【００１６】
図４を参照して説明する。ここでは、無接触偏位検出装置６によって、ジャイロケース１に対するタンク２の垂直軸周りの回転偏差を検出する機能を説明する。図４はジャイロケース１を上側から見た図であり、無接触偏位検出装置６のうち、ジャイロケース１の外面に装着された１次側コイル４Ｎ、４Ｓとタンク２の内面に装着された２次側コイル５Ｎ、５Ｓのうち、横方向の２対のコイル５ＮＷ、５ＮＥ及び５ＳＷ、５ＳＥが示されている。
【００１７】
上述のように北側のコイル５ＮＷ、５ＮＥ及び南側のコイル５ＳＷ、５ＳＥはそれぞれ差動的に接続されているが、更に、北側のコイル５ＮＷ、５ＮＥの出力端子２−１と南側のコイル５ＳＷ、５ＳＥの出力端子３−１は差動的に接続されている。従って、タンク２がジャイロケース１に対して横方向に、即ち、東西方向に並進的に移動した場合、北側のコイル５ＮＷ、５ＮＥの出力端子２−１に生ずる差動電圧と南側のコイル５ＳＷ、５ＳＥの出力端子３−１に生ずる差動電圧は、大きさ及び極性が等しくなり、互いに打ち消し合い、出力端子３−２には出力電圧は生じない。
【００１８】
しかしながら、タンク２がジャイロケース１に対して垂直軸線Ｏ（紙面に垂直）周りに回転すると、北側のコイル５ＮＷ、５ＮＥの出力端子２−１に生ずる差動電圧と南側のコイル５ＳＷ、５ＳＥの出力端子３−１に生ずる差動電圧は、大きさが等しく極性が反対となり、出力端子３−２に差動電圧が生ずる。この差動電圧の極性及び大きさは、ジャイロケース１に対するタンク２の垂直軸線周りの回転変位の方向及び大きさを示す。
【００１９】
図５を参照して説明する。ここでは、無接触偏位検出装置６によって、ジャイロケース１に対するタンク２の水平軸周りの回転偏差を検出する機能を説明する。図５はジャイロケース１を横側から見た図であり、無接触偏位検出装置６のうち、ジャイロケース１の外面に装着された１次側コイル４Ｎ、４Ｓとタンク２の内面に装着された２次側コイル５Ｎ、５Ｓのうち、上下方向の２対のコイル５ＮＵ、５ＮＬ及び５ＳＵ、５ＳＬが示されている。
【００２０】
同様に、北側の２次側コイル５ＮＵ、５ＮＬと南側の２次側コイル５ＳＵ、５ＳＬは差動的に接続されている。従って、タンク２がジャイロケース１に対して上下方向に並進的に移動した場合、出力端子４−１には出力電圧は生じない。しかしながら、タンク２がジャイロケース１に対して水平軸線（東西軸線）周りに回転すると、出力端子４−１に差動電圧が生ずる。この差動電圧の極性及び大きさは、ジャイロケース１に対するタンク２の水平軸線周りの回転変位の方向及び大きさを示す。
【００２１】
ジャイロケース１に対してタンク２が垂直軸線周り及び水平軸周りの回転偏差した場合を説明したが、タンク２に対してジャイロケース１が垂直軸線周り及び水平軸周りの回転偏差した場合も同様である。無接触偏位検出装置６によって、ジャイロケース１とタンク２の間の回転偏差角を検出することができる。
【００２２】
図４を参照して方位追従系を説明する。ジャイロケース１に対してタンク２が垂直軸線周りに回転偏倚すると、無接触偏位検出装置６の垂直出力端子３−２に電圧信号が生ずる。この垂直出力端子３−２に生じた電圧信号は、サーボ増幅器３０を介して又は介さないで方位サーボモータ１９の制御巻線に加えられる。方位サーボモータ１９の回転は、方位ピニオン２０、方位歯車２１、垂直環１６及び水平環１２を介して、タンク２に伝達される。それによって、タンク２は垂直軸線周りに回転し、タンク２とジャイロケース１の間の相対的回転偏倚がゼロとなる。
【００２３】
こうして方位追従系によって、タンク２の方位は常にジャイロロータのスピン軸線の方位に追従する。従ってコンパスカード２２のＮ字は常にジャイロロータのスピン軸線の方位に追従することとなる。従ってコンパスカード２２のＮ字と基線２６の偏差によって船首方位が読み取られる。
【００２４】
また、この方位追従系によって、タンク２とジャイロケース１の間の相対的回転偏倚は常にゼロとなるから、タンク２とジャイロケース１を接続する懸吊線３に捩じり応力は生じない。従って、この方位追従系によって、ジャイロケース１に如何なる外乱も印加されることはない。
【００２５】
この方位追従系には、ジャイロの加速度誤差、速度誤差及び緯度誤差等を修正するための誤差修正用信号発生装置３−３が設けられている。誤差修正用信号発生装置３−３は、船舶の加速度、速度又は緯度に起因した誤差に対応した電圧信号を生成し、それをサーボ増幅器３０を介して又は介さないで方位サーボモータ１９に印加する。方位サーボモータ１９は方位追従系による追従を偏倚させるように、タンク２を回転させる。それによって、懸吊線３に捩じり応力が生成され、ジャイロケース１は垂直軸線周りに回転偏倚し、ジャイロの加速度誤差、速度誤差及び緯度誤差等が修正される。
【００２６】
図５を参照して水平追従系を説明する。ジャイロケース１に対してタンク２が水平軸線周りに回転偏倚すると、無接触偏位検出装置６の水平出力端子４−１に電圧信号が生ずる。この水平出力端子４−１に生じた電圧信号は、サーボ増幅器３１を介して又は介さないで水平サーボモータ１０の制御巻線に加えられる。水平サーボモータ１０の回転は、水平ピニオン１１及び水平歯車９を介して、タンク２に伝達される。それによって、タンク２は水平軸線周りに回転し、タンク２とジャイロケース１の間の相対的回転偏倚がゼロとなる。
【００２７】
図６を参照してジャイロの指北作用を説明する。図６はジャイロケース１がタンク２内に配置された状態を略線的に示したものであり、タンク２内には高粘性のダンピング液７が充填されており、ジャイロケース１はダンピング液７に漬かる状態で懸吊線３によって懸吊されている。
【００２８】
ここで、ジャイロケース１の重心の位置をＯ₁、タンク２の中心位置をＯ₂とする。懸吊線３とタンク２の結合点をＰ、懸吊線３とジャイロケース１の結合点をＱとする。タンク２の中心軸線は線ＰＯ₂を通る。ジャイロロータ（破線の矩形部分）のスピン軸線がジャイロケース１と交わる点をＡ、Ｂとし、この２点Ａ、Ｂに対応するタンク２上の点をＡ’、Ｂ’とする。更に、水平面をＨ−Ｈ’とする。
【００２９】
ジャイロロータのスピン軸線が水平な場合（θ＝０°）には、タンク２の南北線Ａ’Ｂ’はスピン軸線に整合した位置に配置され、ジャイロケース１の重心の位置Ｏ₁はタンク２の中心位置Ｏ₂に一致する。
【００３０】
ジャイロロータのスピン軸線が水平面Ｈ−Ｈ’に対して傾斜角θだけ傾斜し、ジャイロケース１の指北端のＡ側が水平面Ｈ−Ｈ’に対して上昇していると仮定する。上述のように水平追従サーボ系によって、タンク２はジャイロロータの傾斜角θに追従して水平軸線周りに回転傾斜する。従って、タンク２の中心軸線ＰＯ₂は鉛直線に対して傾斜角θだけ傾斜する。
【００３１】
外力が作用しないと、懸吊線３は鉛直線に一致する。懸吊線３の張力Ｔによってジャイロケース１に対して重心Ｏ₁周りのモーメントＭが生成される。ジャイロケース１の重心Ｏ₁と取り付け点Ｑの間の距離をｒとし、ジャイロケース１のダンパー液７による浮力を除いた残留重量をｍｇとすれば、ジャイロケース１に作用するモーメントＭは次のように表される。
【００３２】
【数１】
Ｍ＝Ｔｒｓｉｎθ＝ｍｇｒｓｉｎθ
【００３３】
このモーメントＭはジャイロロータに対するトルクとして水平軸線（重心Ｏ₁を通り紙面に垂直な線）周りに作用する。こうして、「スピン軸線の水平面に対する傾斜角に比例したトルクをジャイロの水平軸の周りに加える」ことができるから、指北力が生成され、ジャイロコンパスを得ることができる。上記の距離ｒ、重量ｍｇ及びジャイロの角運動量を選択することによって、指北運動の周期を数１０分〜百数１０分とすることができる。
【００３４】
図７を参照してジャイロの制振装置を説明する。上述のようなジャイロコンパスに使用される制振装置は、「スピン軸線の水平面に対する傾斜角に比例したトルクをジャイロの垂直軸の周りに加える」ように構成されている。上述のように、ジャイロロータのスピン軸線が水平面Ｈ−Ｈ’に対して傾斜角θだけ傾斜すると、水平追従系の作用によって、タンク２も水平面Ｈ−Ｈ’に対して傾斜角θだけ傾斜する。
【００３５】
図６に図示したように、ジャイロケース１は、懸吊線３が垂直線と一致するまで、タンク２に対して相対的にタンク２上の点Ｂ’方向に距離ξ（Ｏ₁−Ｏ₂）だけ移動する。この移動量ξは、ジャイロロータのスピン軸線の水平面Ｈ−Ｈ’に対する傾斜角θに比例する。従って、このジャイロケース１の相対的な移動量ξを電気的に検出し、この検出量に対応して、方位追従系の追従位置を偏倚させ、懸吊線３を捩じることによって、所望の制振作用が得られる。
【００３６】
尚、懸吊線３は僅かに剛性を有するから、ジャイロケース１が水平面Ｈ−Ｈ’に対して傾斜したとき、実際には破線にて示すように撓み曲線を描く。従って、ジャイロケース１の線Ａ’Ｂ’方向の移動量ξ（Ｏ₁−Ｏ₂）も、僅かに減少する。しかしながら、懸吊線３は十分可撓性を有し、斯かる移動量の変化は僅かであり、実用的な設計では、その影響は小さい。従って、ここでは斯かる移動量の変化を無視して説明する。
【００３７】
図７は制振系を示す図であり、ジャイロケース１を上側から見た図である。制振系は方位追従系に付加的に設けられている。無接触偏位検出装置６のうち、ジャイロケース１の外面に装着された１次側コイル４Ｎ、４Ｓとタンク２の内面に装着された４対の２次側コイル５ＮＷ、５ＮＥ及び５ＳＷ、５ＳＥと５ＮＵ、５ＮＬ及び５ＳＵ、５ＳＬが示されている。
【００３８】
図示のように、２次側コイルの南北側に更に変位検出用の１対のコイル１４−２、１４−３が設けられている。この変位検出用コイル１４−２、１４−３は、２次側コイルの横側のコイル５ＮＷ、５ＮＥ及び５ＳＷ、５ＳＥと平行となるように配置され且つ差動的に接続されている。変位検出用コイル１４−２、１４−３の出力端子１４−１は、ジャイロケース１の移動量ξに比例した差動電圧を出力する。
【００３９】
出力端子１４−１は、方位追従系の出力端子３−２に加算的に接続され、サーボ増幅器３０を介して又は介すること無く、方位サーボモータ１９の制御巻線に接続されている。従って、方位サーボモータ１９の制御巻線に印加される電圧信号は、出力端子１４−１からの電圧信号だけ、過剰な電圧信号となり、タンク２のジャイロケース１に対する方位追従動作を偏倚させる。
【００４０】
タンク２は垂直軸線周りに、方位追従系の動作に対して偏倚するように、回転偏倚し、懸吊線３に捩じりトルクが生ずる。それによってジャイロケース１は、ジャイロケース１の移動量ξに比例した捩じりトルクを受ける。こうして、ジャイロの制振作用が生成される。
【００４１】
図８を参照してジャイロの制振作用を更に詳細に説明する。図８は図７の制振系をブロック図として表したものである。ジャイロケース１のスピン軸線方向の移動量がξのとき、タンク２を垂直軸線周りに捩じり角Ψだけ回転させるために必要な、出力端子１４−１の電圧信号Ｖ₁₄を求める。誤差修正用信号発生装置３−３の出力電圧がゼロボルトであると仮定する。
【００４２】
タンク２が垂直軸線周りに捩じり角Ψだけ回転すると、懸吊線３に捩じりトルクＴ_Z＝ｋ_TΨが生成され、ジャイロケース１は捩じりトルクＴ_Z＝ｋ_TΨを受ける。
【００４３】
一方、制振用ダンピングトルクは、ジャイロケース１のスピン軸線に沿った方向の移動量ξに比例するから、比例定数μを用いて、μξと表される。これは、捩じりトルクｋ_TΨに等しいはずである。
【００４４】
【数２】
Ｔ_Z＝ｋ_TΨ＝μξ
【００４５】
従って、タンク２の垂直軸線周りの捩じり角Ψは、次のようになる。
【００４６】
【数３】
Ψ＝μξ／ｋ_T
【００４７】
ここで、出力端子１４−１の電圧信号Ｖ₁₄に対するタンク２の垂直軸線周りの捩じり角Ψの比をｑとする。
【００４８】
【数４】
ｑ＝Ψ／Ｖ₁₄
【００４９】
結局、出力端子１４−１の電圧信号Ｖ₁₄はゲインｑを用いて次のように表される。
【００５０】
【数５】
Ｖ₁₄＝Ψ／ｑ＝μξ／ｑｋ_T
【００５１】
ジャイロケース１の移動量ξにブロック内の伝達関数を順に乗算することによって、制振用ダンピングトルクＴ_Zとしてμξが得られる。
【００５２】
図８Ｂは、２つのブロックを合体して１つのブロックに表したものである。図８Ｃは、タンク２内の液体７の粘性を考慮した場合のブロック図である。タンク２を垂直軸線周りに捩じり角Ψだけ回転させると、回転角速度ｄΨ／ｄｔに比例した粘性トルクがジャイロケース１に作用する。従って、ジャイロケース１が受けるトルクＴ_Zは次のようになる。
【００５３】
【数６】
Ｔ_Z＝（Ｃｓ＋ｋ_T）Ψ
【００５４】
Ｃは粘性トルク係数、ｓはラプラス演算子である。この場合、ジャイロケース１が受けるトルクＴ_Zは、粘性トルクＣｓΨを含み、制振用ダンピングトルクＴ_Zとして移動量ξに比例したトルクμξを得ることが困難となる。従って、図８Ｄに示すように、時定数Ｔ_Fの１次遅れフィルタを挿入する必要がある。１次遅れフィルタは、例えば、サーボ増幅器３０に設けられてよい。
【００５５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のジャイロコンパスは、運行速度が例えば、１０〜２０ノットである通常の船舶では問題なしに所定の優れた性能を発揮する。しかしながら、近年、高速船が増加し、高速船に搭載されるジャイロコンパスの規格が制定される計画がある。例えば、７０ノットまで対応可能なジャイロコンパスの規格が制定される計画がある。
【００５６】
このような高速船では、加減速又は旋回時にジャイロコンパスに加わる南北方向の加速度が大きくなり、指北装置等に影響を与える。例えば、上述のようなジャイロ球方式の指北装置を使用する場合、タンク２中のジャイロケース１がタンク２の内面に衝突する可能性がある。ジャイロケース１の衝突を防止するために液体７の粘性を高くすることが考えられるが、液体７の粘性を高くすると、数６の式の粘性トルクの項が大きくなり、ジャイロケース１に印加する制振用ダンピングトルクＴ_Zとして移動量ξに比例したトルクμξを得ることが困難となる。従って、従来のジャイロコンパスでは、タンク２中の液体７の粘性を高くすることができなかった。
【００５７】
高速船では、「ジャイロの速度誤差及び加速度誤差」が共に大きな値となる問題がある。速度誤差は船舶が地球上を移動することに起因する誤差である。船舶が地球表面に沿って移動することは、船舶が地球の中心の周りに円運動することである。従って、船舶は地球の自転による円運動と航行による円運動を合成した運動をする。即ち、船舶は地球の自転軸周りの自転と同時に他の自転軸周りの自転を行っている。ジャイロはこの「２つの自転のベクトルの合成方向」を指向することとなり、それによって発生する誤差が速度誤差である。
【００５８】
加速度誤差は、船舶が加減速、旋回等を行ったときに加速度が指北装置に水平方向に作用するために発生する過渡的な誤差である。上述のジャイロコンパスの例ではジャイロケース１に加速度が作用することによってこの加速度誤差が発生する。加速度誤差は速度誤差に比べて、複雑な内容を有する。
【００５９】
しかしながら、速度誤差も加速度誤差も、力学的に解析可能であり、複雑な手順を必要とする場合があるが、略完全に除去することができる。
【００６０】
従来の速度誤差及び加速度誤差の除去方法では、ジャイロロータのスピン軸線に直交する軸線周りに制御トルクを印加する。より詳細には、東西方向の水平軸線周りと垂直軸線周りに、制御トルクを印加する。少なくとも、垂直軸線周りに、制御トルクを印加する必要がある。
【００６１】
上述のジャイロコンパスの例では、誤差修正用信号発生装置３−３の出力を方位追従系又は制振系に付加することによって速度誤差及び加速度誤差が除去されるように構成されている。タンク２をジャイロケース１に対して垂直軸線周りに相対的に偏倚させることによって、懸吊線３に捩じりトルクを発生させ、それによってジャイロケース１にトルクを加えて制御トルクを作ることができる。
【００６２】
しかしながら、速度誤差及び加速度誤差の値が大きくなると、懸吊線３に生ずる捩じりトルクは大きくなる。懸吊線３に生ずる捩じりトルクに耐えることができるように、懸吊線３の捩じり定数を大きくすると、方位追従系の追従精度が低下し、高精度のジャイロコンパスが得られなくなる。
【００６３】
従って、従来のジャイロコンパスでは、速度誤差及び加速度誤差の値が大きくなると、垂直軸トルカ等を設け、誤差修正用信号発生装置３−３の出力を垂直軸トルカ等に供給するように構成する必要があった。
【００６４】
本発明は斯かる点に鑑み、タンク２中の液体７として、高粘度のダンピング液を使用することができるようにすることを目的とする。
【００６５】
本発明は斯かる点に鑑み、垂直軸トルカ等を設けること無しに、大きな速度誤差及び加速度誤差を除去することができるようにすることを目的とする。
【００６６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るジャイロコンパスは、スピン軸を略々水平にしたジャイロロータを内蔵するジャイロケースと、前記ジャイロケースを包囲し且つ内部に液体を収納する容器と、前記ジャイロケースを前記容器内に支持する第１の支持装置と、前記容器を３軸の自由度を有するように支持する第２の支持装置と、前記容器を前記ジャイロケースに対して垂直軸線周りに追従させるための方位追従ループと、前記ジャイロロータのスピン軸線の水平面に対する傾斜角に比例したトルクを前記ジャイロケースに対して垂直軸線周りに印加するための制振ループと、前記方位追従ループ又は制振ループ内に設けられ、前記容器と前記ジャイロケースの間に発生するトルクの粘性トルク係数Ｃ及び捩じりトルク係数ｋ _T の比Ｃ／ｋ _T に略等しい時定数Ｔ _F を有する１次遅れフィルタと、を有するジャイロコンパスにおいて、前記方位追従ループ又は制振ループ内に誤差修正用信号を発生するための誤差修正用信号発生装置を設け、前記誤差修正用信号発生装置の出力信号に第１の伝達関数を乗算して得られた信号を前記１次遅れフィルタに入力し、前記第１の伝達関数を乗算して得られた信号に更に第２の伝達関数を乗算して得られた信号を前記１次遅れフィルタの出力信号に加算し、前記１次遅れフィルタの出力信号に必要な変化を与えて前記容器を前記ジャイロケースに対して垂直軸線周りに回転偏倚させるように構成されていることを特徴とするものである。
【００６７】
１次遅れフィルタの時定数Ｔ_Fを比Ｃ／ｋ_Tに等しく設定するだけで、所定の制振用ダンピングトルクを得ることができるから、容器の液体の粘性を高くすることができる。従って、高速船が加減速又は旋回しても、ジャイロケースが容器に衝突することがない。
【００６８】
本発明によると、上記方位追従ループ又は制振ループ内に誤差修正用信号を発生するための誤差修正用信号発生装置を設け、上記誤差修正用信号発生装置の出力信号に第１の伝達関数を乗算して得られた信号を上記１次遅れフィルタに入力し、上記第１の伝達関数を乗算して得られた信号に更に第２の伝達関数を乗算して得られた信号を上記１次遅れフィルタの出力信号に加算し、上記１次遅れフィルタの出力信号に必要な変化を与えて上記容器を上記ジャイロケースに対して垂直軸線周りに回転偏倚させるように構成されている。
【００６９】
垂直軸トルカ等を設けること無しに、速度誤差、加速度誤差、緯度誤差等を除去するための付加的トルクをジャイロケースに印加することができる。
【００７０】
本発明の例によると、例えば、上記第１の伝達関数は定数１であり、上記第２の伝達関数は定数０である。また、上記第１の伝達関数は符号が負の定数であり、上記第２の伝達関数は定数１である。
【００７１】
本発明のジャイロコンパスにおいて、上記制振ループは上記容器に対する上記ジャイロケースの相対的変位を検出するための変位検出ピックアップを有し、上記誤差修正用信号発生装置は上記変位検出ピックアップの出力端子に接続されている。従って、従来のジャイロコンパスの制振系を利用することができる。
【００７２】
【発明の実施の形態】
図１を参照して本発明のジャイロコンパスの例を説明する。図１は、図８と同様な本例のジャイロコンパスの制振系のブロック図である。図１Ａを参照して本発明の第１の例を説明する。本例の制振系の制御ループの入力はジャイロケース１の移動量ξであり、制御ループの出力は、ジャイロケース１が受ける制振用ダンピングトルクＴ_Z＝μξである。
【００７３】
ジャイロケース１の移動量ξは、図７を参照して説明した無接触偏位検出装置６の２次側コイルの南北側に付加的に設けられた変位検出用コイル１４−２、１４−３によって検出されてよい。ジャイロケース１がスピン軸線方向に移動すると、変位検出用コイル１４−２、１４−３の出力端子１４−１に、ジャイロケース１の移動量ξに比例した出力電圧Ｖ₁₄が生ずる。
【００７４】
この出力電圧Ｖ₁₄によって、制振用ダンピングトルクＴ_Z＝μξが得られる条件を求める。ジャイロケース１の移動量ξに、各ブロック内の伝達関数を順次乗算し、その結果を制振用ダンピングトルクＴ_Z＝μξに等しいと置くと次の関係が得られる。
【００７５】
【数７】
Ｔ_F＝Ｃ／ｋ_T
【００７６】
この式から明らかなように、本例によると、１次遅れフィルタの時定数Ｔ_Fを粘性トルク係数Ｃと捩じりトルク係数ｋ_Tの比Ｃ／ｋ_Tに等しくすることによって、所定の制振用ダンピングトルクＴ_Z＝μξを得ることができる。
【００７７】
懸吊線３の捩じりトルク係数ｋ_Tが一定であると仮定すると、タンク２内の液体７による粘性トルク係数Ｃの値に依存して、１次遅れフィルタの時定数Ｔ_Fを変化させればよい。それによって、制振用ダンピングトルクＴ_Z＝μξを得ることができる。例えば、タンク２内の液体７による粘性トルク係数Ｃが大きい場合には、１次遅れフィルタの時定数Ｔ_Fを大きくし、粘性トルク係数Ｃが小さい場合には、１次遅れフィルタの時定数Ｔ_Fを小さくすればよい。
【００７８】
本例によると、１次遅れフィルタの時定数Ｔ_Fを大きくすることによって、タンク２内の液体７として高粘度のダンピング液を用いることができる。従って、高速船が加減速又は旋回しても、ジャイロケース１がタンク２の内面に衝突することが防止される。
【００７９】
１次遅れフィルタの時定数Ｔ_Fが大きいと、タンク２を垂直軸線周りに捩じり角Ψだけ回転させる場合、回転角速度ｄΨ／ｄｔが小さくなる。数６の式の第１項の粘性トルクは、液体７の粘度と回転角速度ｄΨ／ｄｔに比例する。従って、液体７の粘度が大きくても、回転角速度ｄΨ／ｄｔが小さければ、粘性トルクは小さく、適正な制振用ダンピングトルクを得ることができる。
【００８０】
１次遅れフィルタは、図７に示した制振系の制御ループにおいて方位サーボモータ１９の入力側の適当な位置に設けられる。方位サーボ増幅器３０が設けられている場合には方位サーボ増幅器３０内に設けられてよい。
【００８１】
図１Ｂを参照して本発明の第２の例を説明する。本例の制振系の制御ループの入力は、ジャイロケース１の移動量ξとこの移動量ξの関数ｆ（ξ）である。関数ｆ（ξ）に第１の伝達関数ｚ₁が乗算されて、１次遅れフィルタの入力に加算される。関数ｆ（ξ）に第１及び第２の伝達関数ｚ₁、ｚ₂乗算されて、１次遅れフィルタの出力に加算される。
【００８２】
従って、ジャイロケース１の移動量ξに対応した制振用ダンピングトルクμξとそれに加えて付加的トルクＴ_Eが、ジャイロケース１に印加される。
【００８３】
【数８】
Ｔ_Z＝μξ＋Ｔ_E
【００８４】
第１及び第２の伝達関数ｚ₁、ｚ₂を適当に選択することによって、所望の付加的トルクＴ_Eを得ることができる。例えば、ジャイロの速度誤差、加速度誤差等を修正するための付加的トルクＴ_Eを得ることができる。以下に付加的トルクＴ_Eとして２つの例を説明する。
【００８５】
（１）付加的トルクＴ_Eがｆ（ξ）に等しい場合
出力トルクＴ_Zは次のように表される。
【００８６】
【数９】
Ｔ_Z＝μξ＋ｆ（ξ）
【００８７】
この出力トルクＴ_Zは制振用ダンピングトルクμξ以外に付加的トルクＴ_Eとして関数ｆ（ξ）を含む。これは、第１の伝達関数がｚ₁＝１、第２の伝達関数がｚ₂＝０の場合である。この付加的トルクｆ（ξ）は、例えば、速度誤差、加速度誤差等を修正するためのトルクであってよい。
【００８８】
（２）付加的トルクＴ_EがＫｓξに等しい場合
出力トルクＴ_Zは次のように表される。
【００８９】
【数１０】
Ｔ_Z＝μξ＋Ｋｓξ＝（μ＋Ｋｓ）ξ
【００９０】
Ｋは定数、ｓはラプラス演算子である。この出力トルクＴ_Zは制振用ダンピングトルクμξ以外に付加的トルクとして、ジャイロケース１の移動速度に比例したトルクＫｓξを含む。これは、図１Ｃに示すように、第１の伝達関数がｚ₁＝−Ｋ／Ｃ、第２の伝達関数がｚ₂＝１、更に、関数ｆ（ξ）がｆ（ξ）＝ξの場合である。この付加的トルクＫｓξは、加速度誤差を修正するためのトルクであってよい。
【００９１】
本例の場合、制振系の制御ループの入力は、ジャイロケース１の移動量ξとこの移動量ξの関数ｆ（ξ）である。これらは、変位検出用コイル１４−２、１４−３の出力端子１４−１からの出力電圧Ｖ₁₄のみを使用して得られる。即ち、本例によると、変位検出用コイル１４−２、１４−３の出力電圧Ｖ₁₄を使用して、制振用ダンピングトルクμξばかりでなく、所望の付加的トルクＴ_Eを得ることができる。こうして、本例によると、垂直トルカ等を設けることなく、従来の装置を利用し、図１Ｂ、１Ｃに示す制御ブロックを形成することによって、大きな速度誤差、加速度誤差等を修正することができる。
【００９２】
尚、図１Ａの例は、図１Ｂの例において、第１の伝達関数がｚ₁＝０、第２の伝達関数がｚ₂＝０の場合に相当する。従って、図１Ｂに示したブロック図が本発明を一般化して表したものである。即ち、第１の伝達関数がｚ₁＝０、第２の伝達関数がｚ₂＝０の場合には、ジャイロケース１に制振用ダンピングトルクμξのみが印加されるが、第１及び第２の伝達関数ｚ₁、ｚ₂として、共にゼロとなる以外の適当な値又は関数を選択することによって、速度誤差、加速度誤差等を除去するための所望の付加的なトルクを生成することができる。
【００９３】
以上本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明はこれらの例に限定されることなく特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更等が可能であることは当業者にとって理解されよう。
【００９４】
【発明の効果】
本発明によると、高速度にて運行する高速船であっても、制振ループに設けた１次遅れフィルタの時定数を所定の値に設定するだけで、タンク内の液体として、高粘度の液体を使用することができるから、船舶が加減速又は旋回しても、ジャイロケースがタンクの内面に衝突することが防止される利点がある。
【００９５】
本発明によると、高速度にて運行する高速船であっても、特別に垂直トルカ等を設けることなしに、従来のジャイロコンパスの構成を利用することによって、加速度誤差及び速度誤差等の修正することができる利点がある。
【００９６】
本発明によると、１次遅れフィルタの時定数を所定の値に設定するだけで、加速度誤差及び速度誤差等の修正に必要な垂直軸線周りのトルクをジャイロロータ１に印加することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のジャイロコンパスの制振装置のブロック図である。
【図２】従来のジャイロコンパスの構成例を示す図である。
【図３】従来のジャイロコンパスの無接触偏位検出装置の主要部の構成例を示す図である。
【図４】従来のジャイロコンパスの方位追従系の構成例を示す図である。
【図５】従来のジャイロコンパスの水平追従系の構成例を示す図である。
【図６】従来のジャイロコンパスの指北装置の構成例を示す図である。
【図７】従来のジャイロコンパスの制振装置の構成例を示す図である。
【図８】従来のジャイロコンパスの制振装置のブロック図である。
【符号の説明】
１ジャイロケース、２タンク、３懸吊線、３−３誤差修正用信号発生装置、４Ｎ，４Ｓ１次コイル、５Ｎ，５Ｓ２次コイル、６無接触偏位検出装置、７液体、８，８’ 水平軸、９水平歯車、１０水平追従サーボモータ、１１水平ピニオン、１２水平環、１３，１３’ 水平軸受け、１４，１４’ ジンバル軸、１５，１５’ ジンバル軸受け、１６垂直環、１７，１７’ 垂直軸、１９方位追従サーボモータ、２０方位ピニオン、２１方位歯車、２２コンパスカード、２３基板、２４盤器、２５，２５’ 垂直軸受け、２６基線、３０，３１サーボ増幅器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gyrocompass for a ship or the like that requires high accuracy, and more particularly to a gyrocompass for a ship that operates at a high speed.
[0002]
[Prior art]
As an example of a conventional gyrocompass, there is a gyrocompass disclosed in Japanese Patent No. 885730 (Japanese Patent Publication No. 52-10017) owned by the same applicant as the present applicant. Hereinafter, the gyrocompass will be described. For details, refer to the patent publication.
[0003]
As shown in FIG. 2, the gyro compass includes a gyro rotor (shown by a broken line) that rotates at a high speed, and a gyro ball or gyro case 1 that includes the gyro rotor and has a liquid-tight structure and surrounds the gyro case 1. 2 and a suspension line 3 that supports the gyro case 1. The upper end of the suspension line 3 is connected to the tank 2, and the lower end is connected to the gyro case 1. The tank 2 is filled with a liquid 7 such as a highly viscous damping oil.
[0004]
The gyro case 1 and the tank 2 are equipped with a non-contact displacement detecting device 6 for detecting the relative displacement between the gyro case 1 and the tank 2, respectively. The non-contact displacement detecting device 6 has primary sides 4N and 4S attached to the outer surface of the gyro case 1 and secondary sides 5N and 5S attached to the inner surface of the tank 2. These primary sides 4N, 4S and secondary sides 5N, 5S are mounted on the north side and the south side of the gyro, that is, the extension line of the spin axis of the gyro rotor arranged horizontally along the meridian direction is a gyro case. It is mounted at a position that intersects 1 and the tank 2. Details of the non-contact deviation detecting device 6 will be described later.
[0005]
A pair of horizontal shafts 8, 8 ′ are mounted at positions perpendicular to the spin axis on the equator of the tank 2, and these horizontal shafts 8, 8 ′ are mounted on a horizontal ring 12 arranged so as to surround the tank 2. It is mounted on the inner ring of the horizontal bearings 13 and 13 ′. A horizontal gear 9 is attached to one horizontal shaft 8, and the horizontal gear 9 meshes with a horizontal pinion 11 of a horizontal follow-up servomotor 10 attached to a horizontal ring 12.
[0006]
Gimbal shafts 14 and 14 ′ are mounted on the horizontal ring 12 at positions orthogonal to the horizontal bearings 13 and 13 ′. The gimbal shafts 14 and 14 ′ are mounted on the vertical ring 16 disposed so as to surround the tank 2. Are attached to the inner rings of the gimbal bearings 15 and 15 '. Vertical shafts 17 and 17 ′ are attached to upper and lower ends of the vertical ring 16, and the vertical shafts 17 and 17 ′ are attached to inner rings of vertical bearings 25 and 25 ′ of the board device 24.
[0007]
An azimuth gear 21 is attached to the lower vertical shaft 17, and this azimuth gear 21 meshes with an azimuth pinion 20 of an azimuth following servomotor 19 attached to a panel device 24. A compass card 22 is mounted on the upper vertical shaft 17 '. A board 23 is mounted on the upper surface of the board 24 so as to correspond to the compass card 22. A base line 26 indicating the bow direction is marked on the substrate 23.
[0008]
The structure and function of the non-contact displacement detecting device 6 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram showing only the north-side pickup of the two pairs of pickups of the non-contact displacement detecting device 6. The north pickup has a primary coil 4N mounted on the outer surface of the gyro case 1 and a secondary coil 5N mounted on the inner surface of the tank 2.
[0009]
The winding of the primary coil 4N is in a plane perpendicular to the spin axis of the gyro, and is normally excited by an alternating current shared with the gyro power supply PS, and is indicated by a broken arrow a₁, A₁An alternating magnetic field shown by is generated.
[0010]
The secondary coil 5N is composed of four rectangular coils 5NW, 5NE, 5NU, and 5NL. The first pair of coils 5NW and 5NE are arranged in the horizontal direction, and the second pair of coils 5NU and 5NL are arranged in the vertical direction. Are lined up. The horizontal coils 5NW and 5NE are differentially connected to each other, and the vertical coils 5NU and 5NL are differentially connected to each other.
[0011]
Consider a case where the primary coil 4N is arranged at the center position of the four rectangular coils 5NW, 5NE, 5NU, 5NL of the secondary coil 5N. Since the magnetic flux generated by the primary coil 4N passes through the four rectangular coils 5NW, 5NE, 5NU, and 5NL, the same voltage is induced in the four rectangular coils 5NW, 5NE, 5NU, and 5NL. Accordingly, no output voltage is generated at the output terminals 2-1 of the horizontal coils 5NW and 5NE and the output terminals 2-2 of the vertical coils 5NU and 5NL.
[0012]
Consider a case where the secondary coil 5N is deviated horizontally with respect to the primary coil 4N in the west direction (arrow W direction in FIG. 3). Of the magnetic flux generated by the primary coil 4N, the magnetic flux penetrating the rectangular coil 5NE on the east side increases, and the induced voltage increases. On the other hand, the magnetic flux passing through the rectangular coil 5NW on the west side decreases, and the induced voltage decreases. Accordingly, a differential voltage is generated at the output terminals 2-1 of the lateral coils 5NW and 5NE. No output voltage is generated at the output terminals 2-2 of the coils 5NU and 5NL in the vertical direction.
[0013]
When the secondary coil 5N is deviated horizontally in the east direction (the direction of arrow E in FIG. 3) with respect to the primary coil 4N, it is the opposite of the case where it is deviated in the west direction. Of the magnetic flux generated by the primary coil 4N, the magnetic flux passing through the west-side rectangular coil 5NW increases, its induced voltage increases, the magnetic flux passing through the east-side rectangular coil 5NE decreases, and its induced voltage decreases. Therefore, a differential voltage having a polarity opposite to that in the case of biasing in the west direction is generated at the output terminals 2-1 of the lateral coils 5NW and 5NE. No output voltage is generated at the output terminals 2-2 of the coils 5NU and 5NL in the vertical direction.
[0014]
The same applies to the case where the secondary coil 5N is deviated in the vertical direction (perpendicular to the arrow EW in FIG. 3) with respect to the primary coil 4N. Of the magnetic flux generated by the primary coil 4N, the magnetic flux that passes through the upper rectangular coil 5NU decreases or increases, and the magnetic flux that passes through the lower rectangular coil 5NL increases or decreases. The induced voltage of the upper rectangular coil 5NU decreases or increases, and the induced voltage of the lower rectangular coil 5NL increases or decreases. A differential voltage is generated at the output terminals 2-2 of the coils 5NU and 5NL in the vertical direction.
[0015]
Thus, when the N end of the tank 2 is displaced in the east-west direction and the vertical direction with respect to the gyro case 1, the output terminals 2-1 and 2- of the two pairs of rectangular coils 5NW, 5NE, 5NU, and 5NL of the secondary coil 5N are provided. 2 produces a differential voltage. The polarity and magnitude of this differential voltage indicate the direction and magnitude of the displacement of the N end of the tank 2.
[0016]
This will be described with reference to FIG. Here, a function of detecting a rotation deviation around the vertical axis of the tank 2 with respect to the gyro case 1 by the non-contact displacement detecting device 6 will be described. FIG. 4 is a view of the gyro case 1 as viewed from above. In the non-contact displacement detecting device 6, the primary side coils 4N and 4S mounted on the outer surface of the gyro case 1 and the inner surface of the tank 2 are mounted. Of the secondary coils 5N, 5S, two pairs of coils 5NW, 5NE and 5SW, 5SE in the horizontal direction are shown.
[0017]
As described above, the north side coils 5NW and 5NE and the south side coils 5SW and 5SE are differentially connected. Further, the north side coils 5NW and 5NE are further connected to the output terminals 2-1 and the south side coils 5SW and 5SE. The output terminals 3-1 are connected differentially. Therefore, when the tank 2 moves in a lateral direction with respect to the gyro case 1, that is, translationally in the east-west direction, the differential voltage generated at the output terminals 2-1 of the north coils 5NW and 5NE and the south coil 5SW, The differential voltages generated at the output terminal 3-1 of 5SE are equal in magnitude and polarity and cancel each other, and no output voltage is generated at the output terminal 3-2.
[0018]
However, when the tank 2 rotates about the vertical axis O (perpendicular to the paper surface) with respect to the gyro case 1, the differential voltage generated at the output terminals 2-1 of the north coils 5NW and 5NE and the outputs of the south coils 5SW and 5SE are output. The differential voltage generated at the terminal 3-1 is equal in magnitude and opposite in polarity, and a differential voltage is generated at the output terminal 3-2. The polarity and magnitude of the differential voltage indicate the direction and magnitude of rotational displacement around the vertical axis of the tank 2 with respect to the gyro case 1.
[0019]
This will be described with reference to FIG. Here, a function of detecting a rotation deviation around the horizontal axis of the tank 2 with respect to the gyro case 1 by the non-contact deviation detecting device 6 will be described. FIG. 5 is a view of the gyro case 1 viewed from the side. Of the non-contact displacement detector 6, the primary side coils 4N and 4S mounted on the outer surface of the gyro case 1 and the inner surface of the tank 2 are mounted. Among the secondary side coils 5N and 5S, two pairs of coils 5NU and 5NL in the vertical direction and 5SU and 5SL are shown.
[0020]
Similarly, the secondary coils 5NU and 5NL on the north side and the secondary coils 5SU and 5SL on the south side are differentially connected. Therefore, when the tank 2 is translated in the vertical direction with respect to the gyro case 1, no output voltage is generated at the output terminal 4-1. However, when the tank 2 rotates around the horizontal axis (east-west axis) with respect to the gyro case 1, a differential voltage is generated at the output terminal 4-1. The polarity and magnitude of this differential voltage indicate the direction and magnitude of rotational displacement around the horizontal axis of the tank 2 relative to the gyro case 1.
[0021]
Although the case where the tank 2 has a rotational deviation around the vertical axis and the horizontal axis with respect to the gyro case 1 has been described, the same applies to the case where the gyro case 1 has a rotational deviation around the vertical axis and the horizontal axis with respect to the tank 2. is there. The rotation deviation angle between the gyro case 1 and the tank 2 can be detected by the non-contact deviation detecting device 6.
[0022]
The direction tracking system will be described with reference to FIG. When the tank 2 is rotationally biased around the vertical axis with respect to the gyro case 1, a voltage signal is generated at the vertical output terminal 3-2 of the non-contact displacement detecting device 6. The voltage signal generated at the vertical output terminal 3-2 is applied to the control winding of the azimuth servo motor 19 through or without the servo amplifier 30. The rotation of the azimuth servo motor 19 is transmitted to the tank 2 via the azimuth pinion 20, the azimuth gear 21, the vertical ring 16 and the horizontal ring 12. Thereby, the tank 2 rotates around the vertical axis, and the relative rotational deviation between the tank 2 and the gyro case 1 becomes zero.
[0023]
In this way, the direction of the tank 2 always follows the direction of the spin axis of the gyro rotor by the direction tracking system. Accordingly, the N-character of the compass card 22 always follows the direction of the spin axis of the gyro rotor. Accordingly, the heading is read by the deviation between the N-shape of the compass card 22 and the base line 26.
[0024]
In addition, since the relative rotational deviation between the tank 2 and the gyro case 1 is always zero by this azimuth tracking system, no torsional stress is generated in the suspension line 3 connecting the tank 2 and the gyro case 1. Therefore, no disturbance is applied to the gyro case 1 by this azimuth tracking system.
[0025]
This azimuth following system is provided with an error correction signal generator 3-3 for correcting gyro acceleration error, speed error, latitude error, and the like. The error correction signal generator 3-3 generates a voltage signal corresponding to an error caused by the acceleration, speed, or latitude of the ship and applies it to the azimuth servo motor 19 with or without the servo amplifier 30. . The azimuth servo motor 19 rotates the tank 2 so as to deviate the follow-up by the azimuth follow-up system. Thereby, a torsional stress is generated in the suspension line 3, the gyro case 1 is rotationally biased around the vertical axis, and the acceleration error, speed error, latitude error, etc. of the gyro are corrected.
[0026]
The horizontal tracking system will be described with reference to FIG. When the tank 2 is rotationally biased about the horizontal axis with respect to the gyro case 1, a voltage signal is generated at the horizontal output terminal 4-1 of the non-contact displacement detecting device 6. The voltage signal generated at the horizontal output terminal 4-1 is applied to the control winding of the horizontal servo motor 10 via the servo amplifier 31 or not. The rotation of the horizontal servo motor 10 is transmitted to the tank 2 via the horizontal pinion 11 and the horizontal gear 9. Thereby, the tank 2 rotates around the horizontal axis, and the relative rotational deviation between the tank 2 and the gyro case 1 becomes zero.
[0027]
The finger north action of the gyro will be described with reference to FIG. FIG. 6 schematically shows a state in which the gyro case 1 is disposed in the tank 2. The tank 2 is filled with a highly viscous damping liquid 7. The gyro case 1 is filled with the damping liquid 7. It is suspended by the suspension line 3 while being immersed in
[0028]
Here, the position of the center of gravity of the gyro case 1 is O₁The center position of tank 2 is O₂And The connection point between the suspension line 3 and the tank 2 is P, and the connection point between the suspension line 3 and the gyro case 1 is Q. The central axis of tank 2 is line PO₂Pass through. Points where the spin axis of the gyro rotor (broken rectangle) intersects the gyro case 1 are A and B, and points on the tank 2 corresponding to these two points A and B are A 'and B'. Further, the horizontal plane is H-H '.
[0029]
When the spin axis of the gyro rotor is horizontal (θ = 0 °), the north-south line A′B ′ of the tank 2 is arranged at a position aligned with the spin axis, and the position O of the center of gravity of the gyro case 1₁Is the center position O of tank 2₂Matches.
[0030]
It is assumed that the spin axis of the gyro rotor is inclined by the inclination angle θ with respect to the horizontal plane H-H ′, and the A side of the finger north end of the gyro case 1 is rising with respect to the horizontal plane H-H ′. As described above, the tank 2 rotates and tilts around the horizontal axis following the inclination angle θ of the gyro rotor by the horizontal tracking servo system. Therefore, the central axis PO of the tank 2₂Is inclined by an inclination angle θ with respect to the vertical line.
[0031]
When no external force is applied, the suspension line 3 coincides with the vertical line. The center of gravity O with respect to the gyro case 1 by the tension T of the suspension line 3₁A surrounding moment M is generated. Center of gravity O of gyro case 1₁And the attachment point Q is r, and the residual weight excluding buoyancy due to the damper liquid 7 of the gyro case 1 is mg, the moment M acting on the gyro case 1 is expressed as follows.
[0032]
[Expression 1]
M = Trsinθ = mgrsinθ
[0033]
This moment M is the horizontal axis (centroid O₁Through the line perpendicular to the paper surface). Thus, since a torque proportional to the tilt angle of the spin axis with respect to the horizontal plane can be applied around the horizontal axis of the gyro, finger north force is generated, and a gyro compass can be obtained. By selecting the distance r, the weight mg, and the angular momentum of the gyro, the period of finger north movement can be set to several tens of minutes to several hundreds of minutes.
[0034]
A gyro damping device will be described with reference to FIG. The vibration damping device used in the gyrocompass as described above is configured to “apply a torque proportional to the inclination angle of the spin axis with respect to the horizontal plane around the vertical axis of the gyro”. As described above, when the spin axis of the gyro rotor is inclined by the inclination angle θ with respect to the horizontal plane HH ′, the tank 2 is also inclined by the inclination angle θ with respect to the horizontal plane HH ′ by the action of the horizontal tracking system. .
[0035]
As shown in FIG. 6, the gyro case 1 has a distance ξ (O in the point B ′ direction on the tank 2 relative to the tank 2 until the suspension line 3 coincides with the vertical line.₁-O₂) Just move. This movement amount ξ is proportional to the inclination angle θ of the spin axis of the gyro rotor with respect to the horizontal plane H-H ′. Therefore, the relative movement amount ξ of the gyro case 1 is electrically detected, the follow-up position of the azimuth follow-up system is biased and the suspension line 3 is twisted in accordance with the detected amount, so that the desired amount is obtained. Damping action is obtained.
[0036]
Since the suspension line 3 is slightly rigid, when the gyro case 1 is inclined with respect to the horizontal plane H-H ', a bending curve is actually drawn as shown by a broken line. Therefore, the movement amount ξ (O in the direction of the line A′B ′ of the gyro case 1₁-O₂) Also decreases slightly. However, the suspension line 3 is sufficiently flexible, and the change in the amount of movement is slight, and its influence is small in a practical design. Therefore, here, the description will be made ignoring such a change in the movement amount.
[0037]
FIG. 7 is a view showing the vibration damping system, and is a view of the gyro case 1 as viewed from above. The vibration suppression system is additionally provided in the direction tracking system. Of the non-contact displacement detecting device 6, primary coils 4N, 4S mounted on the outer surface of the gyro case 1 and four pairs of secondary coils 5NW, 5NE and 5SW, 5SE mounted on the inner surface of the tank 2 5NU, 5NL and 5SU, 5SL are shown.
[0038]
As shown in the figure, a pair of coils 14-2 and 14-3 for detecting displacement are further provided on the north and south sides of the secondary coil. The displacement detection coils 14-2 and 14-3 are arranged so as to be parallel to the lateral coils 5NW and 5NE and 5SW and 5SE of the secondary coil, and are differentially connected. The output terminals 14-1 of the displacement detection coils 14-2 and 14-3 output a differential voltage proportional to the movement amount ξ of the gyro case 1.
[0039]
The output terminal 14-1 is additively connected to the output terminal 3-2 of the azimuth tracking system, and is connected to the control winding of the azimuth servomotor 19 via the servo amplifier 30 or not. Accordingly, the voltage signal applied to the control winding of the azimuth servomotor 19 becomes an excessive voltage signal only by the voltage signal from the output terminal 14-1, and the azimuth following operation of the tank 2 with respect to the gyro case 1 is biased.
[0040]
The tank 2 is rotationally biased around the vertical axis so as to be biased with respect to the operation of the azimuth following system, and a torsional torque is generated in the suspension line 3. Thereby, the gyro case 1 receives a torsional torque proportional to the movement amount ξ of the gyro case 1. Thus, a gyro damping action is generated.
[0041]
The gyro damping action will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram of the vibration damping system of FIG. When the amount of movement of the gyro case 1 in the spin axis direction is ξ, the voltage signal V of the output terminal 14-1 necessary for rotating the tank 2 about the vertical axis by the torsion angle Ψ.₁₄Ask for. Assume that the output voltage of the error correction signal generator 3-3 is zero volts.
[0042]
When the tank 2 rotates about the vertical axis by the torsion angle Ψ, the torsion torque T is applied to the suspension line 3._Z= K_TΨ is generated, and the gyro case 1 is torsional torque T_Z= K_TReceive Ψ.
[0043]
On the other hand, the damping damping torque is proportional to the amount of movement ξ along the spin axis of the gyro case 1, and is expressed as μξ using a proportional constant μ. This is the torsional torque k_TShould be equal to Ψ.
[0044]
[Expression 2]
T_Z= K_TΨ = μξ
[0045]
Accordingly, the twist angle Ψ around the vertical axis of the tank 2 is as follows.
[0046]
[Equation 3]
Ψ = μξ / k_T
[0047]
Here, the voltage signal V of the output terminal 14-1₁₄Let q be the ratio of the torsional angle Ψ around the vertical axis of the tank 2 to.
[0048]
[Expression 4]
q = Ψ / V₁₄
[0049]
After all, the voltage signal V of the output terminal 14-1₁₄Is expressed as follows using the gain q.
[0050]
[Equation 5]
V₁₄= Ψ / q = μξ / qk_T
[0051]
By multiplying the movement amount ξ of the gyro case 1 by the transfer function in the block in order, the damping damping torque T_ZAs a result, μξ is obtained.
[0052]
FIG. 8B shows two blocks combined into a single block. FIG. 8C is a block diagram when the viscosity of the liquid 7 in the tank 2 is taken into consideration. When the tank 2 is rotated about the vertical axis by the twist angle Ψ, a viscous torque proportional to the rotational angular velocity dΨ / dt acts on the gyro case 1. Therefore, the torque T received by the gyro case 1_ZIs as follows.
[0053]
[Formula 6]
T_Z= (Cs + k_T) Ψ
[0054]
C is a viscous torque coefficient, and s is a Laplace operator. In this case, the torque T received by the gyro case 1_ZIncludes a viscous torque CsΨ and a damping damping torque T_ZAs a result, it becomes difficult to obtain a torque μξ proportional to the movement amount ξ. Therefore, as shown in FIG. 8D, the time constant T_FNeed to be inserted. The first-order lag filter may be provided in the servo amplifier 30, for example.
[0055]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional gyrocompass exhibits predetermined excellent performance without any problem in a normal ship having an operation speed of, for example, 10 to 20 knots. However, in recent years, the number of high-speed ships has increased, and there is a plan to establish a standard for gyrocompass mounted on high-speed ships. For example, there is a plan to establish a gyrocompass standard that can handle up to 70 knots.
[0056]
In such a high-speed ship, acceleration in the north-south direction applied to the gyrocompass during acceleration / deceleration or turning increases, which affects the finger north device and the like. For example, when the above-mentioned gyro ball type finger north device is used, the gyro case 1 in the tank 2 may collide with the inner surface of the tank 2. Although it is conceivable to increase the viscosity of the liquid 7 in order to prevent the gyro case 1 from colliding, when the viscosity of the liquid 7 is increased, the term of the viscous torque in the equation (6) increases and is applied to the gyro case 1. Damping torque T for damping_ZAs a result, it becomes difficult to obtain a torque μξ proportional to the movement amount ξ. Therefore, with the conventional gyrocompass, the viscosity of the liquid 7 in the tank 2 cannot be increased.
[0057]
In a high-speed ship, there is a problem that both “gyro speed error and acceleration error” become large values. The speed error is an error caused by the ship moving on the earth. The movement of a ship along the surface of the earth is a circular movement of the ship around the center of the earth. Therefore, the ship moves by combining the circular motion caused by the rotation of the earth and the circular motion caused by navigation. That is, the ship is rotating around another rotation axis simultaneously with the rotation around the rotation axis of the earth. The gyro is directed in this “combination direction of two rotation vectors”, and an error generated thereby is a speed error.
[0058]
The acceleration error is a transient error that occurs because the acceleration acts on the finger north device in the horizontal direction when the ship performs acceleration / deceleration, turning, or the like. In the example of the gyro compass described above, this acceleration error is generated by the acceleration acting on the gyro case 1. The acceleration error is more complicated than the speed error.
[0059]
However, both the speed error and the acceleration error can be analyzed dynamically and may require a complicated procedure, but can be removed almost completely.
[0060]
In the conventional speed error and acceleration error removal method, a control torque is applied around an axis perpendicular to the spin axis of the gyro rotor. More specifically, the control torque is applied around the horizontal axis and the vertical axis in the east-west direction. It is necessary to apply a control torque at least around the vertical axis.
[0061]
In the example of the gyrocompass described above, the speed error and the acceleration error are removed by adding the output of the error correction signal generator 3-3 to the azimuth following system or the vibration damping system. By biasing the tank 2 relative to the gyro case 1 around the vertical axis, a torsional torque is generated in the suspension line 3, thereby applying a torque to the gyro case 1 to create a control torque. .
[0062]
However, as the value of the speed error and the acceleration error increases, the torsion torque generated in the suspension line 3 increases. If the torsional constant of the suspension line 3 is increased so that the torsional torque generated in the suspension line 3 can be withstood, the follow-up accuracy of the azimuth follow-up system decreases, and a highly accurate gyrocompass cannot be obtained.
[0063]
Therefore, in the conventional gyrocompass, when the value of the speed error and the acceleration error becomes large, it is necessary to provide a vertical axis torquer or the like and supply the output of the error correction signal generator 3-3 to the vertical axis torquer or the like. was there.
[0064]
In view of such a point, the present invention has an object to make it possible to use a high-viscosity damping liquid as the liquid 7 in the tank 2.
[0065]
In view of this point, the present invention aims to be able to remove a large speed error and acceleration error without providing a vertical axis torquer or the like.
[0066]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a gyro compass according to the present invention includes a gyro case containing a gyro rotor having a spin axis substantially horizontal, a container surrounding the gyro case and containing a liquid therein, A first support device for supporting the gyro case in the container; a second support device for supporting the container with three degrees of freedom; and the container about a vertical axis with respect to the gyro case. An azimuth tracking loop for tracking, a damping loop for applying a torque proportional to an inclination angle of a spin axis of the gyro rotor to a horizontal plane around a vertical axis with respect to the gyro case, and the azimuth tracking loop or the control Viscosity torque coefficient C and torsional torque coefficient k of torque provided between the container and the gyro case provided in the vibration loop _T Ratio C / k _T Time constant T approximately equal to _F An error correction signal generator for generating an error correction signal in the azimuth tracking loop or the vibration suppression loop, and a gyrocompass having an error correction signal generator, A signal obtained by multiplying an output signal by a first transfer function is input to the first-order lag filter, and a signal obtained by multiplying the first transfer function is further multiplied by a second transfer function. The signal obtained in this manner is added to the output signal of the first-order lag filter, and the necessary change is applied to the output signal of the first-order lag filter so that the container is rotationally biased about the vertical axis with respect to the gyro case. It is comprised by these.
[0067]
Time constant T of the first-order lag filter_FThe ratio C / k_TSince the predetermined damping damping torque can be obtained simply by setting it equal to, the viscosity of the liquid in the container can be increased. Therefore, even if the high-speed ship accelerates or decelerates or turns, the gyro case does not collide with the container.
[0068]
According to the present invention, an error correction signal generator for generating an error correction signal is provided in the azimuth tracking loop or the vibration suppression loop, and a first transfer function is provided as an output signal of the error correction signal generator. A signal obtained by multiplication is input to the first-order lag filter, and a signal obtained by further multiplying the signal obtained by multiplying the first transfer function by the second transfer function is used as the first-order lag filter. The container is configured to be added to the output signal of the delay filter and to give necessary changes to the output signal of the first-order delay filter so that the container is rotationally biased around the vertical axis with respect to the gyro case.
[0069]
Without providing a vertical axis torquer or the like, an additional torque for removing a speed error, an acceleration error, a latitude error, or the like can be applied to the gyro case.
[0070]
According to an example of the present invention, for example, the first transfer function is a constant 1 and the second transfer function is a constant 0. The first transfer function is a constant having a negative sign, and the second transfer function is a constant 1.
[0071]
In the gyrocompass of the present invention, the vibration damping loop has a displacement detection pickup for detecting a relative displacement of the gyro case with respect to the container, and the error correction signal generator is connected to an output terminal of the displacement detection pickup. It is connected. Therefore, a conventional gyrocompass vibration damping system can be used.
[0072]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An example of the gyrocompass of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of the vibration suppression system of the gyrocompass of this example similar to FIG. A first example of the present invention will be described with reference to FIG. 1A. The input of the control loop of the vibration suppression system of this example is the movement amount ξ of the gyro case 1, and the output of the control loop is the damping damping torque T received by the gyro case 1._Z= Μξ.
[0073]
The amount of movement ξ of the gyro case 1 is determined by displacement detecting coils 14-2 and 14-3 additionally provided on the north and south sides of the secondary coil of the non-contact displacement detecting device 6 described with reference to FIG. May be detected. When the gyro case 1 moves in the spin axis direction, the output voltage V proportional to the movement amount ξ of the gyro case 1 is applied to the output terminals 14-1 of the displacement detection coils 14-2 and 14-3.₁₄Will occur.
[0074]
This output voltage V₁₄Damping damping torque T_Z= Find the condition for obtaining μξ. The movement amount ξ of the gyro case 1 is sequentially multiplied by the transfer function in each block, and the result is obtained as a damping damping torque T._Z= If it is equal to μξ, the following relation is obtained.
[0075]
[Expression 7]
T_F= C / k_T
[0076]
As is apparent from this equation, according to this example, the time constant T of the first-order lag filter_FViscosity torque coefficient C and torsion torque coefficient k_TRatio C / k_TTo a predetermined damping damping torque T_Z= Μξ can be obtained.
[0077]
Torsional torque coefficient k of the suspension line 3_TIs constant, the time constant T of the first-order lag filter depends on the value of the viscous torque coefficient C due to the liquid 7 in the tank 2._FCan be changed. Therefore, damping damping torque T_Z= Μξ can be obtained. For example, when the viscous torque coefficient C due to the liquid 7 in the tank 2 is large, the time constant T of the first-order lag filter_FWhen the viscous torque coefficient C is small, the time constant T of the first-order lag filter_FShould be reduced.
[0078]
According to this example, the time constant T of the first-order lag filter_FIs increased, a highly viscous damping liquid can be used as the liquid 7 in the tank 2. Therefore, the gyro case 1 is prevented from colliding with the inner surface of the tank 2 even if the high speed ship accelerates or decelerates or turns.
[0079]
Time constant T of the first-order lag filter_FIs large, the rotational angular velocity dΨ / dt decreases when the tank 2 is rotated about the vertical axis by the twist angle Ψ. The viscosity torque of the first term in the formula 6 is proportional to the viscosity of the liquid 7 and the rotational angular velocity dΨ / dt. Therefore, even if the viscosity of the liquid 7 is large, if the rotational angular velocity dΨ / dt is small, the viscous torque is small, and an appropriate damping damping torque can be obtained.
[0080]
The first-order lag filter is provided at an appropriate position on the input side of the azimuth servomotor 19 in the vibration control loop shown in FIG. When the azimuth servo amplifier 30 is provided, it may be provided in the azimuth servo amplifier 30.
[0081]
A second example of the present invention will be described with reference to FIG. 1B. The input of the control loop of the vibration suppression system of this example is the movement amount ξ of the gyro case 1 and a function f (ξ) of the movement amount ξ. The function f (ξ) includes the first transfer function z₁Is added to the input of the first-order lag filter. The function f (ξ) includes the first and second transfer functions z₁, Z₂Multiply and add to the output of the first-order lag filter.
[0082]
Therefore, the damping damping torque μξ corresponding to the movement amount ξ of the gyro case 1 and the additional torque T_EIs applied to the gyro case 1.
[0083]
[Equation 8]
T_Z= Μξ + T_E
[0084]
First and second transfer functions z₁, Z₂By appropriately selecting the desired additional torque T_ECan be obtained. For example, an additional torque T for correcting gyro speed error, acceleration error, etc._ECan be obtained. Additional torque T below_ETwo examples will be described.
[0085]
(1) Additional torque T_EIs equal to f (ξ)
Output torque T_ZIs expressed as:
[0086]
[Equation 9]
T_Z= Μξ + f (ξ)
[0087]
This output torque T_ZIs an additional torque T in addition to the damping damping torque μξ_EAs a function f (ξ). This is because the first transfer function is z₁= 1, second transfer function is z₂= 0. This additional torque f (ξ) may be a torque for correcting a speed error, an acceleration error, etc., for example.
[0088]
(2) Additional torque T_EIs equal to Ksξ
Output torque T_ZIs expressed as:
[0089]
[Expression 10]
T_Z= Μξ + Ksξ = (μ + Ks) ξ
[0090]
K is a constant and s is a Laplace operator. This output torque T_ZIncludes a torque Ksξ proportional to the moving speed of the gyro case 1 as an additional torque in addition to the damping damping torque μξ. This is because, as shown in FIG. 1C, the first transfer function is z₁= -K / C, second transfer function is z₂= 1 and the function f (ξ) is f (ξ) = ξ. This additional torque Ksξ may be a torque for correcting the acceleration error.
[0091]
In this example, the input of the control loop of the vibration suppression system is the movement amount ξ of the gyro case 1 and a function f (ξ) of the movement amount ξ. These are the output voltage V from the output terminal 14-1 of the displacement detection coils 14-2 and 14-3.₁₄Obtained using only. That is, according to this example, the output voltage V of the displacement detection coils 14-2 and 14-3.₁₄As well as damping damping torque μξ for damping as well as desired additional torque T_ECan be obtained. Thus, according to this example, a large speed error, acceleration error, and the like can be corrected by using the conventional apparatus and forming the control blocks shown in FIGS. 1B and 1C without providing a vertical torquer or the like.
[0092]
In the example of FIG. 1A, the first transfer function is z in the example of FIG. 1B.₁= 0, second transfer function is z₂This corresponds to the case of = 0. Therefore, the block diagram shown in FIG. 1B is a generalization of the present invention. That is, the first transfer function is z₁= 0, second transfer function is z₂When = 0, only the damping damping torque μξ is applied to the gyro case 1, but the first and second transfer functions z₁, Z₂By selecting an appropriate value or function other than both being zero, it is possible to generate a desired additional torque for removing speed error, acceleration error, and the like.
[0093]
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to these examples, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims. It will be understood by the contractor.
[0094]
【The invention's effect】
According to the present invention, even a high-speed ship operating at a high speed can be used as a liquid in a tank by simply setting a time constant of a first-order lag filter provided in a vibration suppression loop to a predetermined value. Since the liquid can be used, there is an advantage that the gyro case is prevented from colliding with the inner surface of the tank even when the ship is accelerated / decelerated or turned.
[0095]
According to the present invention, even for a high-speed ship operating at a high speed, an acceleration error, a speed error, etc. can be corrected by using a conventional gyrocompass configuration without specially providing a vertical torquer or the like. There are advantages that can be made.
[0096]
According to the present invention, it is possible to apply the torque around the vertical axis necessary for correcting acceleration error and speed error to the gyro rotor 1 only by setting the time constant of the first-order lag filter to a predetermined value. is there.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a gyrocompass vibration damping device of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional gyrocompass.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a main part of a conventional gyrocompass non-contact displacement detecting device.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional gyro compass direction tracking system;
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a horizontal tracking system of a conventional gyrocompass.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a conventional gyrocompass finger north device.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional gyrocompass vibration damping device;
FIG. 8 is a block diagram of a conventional gyrocompass vibration damping device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gyro case, 2 Tank, 3 Suspension line, 3-3 Error correction signal generator, 4N, 4S primary coil, 5N, 5S secondary coil, 6 Non-contact displacement detector, 7 Liquid, 8, 8 ' Horizontal shaft, 9 Horizontal gear, 10 Horizontal tracking servo motor, 11 Horizontal pinion, 12 Horizontal ring, 13, 13 'Horizontal bearing, 14, 14' Gimbal shaft, 15, 15 'Gimbal bearing, 16 Vertical ring, 17, 17' Vertical axis, 19 azimuth tracking servo motor, 20 azimuth pinion, 21 azimuth gear, 22 compass card, 23 substrate, 24 board device, 25,25 'vertical bearing, 26 base line, 30, 31 servo amplifier

Claims

A gyro case with a built-in gyro rotor whose spin axis is substantially horizontal;
A container for storing a liquid therein and surrounding said gyro case,
A first support device for supporting the gyro case in the container;
A second support device for supporting the container so as to have a degree of freedom of three axes;
And azimuth tracking loop for follow about a vertical axis relative to the container the gyro case,
And damping loop for applying about a vertical axis with respect to the gyro case a torque proportional to the inclination angle with respect to the horizontal plane of the spin axis of the gyro rotor,
A time constant T , which is provided in the azimuth tracking loop or damping loop and is substantially equal to the ratio C / k _T of the viscous torque coefficient C and the torsion torque coefficient k _T of the torque generated between the container and the gyro case. A first-order lag filter having _F ;
In a gyrocompass having
An error correction signal generator for generating an error correction signal in the azimuth following loop or vibration suppression loop is provided,
A signal obtained by multiplying the output signal of the error correction signal generator by a first transfer function is input to the first-order lag filter;
Adding the signal obtained by further multiplying the signal obtained by multiplying the first transfer function by the second transfer function to the output signal of the first-order lag filter;
A gyro compass configured to give a necessary change to an output signal of the first-order lag filter so as to rotationally bias the container about a vertical axis with respect to the gyro case .

In gyrocompass according to claim 1, wherein the first transfer function is a constant 1, gyrocompass, wherein said second transfer function is a constant zero.

In gyrocompass according to claim 1, wherein the first transfer function is a constant sign is negative, gyrocompass, wherein said second transfer function is a constant 1.

In gyrocompass according to claim 1, wherein the damping loop includes a displacement detecting pickup for detecting the relative displacement of the gyro case for said container, said error correction signal generating device the output of the displacement detection pickup A gyrocompass characterized by being connected to a terminal.