JP2001142538A - 空間安定台の姿勢制御方法 - Google Patents
空間安定台の姿勢制御方法Info
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- JP2001142538A JP2001142538A JP32266199A JP32266199A JP2001142538A JP 2001142538 A JP2001142538 A JP 2001142538A JP 32266199 A JP32266199 A JP 32266199A JP 32266199 A JP32266199 A JP 32266199A JP 2001142538 A JP2001142538 A JP 2001142538A
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、位置ループ制御にソフトリミット
機能を追加し、位置制御ループの指令角度を切り替え、
位置指令の出力ゲインを可変として機械的ストッパへの
衝突を防止することを目的とする。 【解決手段】 本発明による空間安定台の姿勢制御方法
は、姿勢制御を行うための位置指令(1)を０゜とこの０
゜以外のソフトリミット角度に設定自在とし、動揺角度
に合わせて位置指令(1)の出力ゲインを増減させて、空
間安定台の機械的ストッパへの衝突を防止する方法であ
る。
機能を追加し、位置制御ループの指令角度を切り替え、
位置指令の出力ゲインを可変として機械的ストッパへの
衝突を防止することを目的とする。 【解決手段】 本発明による空間安定台の姿勢制御方法
は、姿勢制御を行うための位置指令(1)を０゜とこの０
゜以外のソフトリミット角度に設定自在とし、動揺角度
に合わせて位置指令(1)の出力ゲインを増減させて、空
間安定台の機械的ストッパへの衝突を防止する方法であ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空間安定台の姿勢
制御方法に関し、特に、位置指令として０゜と０゜以外
のソフトリミット角度に設定自在とし、移動体の動揺角
度に合わせて位置指令の出力ゲインを増減させることに
より、空間安定台が機械的ストッパに衝突することのな
いようにするための新規な改良に関する。
制御方法に関し、特に、位置指令として０゜と０゜以外
のソフトリミット角度に設定自在とし、移動体の動揺角
度に合わせて位置指令の出力ゲインを増減させることに
より、空間安定台が機械的ストッパに衝突することのな
いようにするための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、用いられていたこの種の空間安定
台の姿勢制御方法としては、一般に、図３から図６で示
される方法が採用されていた。すなわち、図３の場合、
速度制御方法を使用したサーボ系のブロック図であり、
図３において符号１で示されるものは入力リミット信号
であり、この入力リミット信号１は、第１減算器２、位
置ゲイン３、第２減算器４、速度ゲイン５、スイッチ
６、第３減算器７、電流ゲイン８、等価直流抵抗インダ
クタンス９、トルク定数／負荷イナーシャ１０及び積分
器１１を経て位置信号１２が出力されるように構成され
ている。
台の姿勢制御方法としては、一般に、図３から図６で示
される方法が採用されていた。すなわち、図３の場合、
速度制御方法を使用したサーボ系のブロック図であり、
図３において符号１で示されるものは入力リミット信号
であり、この入力リミット信号１は、第１減算器２、位
置ゲイン３、第２減算器４、速度ゲイン５、スイッチ
６、第３減算器７、電流ゲイン８、等価直流抵抗インダ
クタンス９、トルク定数／負荷イナーシャ１０及び積分
器１１を経て位置信号１２が出力されるように構成され
ている。
【０００３】前記等価直流抵抗インダクタンス９からの
電流信号９ａは第３減算器７に帰還制御され、前記トル
ク定数／負荷イナーシャ１０からの速度信号１０ａは回
転数制御１３を経てスイッチ６及び第２減算器４に帰還
制御され、前記位置信号１２は第１減算器１に帰還制御
されている。なお、図３の速度制限の動作フローは図５
の繰り返しであり、この速度制限動作のハードウェア
は、参考までに示すと図４の通りである。
電流信号９ａは第３減算器７に帰還制御され、前記トル
ク定数／負荷イナーシャ１０からの速度信号１０ａは回
転数制御１３を経てスイッチ６及び第２減算器４に帰還
制御され、前記位置信号１２は第１減算器１に帰還制御
されている。なお、図３の速度制限の動作フローは図５
の繰り返しであり、この速度制限動作のハードウェア
は、参考までに示すと図４の通りである。
【０００４】また、図６で示されるリミットスイッチを
用いたサーボ系ブロックの場合、図３の従来例と同一部
分には同一符号を付し、その説明を省略すると共に、異
なる部分についてのみ説明する。すなわち、速度ゲイン
５と第３減算器７との間に電流リミット２０が設けら
れ、＋方向２０ａと−方向２０ｂの空間安定台の動作リ
ミットが設定できるように構成されていた。
用いたサーボ系ブロックの場合、図３の従来例と同一部
分には同一符号を付し、その説明を省略すると共に、異
なる部分についてのみ説明する。すなわち、速度ゲイン
５と第３減算器７との間に電流リミット２０が設けら
れ、＋方向２０ａと−方向２０ｂの空間安定台の動作リ
ミットが設定できるように構成されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の空間安定台の姿
勢制御方法は、以上のように構成されていたため、次の
ような課題が存在していた。すなわち、図３から図５に
示された速度制限方式の場合、船等の移動体に加わる最
大動揺を定義し、安定装置の角度から許容される動揺速
度を算出して許容速度を超えると速度制限をかけ、空間
安定台が機械的ストッパに衝突しないように制御してい
るが、大きい過大な速度（動揺）が入力されると、大き
い速度制限を行うため。姿勢制御特性が劣化してしまう
ことになっていた。すなわち、空間安定台の水平姿勢を
安定に保つことが困難であった。また、図６に示すリミ
ットスイッチ方式の場合、移動体の動揺に対する電流リ
ミットを設ける角度制限を行っているため、この電流リ
ミットが発生すると、サーボ系の動作がオフとなり、空
間安定台の慣性により機械的ストッパに衝突し、空間安
定台及びその上に載置されているカメラ等の装置が破損
を受けることになっていた。
勢制御方法は、以上のように構成されていたため、次の
ような課題が存在していた。すなわち、図３から図５に
示された速度制限方式の場合、船等の移動体に加わる最
大動揺を定義し、安定装置の角度から許容される動揺速
度を算出して許容速度を超えると速度制限をかけ、空間
安定台が機械的ストッパに衝突しないように制御してい
るが、大きい過大な速度（動揺）が入力されると、大き
い速度制限を行うため。姿勢制御特性が劣化してしまう
ことになっていた。すなわち、空間安定台の水平姿勢を
安定に保つことが困難であった。また、図６に示すリミ
ットスイッチ方式の場合、移動体の動揺に対する電流リ
ミットを設ける角度制限を行っているため、この電流リ
ミットが発生すると、サーボ系の動作がオフとなり、空
間安定台の慣性により機械的ストッパに衝突し、空間安
定台及びその上に載置されているカメラ等の装置が破損
を受けることになっていた。
【０００６】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、位置指令として０゜と０゜
以外のソフトリミット角度に設定自在とし、移動体の動
揺角度に合わせて位置指令の出力ゲインを増減させるこ
とにより空間安定台が機械的ストッパに衝突することの
ないようにした空間安定台の姿勢制御方法を提供するこ
とを目的とする。
めになされたもので、特に、位置指令として０゜と０゜
以外のソフトリミット角度に設定自在とし、移動体の動
揺角度に合わせて位置指令の出力ゲインを増減させるこ
とにより空間安定台が機械的ストッパに衝突することの
ないようにした空間安定台の姿勢制御方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による空間安定台
の姿勢制御方法は、移動体上に載置された空間安定体の
空間安定台を前記移動体が動揺した時に水平安定させる
場合、前記安定台を機械的ストッパに衝突させないよう
に姿勢制御する空間安定台の姿勢制御方法において、前
記姿勢制御を行うための位置指令を０゜とこの０゜以外
のソフトリミット角度に設定自在とする方法であり、ま
た、前記移動体の動揺角度に合わせて前記位置指令の出
力ゲインを増減させる方法である。
の姿勢制御方法は、移動体上に載置された空間安定体の
空間安定台を前記移動体が動揺した時に水平安定させる
場合、前記安定台を機械的ストッパに衝突させないよう
に姿勢制御する空間安定台の姿勢制御方法において、前
記姿勢制御を行うための位置指令を０゜とこの０゜以外
のソフトリミット角度に設定自在とする方法であり、ま
た、前記移動体の動揺角度に合わせて前記位置指令の出
力ゲインを増減させる方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による空
間安定台の姿勢制御方法の好適な実施の形態について説
明する。なお、従来例と同一又は同等部分には同一符号
を用いて説明する。図１において符号１で示されるもの
は第１減算器２に入力される位置指令としての入力リミ
ット信号であり、この入力リミット信号１は指定スイッ
チ３０を介して、０゜に指定する０゜信号１Ａと、この
０゜以外の角度を有するソフトリミット角信号１Ｂとに
自在に切換えができるように構成されている。
間安定台の姿勢制御方法の好適な実施の形態について説
明する。なお、従来例と同一又は同等部分には同一符号
を用いて説明する。図１において符号１で示されるもの
は第１減算器２に入力される位置指令としての入力リミ
ット信号であり、この入力リミット信号１は指定スイッ
チ３０を介して、０゜に指定する０゜信号１Ａと、この
０゜以外の角度を有するソフトリミット角信号１Ｂとに
自在に切換えができるように構成されている。
【０００９】前記第１減算器２と第２減算器４との間に
は、スイッチ３１を介してスムーザ３２が接続され、こ
の第２減算器４には対空間速度目標値３３が入力され、
この第２減算器４と第３減算器７との間には、定数を有
する角速度補償３４及び電流アンプ／電流リミッタ３５
が接続されている。
は、スイッチ３１を介してスムーザ３２が接続され、こ
の第２減算器４には対空間速度目標値３３が入力され、
この第２減算器４と第３減算器７との間には、定数を有
する角速度補償３４及び電流アンプ／電流リミッタ３５
が接続されている。
【００１０】前記第３減算器７と第４減算器３６との間
には、電流アンプのゲインを調整するための電流アンプ
ゲイン８及び電流アンプのフィルタ時定数を可変とする
ための電流アンプフィルタ時定数３７が接続され、この
第４減算器３６と第５減算器３８との間には等価直流抵
抗インダクタンス９及びトルク定数１０が接続されてい
る。
には、電流アンプのゲインを調整するための電流アンプ
ゲイン８及び電流アンプのフィルタ時定数を可変とする
ための電流アンプフィルタ時定数３７が接続され、この
第４減算器３６と第５減算器３８との間には等価直流抵
抗インダクタンス９及びトルク定数１０が接続されてい
る。
【００１１】前記第５減算器３８と第６減算器３９との
間には、負荷イナーシャ３９、粘性４０、ギヤ比４１、
摩擦４２、１次ねじり共振４３、２次ねじり共振４４と
からなる機械系補正部５０が設けられ、この第６減算器
３９に接続された積分器１１からレゾルバ伝達関数５１
を経て位置信号１２が出力されるように構成されてい
る。
間には、負荷イナーシャ３９、粘性４０、ギヤ比４１、
摩擦４２、１次ねじり共振４３、２次ねじり共振４４と
からなる機械系補正部５０が設けられ、この第６減算器
３９に接続された積分器１１からレゾルバ伝達関数５１
を経て位置信号１２が出力されるように構成されてい
る。
【００１２】前記第４減算器３６からの電流信号９ａは
電流ループ１００の電流帰還定数５２を介して第３減算
器７に帰還制御入力され、前記積分器１１入力側の対艦
角速度５３は、ＤＴＧ（ダイナミカリーチューンドジャ
イロ）伝達関数５４及びノイズ除去フィルタ５５の速度
ループ１０１を介して第２減算器４に帰還制御入力され
ている。前記位置信号１２は、位置ループ１０２を介し
て第１減算器２に帰還制御入力されている。
電流ループ１００の電流帰還定数５２を介して第３減算
器７に帰還制御入力され、前記積分器１１入力側の対艦
角速度５３は、ＤＴＧ（ダイナミカリーチューンドジャ
イロ）伝達関数５４及びノイズ除去フィルタ５５の速度
ループ１０１を介して第２減算器４に帰還制御入力され
ている。前記位置信号１２は、位置ループ１０２を介し
て第１減算器２に帰還制御入力されている。
【００１３】次に、動作について説明する。まず、通常
は、速度制御の速度ループ１０１によって作動し、位置
制御の位置ループ１０２はドリフト補正として使用さ
れ、この場合の空間安定台（図示せず）の位置制御はス
イッチ３０を操作して目標角度を０゜として制御する。
また、予め設定されたソフトリミット角１Ｂ以上に空間
安定台の現在角度が到達した場合には、次の処理を行
う。すなわち、スイッチ３０を操作して位置制御の目標
角度をソフトリミット角１Ｂに変更すると共に、スムー
ザ３２をオンとして位置用の制御ゲインをリニアに増加
させる。なお、船等の移動体の動揺角度が増加方向より
減少方向になった場合には、ゲインをリニアに減少させ
る。
は、速度制御の速度ループ１０１によって作動し、位置
制御の位置ループ１０２はドリフト補正として使用さ
れ、この場合の空間安定台（図示せず）の位置制御はス
イッチ３０を操作して目標角度を０゜として制御する。
また、予め設定されたソフトリミット角１Ｂ以上に空間
安定台の現在角度が到達した場合には、次の処理を行
う。すなわち、スイッチ３０を操作して位置制御の目標
角度をソフトリミット角１Ｂに変更すると共に、スムー
ザ３２をオンとして位置用の制御ゲインをリニアに増加
させる。なお、船等の移動体の動揺角度が増加方向より
減少方向になった場合には、ゲインをリニアに減少させ
る。
【００１４】すなわち、このスムーザ３２のゲイン（位
置ゲイン）と動揺入力との関係は、図２に示されるよう
に、ソフトリミット角の＋側と−側に対して動揺入力が
超えた場合にスムーザ３２のゲインをリニアに変更して
いることにより、入力リミット信号１すなわち位置指令
の出力をこの動揺入力の大きさに合わせて増減させ、限
界角度を超える動揺が入力されても機械的ストッパへの
空間安定台の衝突を避けることができる。また、前述の
場合、速度指令である速度目標値３３を０（零）に固定
している。
置ゲイン）と動揺入力との関係は、図２に示されるよう
に、ソフトリミット角の＋側と−側に対して動揺入力が
超えた場合にスムーザ３２のゲインをリニアに変更して
いることにより、入力リミット信号１すなわち位置指令
の出力をこの動揺入力の大きさに合わせて増減させ、限
界角度を超える動揺が入力されても機械的ストッパへの
空間安定台の衝突を避けることができる。また、前述の
場合、速度指令である速度目標値３３を０（零）に固定
している。
【００１５】次に、空間安定台の現在角度が前述のソフ
トリミット角１Ｂ以下になった場合には、位置制御の目
標角度をスイッチ３０によって０゜１Ａに切換え、速度
指令である速度目標値３３を出力する。
トリミット角１Ｂ以下になった場合には、位置制御の目
標角度をスイッチ３０によって０゜１Ａに切換え、速度
指令である速度目標値３３を出力する。
【００１６】
【発明の効果】本発明による空間安定台の姿勢制御方法
は、以上のように構成されているため、次のような効果
を得ることができる。すなわち、位置ループ制御にソフ
トリミット機能を追加し、位置制御ループの指令角度を
切り替え、位置指令の出力ゲインを移動体の動揺角度に
合わせて増減させているため、過大な動揺に対しても空
間安定台が機械的ストッパに衝突することなく、一定の
位置を保持することができる。また、動揺の周期が遅い
場合でも一定の位置を保持できる。
は、以上のように構成されているため、次のような効果
を得ることができる。すなわち、位置ループ制御にソフ
トリミット機能を追加し、位置制御ループの指令角度を
切り替え、位置指令の出力ゲインを移動体の動揺角度に
合わせて増減させているため、過大な動揺に対しても空
間安定台が機械的ストッパに衝突することなく、一定の
位置を保持することができる。また、動揺の周期が遅い
場合でも一定の位置を保持できる。
【図１】本発明による空間安定台の姿勢制御方法を示す
プロック図である。
プロック図である。
【図２】本発明における動揺入力対スムーザの関係図で
ある。
ある。
【図３】従来方法を示すブロック図である。
【図４】図３の要部の具体回路図である。
【図５】図３のソフトフロー図である。
【図６】従来方法を示すブロック図である。
１ 位置指令
Claims (2)
- 【請求項１】 移動体上に載置された空間安定体の空間
安定台を前記移動体が動揺した時に水平安定させる場
合、前記安定台を機械的ストッパに衝突させないように
姿勢制御する空間安定台の姿勢制御方法において、前記
姿勢制御を行うための位置指令(1)を０゜とこの０゜以
外のソフトリミット角度に設定自在とすることを特徴と
する空間安定台の姿勢制御方法。 - 【請求項２】 前記移動体の動揺角度に合わせて前記位
置指令(1)の出力ゲインを増減させることを特徴とする
請求項１記載の空間安定台の姿勢制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32266199A JP2001142538A (ja) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | 空間安定台の姿勢制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32266199A JP2001142538A (ja) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | 空間安定台の姿勢制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001142538A true JP2001142538A (ja) | 2001-05-25 |
Family
ID=18146197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32266199A Withdrawn JP2001142538A (ja) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | 空間安定台の姿勢制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001142538A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014141334A1 (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | 日本電気株式会社 | 目標指向装置、目標指向制御方法、目標指向制御プログラム |
-
1999
- 1999-11-12 JP JP32266199A patent/JP2001142538A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014141334A1 (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | 日本電気株式会社 | 目標指向装置、目標指向制御方法、目標指向制御プログラム |
| JP6024819B2 (ja) * | 2013-03-15 | 2016-11-16 | 日本電気株式会社 | 目標指向装置、目標指向制御方法、目標指向制御プログラム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060201 |
|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070206 |