JP2002173086A - Control method for ocean platform - Google Patents
Control method for ocean platformInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、洋上プラットフォ
ームの制御方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling an offshore platform.
【０００２】[0002]
【従来の技術】海洋における油田開発は、新たな石油資
源を求めて従来の大陸棚から大陸棚斜面へと、次第に水
深の深い海域へ向かうとともに、発見される油田規模は
年々小規模化の傾向にある。また、今後は、このような
大水深化とともに、自然環境条件のより厳しい海域へ展
開してゆくことが予想される。このような状況の中で、
浮遊式生産システムは、小規模海洋油田に適したシステ
ムとしてその実績を増している。2. Description of the Related Art The development of oil fields in the marine environment is in the search for new petroleum resources, from the conventional continental shelf to the continental slope, gradually to deeper waters, and the size of the discovered oil fields is decreasing year by year. It is in. In the future, along with the deepening of the water, it is expected that the water will expand to the marine areas where the natural environmental conditions are more severe. In such a situation,
Floating production systems are gaining track record as suitable systems for small offshore oil fields.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】小規模海洋油田が中水
深、大水深へと進むにつれて、浮遊式生産システムとし
ての浮体である洋上プラットフォームの位置を係留方式
によって保持することは技術的、経済的な面から困難に
なる。そこで、スラスタを用いたＤＰＳ(DynamicPositi
oning System)が不可欠となるが、このＤＰＳを備えた
洋上プラットフォームの高稼働率を確保するためには、
波、潮流、風等の環境外乱変動に対して安定的なＤＰＳ
制御性を確保する必要がある。本発明の課題は、このよ
うな状況に鑑み、環境外乱変動や様々なオペレーション
条件による浮体のダイナミクスの変動に対しても良好な
制御性を得ることができる洋上プラットフォームの制御
方法を提供することにある。As small-scale marine oil fields move to medium and deep water depths, it is technically and economically necessary to keep the position of the offshore platform, which is a floating body as a floating production system, by mooring. It becomes difficult from various aspects. Therefore, DPS (DynamicPositi
oning System) is indispensable, but in order to secure a high utilization rate of offshore platforms equipped with this DPS,
Stable DPS against environmental disturbance fluctuations such as waves, tides and wind
It is necessary to ensure controllability. In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a control method for an offshore platform capable of obtaining good controllability even for environmental disturbance fluctuations and fluctuations in floating body dynamics due to various operation conditions. is there.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】第１の発明は、複数のス
ラスタを備える洋上プラットフォームを制御する方法で
あって、前記プラットフォームを所定の目標位置および
目標方位に保持させるのに必要なトータル力およびトー
タルモーメントを決定するステップと、前記トータル力
およびトータルモーメントを前記各スラスタの推力とし
て配分するステップとを含んでいる。第２の発明では、
前記トータル力およびトータルモーメントが、前記プラ
ットフォームの制御系設計モデルと、前記プラットフォ
ームの外乱モデルと、制御偏差に対する重み関数となる
感度重み関数と、前記スラスタの入力に対する重み関数
となる制御感度重み関数とに基づいて決定される。第３
の発明では、前記外乱モデルとして、低周波外乱モデル
と高周波外乱モデルとが導出される。第４の発明では、
前記低周波外乱モデルが、風、潮流および波の低周波成
分である長周期変動漂流力の内の少なくとも１つを外乱
とするモデルとして導出される。第５の発明では、前記
高周波外乱モデルが、波の高周波成分である波強制力を
外乱とするモデルとして導出される。第６の発明では、
前記感度重み関数が、低域通過フィルタになるように設
定される。第７の発明では、前記制御感度重み関数が、
高域通過フィルタになるように設定される。第８の発明
は、前記スラスタの出力の方向成分と前記プラットフォ
ームの位置保持制御偏差とに基づいて、前記プラットフ
ォームに対する外力の作用方向とは反対の向きの目標位
置修正量を決定し、この修正量によって前記目標位置を
修正するようにしている。第９の発明は、前記プラット
フォームに作用する外力と位置保持制御偏差とに基づい
て、前記外力の大きさに応じたゲイン調整量を決定し、
このゲイン調整量によって制御ゲインを調整するように
している。A first aspect of the present invention is a method for controlling an offshore platform having a plurality of thrusters. The method comprises controlling a total force and a force required for holding the platform at a predetermined target position and target orientation. Determining a total moment; and distributing the total force and the total moment as thrust of each of the thrusters. In the second invention,
The total force and total moment are a control system design model of the platform, a disturbance model of the platform, a sensitivity weight function serving as a weight function for control deviation, and a control sensitivity weight function serving as a weight function for input of the thruster. Is determined based on Third
According to the invention, a low-frequency disturbance model and a high-frequency disturbance model are derived as the disturbance model. In the fourth invention,
The low-frequency disturbance model is derived as a model in which at least one of the long-period drifting force that is a low-frequency component of wind, tidal current, and wave is a disturbance. In the fifth invention, the high-frequency disturbance model is derived as a model in which wave forcing, which is a high-frequency component of a wave, is a disturbance. In the sixth invention,
The sensitivity weight function is set to be a low pass filter. In a seventh aspect, the control sensitivity weight function is:
It is set to be a high-pass filter. In an eighth aspect, a target position correction amount in a direction opposite to a direction in which an external force acts on the platform is determined based on a direction component of the output of the thruster and a position holding control deviation of the platform. Is used to correct the target position. A ninth invention determines a gain adjustment amount according to the magnitude of the external force, based on the external force acting on the platform and the position holding control deviation,
The control gain is adjusted by the gain adjustment amount.
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】図１は、浮遊式石油生産システム
の構成要素である船型の洋上生産プラットフォーム１０
を示している。浮体であるこのプラットフォーム１０
は、船首に１つのスラスタ１１を設けるとともに、船尾
に一対のスラスタ１１を設けてある。なお、この図１に
おいて、β，βC およびβW は、それぞれ波、潮流およ
び風の方向を示す角度であり、ＣＰはコントロールポイ
ントである。また、ｏ−ｘｙは、プラットフォーム１０
に設定された座標であり、Ｏ−ＸＹは地球に設定された
座標である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a marine offshore production platform 10 which is a component of a floating oil production system.
Is shown. This platform 10 is a floating body
Has one thruster 11 at the bow and a pair of thrusters 11 at the stern. In FIG. 1, β, β C and β W are angles indicating the directions of a wave, a tidal current and a wind, respectively, and CP is a control point. Also, o-xy is the platform 10
, And O-XY is the coordinate set for the earth.
【０００６】上記スラスタ１１は、図２に示すように、
プロペラ回転用モータ１１１と、首振り用モータ１１２
とを有する。プロペラ回転用モータ１１１の回転力は、
首振り用モータ１１２を貫通する回転軸１１３および歯
車１１４，１１５を介してプロペラ１１６に伝達され、
また、首振り用モータ１１２の回転力は、回転軸１１７
を介して首部１１８に伝達される。[0006] As shown in FIG.
Propeller rotation motor 111 and swinging motor 112
And The rotation force of the propeller rotation motor 111 is
The power is transmitted to a propeller 116 via a rotation shaft 113 and gears 114 and 115 penetrating the swinging motor 112,
Further, the rotational force of the swinging motor 112 is
Is transmitted to the neck 118.
【０００７】ところで、上記プラットフォーム１０の位
置および方位を制御するロバスト制御系の設計において
は、プラットフォーム１０の運動方程式から状態変数を
用いて記述される制御系設計モデルを導出し、これを設
計に活用する必要がある。そこで、以下、制御系設計モ
デルの導出手順について説明する。In designing a robust control system for controlling the position and orientation of the platform 10, a control system design model described using state variables is derived from the equation of motion of the platform 10 and used in the design. There is a need to. Therefore, a procedure for deriving a control system design model will be described below.
【０００８】（１） 運動方程式 プラットフォーム１０の運動方程式は、図１の座標系に
おいて、下式（１），（２）および（３）に示すように
表わされる。なお、式（１），（２）および（３）は、
それぞれプラットフォーム１０の前後方向（ｓｕｒｇ
ｅ）、左右方向（ｓｗａｙ）および船首揺れ方向（ｙａ
ｗ）についての運動方程式である。(1) Equation of Motion The equation of motion of the platform 10 is represented by the following equations (1), (2) and (3) in the coordinate system of FIG. Equations (1), (2) and (3) are
The front and rear directions of the platform 10 (surg
e), left and right direction (sway) and bow direction (ya)
Equation of motion for w).
【数１】 (Equation 1)
【０００９】ここで、プラットフォーム１０が受ける流
体力は、ｕ，ｖ，ｒの関数として表現する。プラットフ
ォームが前進している場合、このｕ，ｖ，ｒの関数は、
船の操縦性の表現式に従って以下のように表わせる。Here, the fluid force received by the platform 10 is expressed as a function of u, v, and r. If the platform is moving forward, this function of u, v, r
According to the expression of maneuverability of a ship, it can be expressed as follows.
【数２】 (Equation 2)
【００１０】次に、上記運動方程式の線形化を行なっ
て、制御系設計モデルを導出する。すなわち、制御系設
計モデルとして下記状態方程式（１０）および出力方程
式（１１）を導出する。Next, the above equation of motion is linearized to derive a control system design model. That is, the following state equation (10) and output equation (11) are derived as a control system design model.
【数３】 以上がプラットフォーム１０の線形モデルである。(Equation 3) The above is the linear model of the platform 10.
【００１１】（３） 外乱モデルの設定 プラットフォーム１０に影響を与える外乱は、風、波、
潮流の３つである。そして、風および潮流は、低周波成
分の外力として表現することができる。そして波は、低
周波成分である長周期変動漂流力と高周波成分である波
強制力に分解することができる。そこで、風、潮流、お
よび長周期変動漂流力は低周波成分外乱としてモデル化
し、波強制力は高周波成分外乱としてモデル化する。(3) Setting of disturbance model The disturbances affecting the platform 10 include wind, waves,
There are three tides. Then, the wind and the tidal current can be expressed as an external force of a low frequency component. The waves can then be broken down into long-period drifting forces, which are low frequency components, and wave forcing, which is high frequency components. Therefore, the wind, tidal current, and long-period drifting force are modeled as low-frequency component disturbance, and the wave forcing force is modeled as high-frequency component disturbance.
【００１２】（ａ）低周波外乱モデル 低周波外乱モデルは、所定の周波数（例えば、０．０８
Ｈｚ）以下の周波数を持つ外乱のモデルであり、以下の
ように１次遅れ要素の伝達関数として表現することがで
きる。(A) Low-frequency disturbance model The low-frequency disturbance model has a predetermined frequency (for example, 0.08
(Hz) or less, and can be expressed as a transfer function of a first-order lag element as follows.
【数４】 上式（１９）において、ゲインＡを適宜設定すれば、低
周波外乱を考慮したスラスタ１１の制御が実行されて、
この低周波外乱に起因する制御誤差を低減することがで
きる。(Equation 4) In the above equation (19), if the gain A is appropriately set, the control of the thruster 11 in consideration of the low frequency disturbance is executed,
The control error caused by the low frequency disturbance can be reduced.
【００１３】（ｂ）高周波外乱モデル 高周波外乱モデルは、所定の周波数（例えば、０．０９
Ｈｚ）以上の周波数を持つ外乱のモデルであり、以下の
ように２次要素の伝達関数として表現することができ
る。(B) High-frequency disturbance model The high-frequency disturbance model has a predetermined frequency (for example, 0.09
(Hz) or higher, and can be expressed as a transfer function of a quadratic element as follows.
【数５】 図３には、上式（１９）および（２０）に基づいて設定
した外乱モデルの一例が示されている。(Equation 5) FIG. 3 shows an example of a disturbance model set based on the above equations (19) and (20).
【００１４】（４）重み関数の設定 重み関数は、制御偏差に対する重み関数となる感度重み
関数と、前記スラスタ１１への入力に対する制御重み関
数の２種がある。そして、この２つ重み関数は、下式
（２１）によって設定される。(4) Setting of Weight Function There are two types of weight functions: a sensitivity weight function that is a weight function for the control deviation, and a control weight function for the input to the thruster 11. The two weighting functions are set by the following equation (21).
【数６】 (Equation 6)
【００１５】重み関数の設定基準は、下記の通りであ
る。 （ａ）感度重み関数 制御偏差に対する重み関数となる感度重み関数は、前記
低周波外乱による制御偏差を低減するため、低域通過フ
ィルタとなるように選定される。このフィルタの機能を
積分器１／ｓの機能に近づければ、コントローラの積分
特性を強めて定常偏差を減少させることが可能になる。The criteria for setting the weight function are as follows. (A) Sensitivity weighting function The sensitivity weighting function serving as a weighting function for the control deviation is selected to be a low-pass filter in order to reduce the control deviation due to the low frequency disturbance. If the function of this filter approaches the function of the integrator 1 / s, it becomes possible to increase the integral characteristic of the controller and reduce the steady-state error.
【００１６】（ｂ）制御感度重み関数 前記スラスタ１１への入力に対する重み関数となる制御
感度重み関数は、前記高周波外乱に対するスラスタ推力
を減じるため、高域通過フィルタになるように選定され
る。このフィルタの機能を微分器ｓの機能に近づけれ
ば、コントローラの微分特性を強めることが可能にな
る。図４には、上記各基準（ａ）および（ｂ）に従って
設定した重み関数の一例が示されている。(B) Control sensitivity weighting function The control sensitivity weighting function, which is a weighting function for the input to the thruster 11, is selected to be a high-pass filter in order to reduce the thruster thrust against the high-frequency disturbance. By bringing the function of this filter closer to the function of the differentiator s, it becomes possible to enhance the differential characteristics of the controller. FIG. 4 shows an example of a weighting function set according to each of the criteria (a) and (b).
【００１７】図５は、上記プラットフォーム１０を所定
の位置に所定の方位角で保持するための制御装置の構成
を例示している。プラットフォーム１０では、図示して
いないＧＰＳ、トランスポンダ等の位置検出センサによ
ってその実位置が検出され、また、図示していないジャ
イロ等の方位検出センサによってその実方位角（回頭角
Ψ）が検出される。そして、上記実位置および実方位角
は、それぞれ加減算部２０２に入力される一方、上記加
減算部２０２には、予め設定された目標位置および目標
方位が加算部２０１を介して入力される。したがって、
加減算部２０２は、上記目標位置と実位置の偏差および
上記目標方位と実方位の偏差を出力して、これを制御指
令発生部２０３に加える。FIG. 5 illustrates the configuration of a control device for holding the platform 10 at a predetermined position at a predetermined azimuth. In the platform 10, its actual position is detected by a position detection sensor such as a GPS or a transponder (not shown), and its actual azimuth (turning angle Ψ) is detected by an azimuth detection sensor such as a gyro (not shown). Then, the actual position and the actual azimuth are respectively input to the addition / subtraction unit 202, while a preset target position and target azimuth are input to the addition / subtraction unit 202 via the addition unit 201. Therefore,
The addition / subtraction unit 202 outputs the deviation between the target position and the actual position and the deviation between the target azimuth and the actual azimuth, and adds them to the control command generation unit 203.
【００１８】そこで、制御指令発生部２０３は、上記位
置偏差、方位偏差、前記式（１０）〜（１８）および前
記式（１９）〜（２１）に基づいて、前記式（１３）に
示すトータル推力ＸT ，ＹT およびトータルモーメント
ＮT （図１の座標原点ｏを通るｚ軸回りのモーメント）
を演算する。なお、このとき、式（１９）に示すパラメ
ータａ，Ａと、式（２０）に示すパラメータａ，ｂ，ζ
1 ，ζ2 ，ω1 ，ω2 は、いずれも図１に示すプラット
フォーム１０の前後方向（ｓｕｒｇｅ）、左右方向（ｓ
ｗａｙ）および船首揺れ方向（ｙａｗ）のそれぞれにつ
いて設定される。Therefore, based on the position deviation, the azimuth deviation, the equations (10) to (18) and the equations (19) to (21), the control command generation unit 203 calculates the total Thrust X T , Y T and total moment N T (moment about z axis passing through coordinate origin o in FIG. 1)
Is calculated. At this time, the parameters a and A shown in Expression (19) and the parameters a, b and ζ shown in Expression (20)
1 , ζ 2 , ω 1 , ω 2 are all in the front-back direction (surge) and the left-right direction (s
way) and the bow direction (yaw).
【００１９】上記のようにして演算されたトータル推力
ＸT ，ＹT およびトータルモーメントＮT は、制御指令
として推力配分部２０４に加えられる。そこで、推力配
分部２０４は、周知の推力配分則に基づく推力配分を実
行して、上記トータル推力Ｘ T ，ＹT およびトータルモ
ーメントＮT を発生するための各スラスタ１１の推力を
決定し、かつ、それらの推力に対応する駆動信号を該各
スラスタ１１に出力する。The total thrust calculated as described above
XT, YTAnd total moment NTIs the control command
Is added to the thrust distribution unit 204. Therefore, the thrust distribution
The division unit 204 performs thrust distribution based on a well-known thrust distribution rule.
The total thrust X T, YTAnd total
Comment NTThrust of each thruster 11 to generate
Drive signals corresponding to their thrusts
Output to the thruster 11.
【００２０】これにより、上記上記位置偏差、方位偏差
が減少するように各スラスタ１１のプロペラ回転用モー
タ１１１および首振り用モータ１１２（図２参照）が駆
動され、その結果、プラットフォーム１０の位置および
方位が上記目標位置および目標方位に保持される。な
お、上記式（１９）に示すパラメータａ，Ａと、上記式
（２０）に示すパラメータａ，ｂ，ζ1 ，ζ2 ，ω1 ，
ω2 は、シミュレーション等によって最適値に設定され
る。As a result, the propeller rotation motor 111 and the swinging motor 112 (see FIG. 2) of each thruster 11 are driven so that the above-described position deviation and azimuth deviation are reduced. The azimuth is held at the target position and the target azimuth. The parameters a and A shown in the above equation (19) and the parameters a, b, 上 記1 , ζ 2 , ω 1 , and
ω 2 is set to an optimum value by a simulation or the like.
【００２１】ところで、図５に示す制御装置において
は、制御性を向上するためのファジィ制御も実行され
る。 （１） 設定目標位置バイアス プラットフォーム１０に大きな外力が発生したときに
は、その外力方向に大きな位置制御偏差が発生する。大
きな外力であっても、必ず外力は徐々に大きくなり、そ
の結果、偏差も次第に大きくなる。最大偏差を小さく抑
えるには、目標位置を外力の大きさに応じて該外力の作
用方向とは反対の向きに徐々にバイアスすれば良い。バ
イアス部２０５は、このようなバイアス処理を実行する
ために設けたものである。以下は、バイアス部２０５で
実行されるファジィ制御のｘ軸方向成分のルールを示し
ている。なお、ｙ軸方向のルールもこれに準じたものに
なる。Meanwhile, in the control device shown in FIG. 5, fuzzy control for improving controllability is also executed. (1) Set target position bias When a large external force is generated in the platform 10, a large position control deviation occurs in the direction of the external force. Even with a large external force, the external force always increases gradually, and as a result, the deviation gradually increases. In order to keep the maximum deviation small, the target position may be gradually biased in a direction opposite to the direction in which the external force acts in accordance with the magnitude of the external force. The bias unit 205 is provided to execute such a bias process. The following shows the rule of the x-axis direction component of the fuzzy control executed by the bias unit 205. Note that the rule in the y-axis direction also follows this rule.
【００２２】 ○入力変数： thrust スラスタ出力のｘ軸方向成分 error 位置保持制御偏差 ○出力変数： bias 設定目標位置修正量 ○if-thenルール If(thrust is negative)and(error is big)then(bias
is very negative) If(thrust is positive)and(error is big)then(bias
is very positive) If(thrust is zero)then(bias is zero) If(error is small)then(bias is zero) If(thrust is negative)and(error is small)then(bi
as is negative) If(thrust is positive)and(error is small)then(bi
as is positive) 上記ルールによって決定される設定目標位置修正量は、
目標位置を修正（バイアス）するために前記加減算部２
０２に加えられる。○ Input variable: thrust thruster output x-axis direction error error Position holding control deviation ○ Output variable: bias Setting target position correction amount ○ if-then rule If (thrust is negative) and (error is big) then (bias
is very negative) If (thrust is positive) and (error is big) then (bias
is very positive) If (thrust is zero) then (bias is zero) If (error is small) then (bias is zero) If (thrust is negative) and (error is small) then (bi
as is negative) If (thrust is positive) and (error is small) then (bi
as is positive) The set target position correction amount determined by the above rule is
The addition / subtraction unit 2 for correcting (biasing) the target position
02 is added.
【００２３】（２）制御ゲインスケジュール 強い外力に最適なゲインは、弱い外力に対しては強すぎ
て発散しやすい傾向を持つ。そのため、最適なゲインは
様々な外力条件下で必ずしも一致しない。ゲイン調整部
２０６は、外力に応じて制御ゲインを調整するために設
けられている。以下は、ゲイン調整部２０６で実行され
るファジィ制御のｘ軸方向成分のルールを示している。
なお、ｙ軸方向のルールもこれに準じたものになる。な
お、ここでは、外力の大きさの推定に風荷重を参考とし
て用いている。すなわち、風センサ２０６の出力に基づ
いて、風力演算部２０７で風荷重を演算している。(2) Control Gain Schedule The optimal gain for a strong external force tends to diverge because it is too strong for a weak external force. Therefore, the optimum gain does not always match under various external force conditions. The gain adjustment unit 206 is provided to adjust a control gain according to an external force. The following shows the rules of the x-axis direction component of the fuzzy control executed by the gain adjustment unit 206.
Note that the rule in the y-axis direction also follows this rule. Here, the wind load is used as a reference for estimating the magnitude of the external force. That is, the wind load is calculated by the wind power calculation unit 207 based on the output of the wind sensor 206.
【００２４】 ○入力変数： environ 外力(風圧力)の大きさ error 位置保持制御偏差 ○出力変数： gain 制御ゲインに掛ける係数 ○if-thenルール If(environ is big)then(gain is big) If(environ is mid)then(gain is mid) If(environ is small)then(gain is small) If(error is mid)then(gain is mid) If(error is small)then(gain is small) 上記ルールによって決定されるゲイン係数は、ゲイン調
整のために制御指令発生部２０３に加えられる。なお、
図５に示す回頭角発生部２０８は、スラスタ１１に対す
る配分推力に基づいてプラットフォーム１０の回頭角を
演算し、これを前記加算部２０１に入力する。また、図
５におけるスラスタ１１とプラットフォーム１０の間の
加算点には、風、波、潮流等の流体力および係留力等の
外力が加わる。○ Input variable: environ Magnitude of external force (wind pressure) error Position holding control deviation ○ Output variable: gain Coefficient to multiply control gain ○ if-then rule If (environ is big) then (gain is big) If ( environ is mid) then (gain is mid) If (environ is small) then (gain is small) If (error is mid) then (gain is mid) If (error is small) then (gain is small) Determined by the above rules The gain coefficient is added to the control command generator 203 for gain adjustment. In addition,
The turning angle generation unit 208 shown in FIG. 5 calculates the turning angle of the platform 10 based on the thrust distributed to the thruster 11 and inputs the calculated turning angle to the adding unit 201. In addition, an external force such as a fluid force such as a wind, a wave, or a tidal current and a mooring force are applied to an addition point between the thruster 11 and the platform 10 in FIG.
【００２５】[0025]
【発明の効果】本発明によれば、前記プラットフォーム
を所定の目標位置および目標方位に保持させるのに必要
なトータル力およびトータルモーメントを決定し、この
トータル力およびトータルモーメントを前記各スラスタ
の推力として配分するようにしているので、環境外乱変
動や様々なオペレーション条件による浮体のダイナミク
スの変動に対しても良好な制御性を得ることが可能であ
る。According to the present invention, a total force and a total moment necessary for holding the platform at a predetermined target position and a target azimuth are determined, and the total force and the total moment are determined as thrusts of the thrusters. Since the distribution is performed, good controllability can be obtained even with respect to fluctuation of environmental disturbance and fluctuation of dynamics of the floating body due to various operation conditions.
【図１】プラットフォームの形状および構成例を示す概
念図。FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of the shape and configuration of a platform.
【図２】スラスタの縦断面図。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a thruster.
【図３】低周波外乱モデルと高周波外乱モデルの一例を
示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing an example of a low-frequency disturbance model and a high-frequency disturbance model.
【図４】感度重み関数と制御感度重み関数の一例を示す
グラフ。FIG. 4 is a graph showing an example of a sensitivity weight function and a control sensitivity weight function.
【図５】本発明の制御方法が適用される制御装置の構成
を例示したブロック図。FIG. 5 is a block diagram illustrating the configuration of a control device to which the control method of the present invention is applied.
１０ プラットフォーム １１ スラスタ ２０ 制御装置 ２０３ 制御指令発生部 ２０４ 推力配分部 ２０５ バイアス部 ２０６ ゲイン調整部 Reference Signs List 10 platform 11 thruster 20 control device 203 control command generation unit 204 thrust distribution unit 205 bias unit 206 gain adjustment unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太呉 克哉 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 松浦 正己 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 Ｆターム(参考） 2D029 JB02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Katsuya Taigu 5-717-1, Fukahori-cho, Nagasaki-city, Nagasaki Prefecture Inside the Nagasaki Research Laboratory, Sanishi Heavy Industries Co., Ltd. (72) Masaki Matsuura 5-chome, Fukahori-cho, Nagasaki-city, Nagasaki Prefecture No. 717 No. 1 F-term in Nagasaki Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (reference) 2D029 JB02
Claims (9)
ォームを制御する方法であって、 前記プラットフォームを所定の目標位置および目標方位
に保持させるのに必要なトータル力およびトータルモー
メントを決定するステップと、 前記トータル力およびトータルモーメントを前記各スラ
スタの推力として配分するステップとを含むことを特徴
とする洋上プラットフォームの制御方法。1. A method for controlling an offshore platform comprising a plurality of thrusters, the method comprising: determining a total force and a total moment necessary to hold the platform at a predetermined target position and a target orientation; Distributing a force and a total moment as a thrust of each of the thrusters.
トが、前記プラットフォームの制御系設計モデルと、前
記プラットフォームの外乱モデルと、制御偏差に対する
重み関数となる感度重み関数と、前記スラスタの入力に
対する重み関数となる制御感度重み関数とに基づいて決
定されることを特徴とする請求項１に記載の洋上プラッ
トフォームの制御方法。2. The total force and total moment are a control system design model of the platform, a disturbance model of the platform, a sensitivity weight function serving as a weight function for a control deviation, and a weight function for input of the thruster. The control method for an offshore platform according to claim 1, wherein the control method is determined based on a control sensitivity weight function.
ルと高周波外乱モデルとが導出されることを特徴とする
請求項２に記載の洋上プラットフォームの制御方法。3. The offshore platform control method according to claim 2, wherein a low-frequency disturbance model and a high-frequency disturbance model are derived as the disturbance model.
び波の低周波成分である長周期変動漂流力の内の少なく
とも１つを外乱とするモデルとして導出されることを特
徴とする請求項３に記載の洋上プラットフォームの制御
方法。4. The low-frequency disturbance model is derived as a model in which at least one of a long-period drifting force, which is a low-frequency component of wind, a tidal current, and a wave, is a disturbance. 3. The method for controlling an offshore platform according to 3.
分である波強制力を外乱とするモデルとして導出される
ことを特徴とする請求項３に記載の洋上プラットフォー
ムの制御方法。5. The method for controlling an offshore platform according to claim 3, wherein the high-frequency disturbance model is derived as a model in which wave forcing, which is a high-frequency component of a wave, is a disturbance.
になるように設定されることを特徴とする請求項３に記
載の洋上プラットフォームの制御方法。6. The method according to claim 3, wherein the sensitivity weighting function is set to be a low-pass filter.
ルタになるように設定されることを特徴とする請求項３
に記載の洋上プラットフォームの制御方法。7. The control sensitivity weighting function is set to be a high-pass filter.
3. The method for controlling an offshore platform according to 1.).
ラットフォームの位置保持制御偏差とに基づいて、前記
プラットフォームに対する外力の作用方向とは反対の向
きの目標位置修正量を決定し、この修正量によって前記
目標位置を修正するようにしたことを特徴とする請求項
１に記載の洋上プラットフォームの制御方法。8. A target position correction amount in a direction opposite to a direction in which an external force acts on the platform is determined based on a direction component of an output of the thruster and a position holding control deviation of the platform. The method according to claim 1, wherein the target position is corrected.
位置保持制御偏差とに基づいて、前記外力の大きさに応
じたゲイン調整量を決定し、このゲイン調整量によって
制御ゲインを調整するようにしたことを特徴とする請求
項１または８に記載の洋上プラットフォームの制御方
法。9. A method for determining a gain adjustment amount according to the magnitude of the external force based on the external force acting on the platform and the position holding control deviation, and adjusting the control gain based on the gain adjustment amount. The method for controlling an offshore platform according to claim 1 or 8, wherein:
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