JP3300132B2 - Autopilot device - Google Patents

Autopilot device

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JP3300132B2
JP3300132B2 JP24815393A JP24815393A JP3300132B2 JP 3300132 B2 JP3300132 B2 JP 3300132B2 JP 24815393 A JP24815393 A JP 24815393A JP 24815393 A JP24815393 A JP 24815393A JP 3300132 B2 JP3300132 B2 JP 3300132B2
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steering
command
steering angle
rudder
stop
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典生 山口
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、針路情報を与えるこ
とによって目的の針路に自動操舵を行うオートパイロッ
ト装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an autopilot apparatus for automatically steering a target course by giving course information.

【0002】[0002]

【従来の技術】船舶における一般的なオートパイロット
装置の構成をブロック図として図1に示す。図1におい
て船首方位検出部1はジャイロコンパスなどから成り、
船首方位を検出する。針路設定部2は手動による針路設
定入力部または設定針路情報を出力する航法援助装置か
ら成り、3はこの針路設定部により設定された針路と船
首方位との差を偏角として求める。回頭速度検出部4は
時間経過に伴う船首方位の変化から回頭速度を検出す
る。天候調整部5は手動入力部から成り、天候に応じた
値を与える。指令舵角算出部6は前記偏角、回頭速度お
よび天候調整値をもとに指令舵角を算出する。実舵角検
出部9は舵取機8の実際の舵角を検出する。
2. Description of the Related Art FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a general autopilot device in a ship. In FIG. 1, the heading detector 1 is composed of a gyro compass and the like.
Detects heading. The course setting unit 2 is composed of a manual course setting input unit or a navigation assistance device that outputs set course information, and 3 obtains a difference between the course set by the course setting unit and the heading as an argument. The turning speed detector 4 detects a turning speed from a change in heading with time. The weather adjustment unit 5 is composed of a manual input unit and gives a value according to the weather. The command steering angle calculation unit 6 calculates a command steering angle based on the declination, turning speed, and weather adjustment value. The actual steering angle detector 9 detects an actual steering angle of the steering gear 8.

【0003】転舵指令発生部7は指令舵角と実際の舵角
とをもとに舵取機8に対し転舵指令を与える。舵取機8
は例えば面舵方向の転舵指令または取舵方向の転舵指令
に基づき舵を面舵方向または取舵方向に駆動する。図1
において10で示す部分は指令舵角生成手段を成し、1
1で示す部分は舵取制御手段を成す。
A turning command generator 7 gives a turning command to a steering machine 8 based on the command steering angle and the actual steering angle. Steering machine 8
Drives the rudder in the rudder direction or the steering direction based on, for example, a steering command in the rudder direction or a steering command in the steering direction. FIG.
The part indicated by 10 in FIG.
The portion indicated by 1 forms steering control means.

【0004】このようなオートパイロット装置において
は、実際の舵角が指令舵角に近づく方向に転舵指令を与
え、原理的には実際の舵角が指令舵角に等しくなった時
点で転舵指令を停止すればよいが、現実には舵取機には
その慣性による機械的な遅れ要素およびそれを制御する
電気回路における遅れ要素が存在するため、転舵指令を
停止してからも舵は少し行き過ぎて停止する。従って実
際の舵角が指令舵角に達する手前で転舵指令を停止しな
ければならない。そのため、従来より指令舵角を中心と
して面舵方向および取舵方向に舵不感帯を設け、実際の
舵角がこの舵不感帯外から舵不感帯内に入ったときに転
舵指令を停止するようにしている。
In such an autopilot device, a steering command is given in a direction in which the actual steering angle approaches the command steering angle, and in principle, when the actual steering angle becomes equal to the command steering angle, the steering is started. The command may be stopped, but in reality, the steering machine has a mechanical delay element due to its inertia and a delay element in the electric circuit that controls the steering element. Stop a little too far. Therefore, the turning command must be stopped before the actual steering angle reaches the command steering angle. Therefore, a steering dead zone is conventionally provided in the rudder direction and the steering direction centering on the command steering angle, and the turning command is stopped when the actual steering angle enters the steering dead zone from outside the steering dead zone.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記遅れ要
素は船によって大きく異なるため、オートパイロット装
置自体としては、前記舵不感帯幅を手動調整できるよう
に構成していて、オートパイロット装置を装備する場合
に、舵の動きを確かめながら舵不感帯幅を調整する必要
があった。そのため、オートパイロット装置装備時の調
整が煩雑であり、しかも適切な舵不感帯幅の設定が容易
ではなかった。
However, since the delay element varies greatly depending on the ship, the autopilot device itself is configured so that the rudder dead zone width can be manually adjusted, and the autopilot device is provided. In addition, it was necessary to adjust the rudder dead zone width while checking the rudder movement. Therefore, adjustment when the autopilot device is installed is complicated, and it is not easy to set an appropriate steering dead zone width.

【0006】ここで前記舵の遅れ要素と舵不感帯幅との
関係を図13に示す。図13においてDONは転舵指令発
生用舵不感帯、DOFF は転舵指令停止用舵不感帯であ
る。例えば実際の舵角(以下「実舵角」という。)がD
ONの外にある場合、指令舵角a方向への転舵指令が発生
される。図13に示す例では実舵角が指令舵角より面舵
側にあるので、取舵方向への転舵指令が発生され、舵は
取舵方向へ転舵を開始する。その後、実舵角bがDOFF
に入ったとき転舵指令が停止されるが、前記遅れ要素に
より実舵角bが指令舵角aに等しくなる舵角で舵が停止
する。しかしこれは理想的な場合であって、もし図14
に示すように転舵指令を停止した後、舵角が指令舵角a
に達する前に停止するか、指令舵角aを超えて反対側の
舵不感帯DOFF またはDON内に停止すれば船は蛇行する
ことになる。また、図15に示すように、転舵指令を停
止してから舵が反対側の転舵指令発生用舵不感帯DON
超えるようなことになれば、その舵不感帯DONを超えた
時点で直ちに再び逆方向への転舵指令が発生されるため
ハンチングを起こすことになる。
FIG. 13 shows the relationship between the rudder delay element and the dead zone width of the rudder. In FIG. 13, D ON is a steering dead zone for turning command generation, and D OFF is a steering dead zone for turning command stop. For example, the actual steering angle (hereinafter referred to as “actual steering angle”) is D
If it is outside of ON , a steering command in the direction of the command steering angle a is generated. In the example shown in FIG. 13, since the actual steering angle is on the side of the rudder side from the command steering angle, a steering command in the steering direction is generated, and the rudder starts turning in the steering direction. After that, the actual steering angle b becomes D OFF
When entering, the steering command is stopped, but the steering stops at the steering angle at which the actual steering angle b becomes equal to the command steering angle a due to the delay element. However, this is the ideal case and if FIG.
After the turning command is stopped as shown in FIG.
If the ship stops before reaching, or stops within the rudder dead zone D OFF or D ON on the opposite side beyond the command rudder angle a, the ship will meander. Further, as shown in FIG. 15, if the rudder exceeds the steering dead zone D ON for turning instruction generation on the opposite side after the turning instruction is stopped, at the time when the rudder exceeds the steering dead zone D ON. Immediately again, a steering command in the reverse direction is issued, so that hunting occurs.

【0007】この発明の目的は、上述したオートパイロ
ット装置装備時の舵不感帯幅の調整作業を実質上不要と
し、常に適切な舵不感帯幅で運用できるようにしたオー
トパイロット装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an autopilot device which does not substantially require the adjustment of the steering dead zone width when the above-mentioned autopilot device is equipped, and which can always be operated with an appropriate steering dead zone width. .

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
るオートパイロット装置は、船首方位と設定針路との差
を偏角として求めるとともに、少なくとも前記偏角から
指令舵角を求める指令舵角生成手段と、指令舵角を中心
として面舵方向または取舵方向に一定幅の転舵指令停止
用舵不感帯を設定し、実際の舵角を検出するとともに、
実際の舵角が前記転舵指令停止用舵不感帯外にあるとき
指令舵角方向へ転舵指令を与え、舵角が前記転舵指令停
止用舵不感帯外から該転舵指令停止用舵不感帯内に入っ
たとき前記転舵指令を停止し、実際の舵角が指令舵角に
なるように舵取機を制御する舵取制御手段とを備えたオ
ートパイロット装置において、前記転舵指令を停止した
後の舵の停止舵角が指令舵角に達しないとき、前記転舵
指令停止用舵不感帯幅を所定量だけ狭くし、前記舵の停
止舵角が指令舵角を超えるとき、前記転舵指令停止用舵
不感帯幅を所定量だけ広くする舵不感帯幅調整手段を設
けたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an autopilot apparatus for determining a difference between a heading and a set course as a declination angle and for obtaining a commanded steering angle from at least the declination angle. A generation means and a steering command stop steering dead zone having a fixed width in a rudder direction or a steering direction centering on the command steering angle, and detecting an actual steering angle,
When the actual steering angle is outside the steering command stop steering dead zone, a steering command is given in the command steering angle direction, and the steering angle is changed from outside the steering command stop steering dead zone to within the steering command stop steering dead zone. The steering command is stopped when the vehicle enters the automatic steering device, and the steering command is stopped in an autopilot device including steering control means for controlling a steering machine so that the actual steering angle becomes the command steering angle. When the stop steering angle of the rear rudder does not reach the command steering angle, the steering command stop rudder dead zone width is narrowed by a predetermined amount, and when the stop steering angle of the rudder exceeds the command steering angle, the steering command A rudder dead zone width adjusting means for widening the stop dead zone width by a predetermined amount is provided.

【0009】請求項2に係るオートパイロット装置は、
請求項1における所定量を前記舵の停止舵角と指令舵角
との差より小さい値に設定することを特徴とする。
The autopilot device according to claim 2 is
The predetermined amount in claim 1 is set to a value smaller than a difference between a stop steering angle and a command steering angle of the rudder.

【0010】請求項3に係るオートパイロット装置は、
請求項1における所定量を前記舵の停止舵角と指令舵角
との差に設定することを特徴とする。
The autopilot device according to claim 3 is
The predetermined amount in claim 1 is set to a difference between a stop steering angle of the rudder and a command steering angle.

【0011】[0011]

【作用】この発明の請求項1に係るオートパイロット装
置では、転舵指令が停止された後の舵の停止舵角が指令
舵角に達しないとき転舵指令停止用舵不感帯幅が狭くな
り、逆に停止舵角が指令舵角を超えるとき転舵指令停止
用舵不感帯幅が広くなる。この作用を図2をもとに説明
すれば、同図に示すように、実舵角bが指令舵角aに対
し面舵側にあれば取舵方向へ転舵指令が発生され、実舵
角が転舵指令停止用舵不感帯DOFF に入ったとき転舵指
令が停止される。その後、舵がで示す範囲で停止した
場合、即ち指令舵角に達しないとき、転舵指令停止用舵
不感帯幅DOFF が狭くなるように調整され、逆に舵が
で示す範囲で停止した場合、即ち指令舵角aを超えると
きにはDOFF が広くなるように自動調整される。また、
図3に示すように実舵角bが指令舵角aに対し取舵側に
あれば面舵方向へ転舵指令が発生され、実舵角が転舵指
令停止用舵不感帯DOFF に入ったとき転舵指令が停止さ
れる。その後、舵がで示す範囲で停止した場合、即ち
指令舵角に達しないとき、転舵指令停止用舵不感帯幅D
OFF が狭くなるように調整され、逆に舵がで示す範囲
で停止した場合、即ち指令舵角aを超えるときにはD
OFF が広くなるように自動調整される。
In the autopilot device according to the first aspect of the present invention, when the stop steering angle of the rudder after the steering command is stopped does not reach the command steering angle, the steering dead zone for turning command stop becomes narrower, Conversely, when the stop steering angle exceeds the command steering angle, the steering dead zone for turning command stop increases. This operation will be described with reference to FIG. 2. As shown in FIG. 2, if the actual steering angle b is on the side of the rudder with respect to the command steering angle a, a steering command is generated in the steering direction, and the actual steering angle is reduced. The turning command is stopped when the turning command stop rudder dead zone DOFF is entered. Thereafter, when the rudder stops in the range indicated by, that is, when the steering angle does not reach the command steering angle, the steering deadline width D OFF for turning command stop is adjusted to be narrow, and conversely, when the rudder stops in the range indicated by, That is, when the steering angle exceeds the command steering angle a, automatic adjustment is performed so that D OFF becomes wider. Also,
As shown in FIG. 3, if the actual steering angle b is on the steering side with respect to the command steering angle a, a steering command is generated in the rudder direction, and when the actual steering angle enters the steering command stop steering dead zone D OFF , the vehicle turns. The rudder command is stopped. Thereafter, when the rudder stops in the range indicated by, that is, when the rudder angle does not reach the command steering angle, the steering dead zone width D for turning command stop is provided.
OFF is adjusted to be narrow, and conversely, when the rudder stops within the range indicated by, that is, when the rudder exceeds the command rudder angle a, D
Automatically adjusted so that OFF becomes wider.

【0012】請求項2に係るオートパイロット装置で
は、転舵指令が与えられて舵が停止するごとに転舵指令
停止用舵不感帯幅が少しづつ自動調整されることにな
る。そのため、短期間における舵の停止舵角のばらつき
による影響を受けずに、最適な転舵指令停止用舵不感帯
幅の自動調整が行われる。
In the autopilot apparatus according to the second aspect, every time the steering command is given and the rudder stops, the steering dead zone width for turning command stop is automatically adjusted little by little. Therefore, the automatic adjustment of the steering command stop steering dead zone width is optimally performed without being affected by the variation of the stop steering angle of the rudder in a short period of time.

【0013】請求項3に係るオートパイロット装置で
は、舵の停止舵角と指令舵角との差分の量だけ転舵指令
停止用舵不感帯幅が調整されるため、一度の自動調整に
より毎回最適な転舵指令停止用舵不感帯幅に自動調整さ
れる。
In the autopilot apparatus according to the third aspect, the steering command stop steering dead zone width is adjusted by the amount of the difference between the rudder stop steering angle and the command steering angle. The steering command stop is automatically adjusted to the steering dead zone width.

【0014】[0014]

【実施例】まず、この発明の実施例であるオートパイロ
ット装置の動作例を図4および図5に示す。図4におい
て「偏角θ」は設定針路に対する船首方位の差、「指令
舵角a」は偏角θと天候調整および回頭速度をもとに求
めた値を波形として表したものである。「サンプリング
タイミング」は求めた指令舵角と実舵角をもとに、必要
に応じて転舵指令を与えるタイミングである。「取舵転
舵指令」は取舵方向への転舵指令、「面舵転舵指令」は
面舵方向への転舵指令である。また、「舵角」のうち破
線は指令舵角の変化、実線は実舵角の変化を示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, an operation example of an autopilot device according to an embodiment of the present invention is shown in FIGS. In FIG. 4, “declination θ” represents a difference between the heading with respect to the set course, and “command rudder angle a” represents a value obtained based on the declination θ, weather adjustment and turning speed as a waveform. The “sampling timing” is a timing at which a steering command is given as necessary based on the obtained command steering angle and actual steering angle. The "steering steering command" is a steering command in the steering direction, and the "facing steering command" is a steering command in the steering direction. Also, of the "steering angle", a broken line indicates a change in the command steering angle, and a solid line indicates a change in the actual steering angle.

【0015】図5は図4に示した転舵指令と実舵角の変
化の関係を示す拡大図である。また図6(A),(B)
は図5におけるA部分およびB部分の部分拡大図であ
る。この例は、初期時において舵の停止舵角が指令舵角
に達しない場合であり、転舵指令停止用舵不感帯DOFF
の幅を徐々に狭くしていくことによって、転舵指令を停
止してから舵が停止するまでの行き過ぎ量を転舵指令停
止用舵不感帯幅DOFF に近づけていき、舵の停止舵角が
指令舵角の位置に停止するように前記舵不感帯幅DOFF
を順次調整してゆく。
FIG. 5 is an enlarged view showing the relationship between the steering command and the change in the actual steering angle shown in FIG. FIGS. 6A and 6B
FIG. 6 is a partially enlarged view of a portion A and a portion B in FIG. 5. In this example, the rudder stop steering angle does not reach the command steering angle at the initial stage, and the steering command stop steering dead zone D OFF
By gradually narrowing the width of the steering command, the overshoot amount from when the turning command is stopped to when the rudder stops is approached to the turning dead zone width D OFF for turning command stop, and the stop steering angle of the rudder is reduced. The steering dead zone width D OFF so as to stop at the position of the command steering angle.
Is adjusted sequentially.

【0016】図7は図5に対して比較例として転舵指令
停止用舵不感帯幅DOFF を一定とした場合の例を示す。
図5と図7を比較すれば明らかなように、舵不感帯幅の
調整が適正でなければ舵の停止舵角と指令舵角との間に
は常に誤差が生じることになる。
FIG. 7 shows, as a comparative example, an example in which the steering dead zone width D OFF for turning instruction stop is fixed to FIG.
As is apparent from a comparison between FIG. 5 and FIG. 7, if the adjustment of the steering dead zone width is not appropriate, an error always occurs between the stop steering angle of the steering and the command steering angle.

【0017】次に、この発明の実施例であるオートパイ
ロット装置の構成をブロック図として図8に示す。図8
においてCPU29はROM30に予め書き込んだプロ
グラムを実行して後述する各種処理を行う。RAM31
はそのプログラムの実行に際して船首方位、実舵角、指
令舵角、フラグおよびその他のデータの一時記憶に用い
る。船首方位検出装置21はジャイロコンパスなどを用
いて船首方位を検出する装置であり、CPU29はイン
タフェース22を介して船首方位のデータを読み取る。
航法援助装置23は例えばロランCやGPS測位装置か
ら成り、航法援助操舵を行う際に設定針路データを求め
る。CPU29はインタフェース24を介してその設定
針路データを読み取る。舵取駆動装置25は電磁弁また
は正反転モータポンプの制御回路であり舵取機を制御す
る。CPU29はI/Oポート26を介して舵取駆動装
置25に対し面舵方向への転舵指令または取舵方向への
転舵指令を与える。追従発信器27は舵取機の舵角を検
出し、ADコンバータ28は追従発信器27の信号をも
とに実際の舵角データを求める。CPU29はADコン
バータ28から現在の実舵角を読み取る。表示部33は
指令舵角、実舵角および設定針路などを表示する。CP
U29はインタフェース32を介してこれらの各種表示
制御を行う。入力部35はキースイッチおよびつまみな
どから成り、手動による針路設定や天候調整を行う。遠
隔管制器36は遠隔からモードの切換や手動操舵の入力
部として用いる。CPU29はインタフェース34を介
してこれらの入力内容を読み取る。
Next, FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of an autopilot device according to an embodiment of the present invention. FIG.
, The CPU 29 executes a program written in the ROM 30 in advance to perform various processes described later. RAM31
Is used to temporarily store the heading, actual steering angle, command steering angle, flag, and other data when executing the program. The heading detecting device 21 is a device for detecting the heading using a gyro compass or the like, and the CPU 29 reads the data of the heading via the interface 22.
The navigation assistance device 23 is composed of, for example, Loran C or a GPS positioning device, and obtains set course data when performing navigation assistance steering. The CPU 29 reads the set course data via the interface 24. The steering drive device 25 is a control circuit for a solenoid valve or a forward / reverse motor pump, and controls the steering gear. The CPU 29 gives a steering command in the steering direction or a steering command in the steering direction to the steering drive device 25 via the I / O port 26. The tracking transmitter 27 detects the steering angle of the steering gear, and the AD converter 28 obtains actual steering angle data based on the signal of the tracking transmitter 27. The CPU 29 reads the current actual steering angle from the AD converter 28. The display unit 33 displays a command steering angle, an actual steering angle, a set course, and the like. CP
U29 controls these various displays via the interface 32. The input unit 35 includes a key switch, a knob, and the like, and performs manual course setting and weather adjustment. The remote controller 36 is used as an input section for mode switching and manual steering remotely. The CPU 29 reads these input contents via the interface 34.

【0018】次に、図8に示したオートパイロット装置
の処理手順をフローチャートとして図9〜図11に示
す。
Next, the processing procedure of the autopilot device shown in FIG. 8 is shown as a flow chart in FIGS.

【0019】図9は指令舵角の生成手順を示すフローチ
ャートである。まず船首方位θhを船首方位検出装置2
1から読み取り、またこれとともに時間経過に伴う船首
方位の変化から回頭速度vを算出する(n1→n2)。
例えば200m秒ごとに船首方位を読み取って、毎秒5
回の船首方位データから回頭速度vを算出する。続い
て、航法援助装置23により設定された設定針路または
入力部35或いは遠隔管制器36の入力により設定され
た設定針路θcを読み取る(n3)。そして、設定針路
θcと船首方位θhとの差を偏角θとして算出する(n
4)。その後、入力部35の入力により設定された天候
調整値wと偏角θとの差に比例定数k1を乗じた値と、
回頭速度vに微分定数k2を乗じた値との和を指令舵角
aとして算出する(n5)。以上の処理を繰り返すこと
によって指令舵角aを順次更新する。
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for generating a command steering angle. First, the heading θh is determined by the heading detecting device 2
1 and the turning speed v is calculated from the change of the heading with the lapse of time (n1 → n2).
For example, the heading is read every 200 ms and 5
The turning speed v is calculated from the heading data of each time. Subsequently, the set course set by the navigation assistance device 23 or the set course θc set by the input of the input unit 35 or the remote controller 36 is read (n3). Then, the difference between the set course θc and the heading θh is calculated as the declination θ (n
4). Thereafter, a value obtained by multiplying the difference between the weather adjustment value w set by the input of the input unit 35 and the argument θ by a proportional constant k1;
The sum of the value obtained by multiplying the turning speed v by the differential constant k2 is calculated as the command steering angle a (n5). The command steering angle a is sequentially updated by repeating the above processing.

【0020】図10は舵取制御の手順を示すフローチャ
ートである。まず転舵指令発生用舵不感帯幅DONおよび
転舵指令停止用舵不感帯幅DOFF に対しそれぞれ初期値
を設定する(n11)。続いてフラグFONおよびFsを
それぞれリセットする(n12→n13)。ここでフラ
グFONは、転舵中であることを示すフラグであり、FON
=0(リセット状態)は転舵指令が停止された状態、F
ON=1(セット状態)は転舵中を示す。初期状態では転
舵指令が発生されていないため、これをリセット状態と
する。またフラグFsは一旦転舵指令を停止して指令舵
角と停止舵角との差が求められたか否かを示すフラグで
あり、Fs=0(リセット状態)は指令舵角と停止舵角
との差が求められていない状態、Fs=1(セット状
態)は指令舵角と停止舵角との差が求められている状態
を示す。初期状態では指令舵角と停止舵角との差は求め
られていないため、これをリセット状態とする。その
後、図9に示した処理により求められた指令舵角aを読
み取り、またADコンバータ28から実舵角bを読み取
って、その差を舵角差dとして求める(n14→n15
→n16)。その後、舵角差dが0であるか否かの判定
を行う(n17)。舵角差dが0であれば実舵角が指令
舵角に等しい状態であるので、以降の処理は行わずにス
テップn14へ戻る。舵角差dが0でなければ舵角差d
の絶対値と転舵指令発生用舵不感帯幅DONとの大小比較
を行う(n18)。舵角差dの絶対値がDON以上であれ
ば、フラグFONの状態を判定し、FON=0、即ち転舵指
令が発生されていない状態であれば、続いてフラグFs
の状態を判定し、Fs=0、即ちまだ初期段階であっ
て、前回の転舵指令停止後の停止舵角と指令舵角との差
が求められていない状態では、ステップn21の処理は
行わずに、その後、今回求めた舵角差dをもとに面舵方
向への転舵指令または取舵方向への転舵指令を与える
(n22,n23,n24)。この例では、dが正であ
れば面舵方向、負であれば取舵方向への転舵を行う。そ
の後、転舵指令が与えられていることを示すフラグFON
をセットする(n25)。もしステップn18の判定
で、舵角差dの絶対値がDON未満となれば、舵角差dの
絶対値と転舵指令停止用舵不感帯幅DOFF との大小比較
を行う(n18→n26)。舵角差dの絶対値がDOFF
以下となったとき、フラグFON=1即ち転舵指令発生中
であれば、転舵指令を停止し、フラグFONをリセットす
る(n27→n28→n29)。その後、今回の指令舵
角aをa1に待避し、そのときの舵角差dをd1に待避
する(n30→n31)。このd1は今回の転舵方向を
後に判定するために用いる。その後、フラグFsをセッ
トして転舵停止にともなう一連の処理を終了する(n3
2)。その後、指令舵角aが変化して、指令舵角aと実
舵角bとの舵角差dの絶対値がDON以上となったときス
テップn21のDOFF 調整を行う(n18→n19→n
20→n21)。
FIG. 10 is a flowchart showing the procedure of steering control. First, initial values are set for the steering dead zone width D ON for turning command generation and the steering dead zone width D OFF for turning command stop (n11). Subsequently, the flags F ON and Fs are reset (n12 → n13). Here, the flag F ON is a flag indicating that the vehicle is turning, and F ON
= 0 (reset state) is a state where the steering command is stopped, F
ON = 1 (set state) indicates that the vehicle is turning. In the initial state, no turning command has been issued, so this is set to the reset state. The flag Fs is a flag indicating whether or not the steering command is once stopped and a difference between the command steering angle and the stop steering angle is obtained. Fs = 0 (reset state) indicates the command steering angle, the stop steering angle and No difference is obtained, Fs = 1 (set state) indicates a state where the difference between the command steering angle and the stop steering angle is found. Since the difference between the command steering angle and the stop steering angle is not determined in the initial state, this is set to the reset state. Thereafter, the command steering angle a obtained by the processing shown in FIG. 9 is read, and the actual steering angle b is read from the AD converter 28, and the difference is obtained as a steering angle difference d (n14 → n15).
→ n16). Thereafter, it is determined whether or not the steering angle difference d is 0 (n17). If the steering angle difference d is 0, the actual steering angle is equal to the command steering angle, and the process returns to step n14 without performing the subsequent processing. If the steering angle difference d is not 0, the steering angle difference d
Is compared with the absolute value of the steering dead zone width D ON for turning command generation (n18). If the absolute value of the steering angle difference d is equal to or greater than D ON , the state of the flag F ON is determined. If F ON = 0, that is, if the steering command has not been issued, the flag Fs is subsequently determined.
In the state where Fs = 0, that is, in the initial stage, and the difference between the stop steering angle and the command steering angle after the previous turning command stop has not been obtained, the process of step n21 is performed. Instead, a steering command in the rudder direction or a steering command in the steering direction is given based on the steering angle difference d obtained this time (n22, n23, n24). In this example, if d is positive, steering in the steering direction is performed, and if d is negative, steering in the steering direction is performed. After that, the flag F ON indicating that the steering command is given
Is set (n25). If it is determined in step n18 that the absolute value of the steering angle difference d is smaller than D ON , a comparison is made between the absolute value of the steering angle difference d and the steering command stop steering dead zone width D OFF (n18 → n26). ). The absolute value of the steering angle difference d is D OFF
At the following times, if the flag F ON = 1, that is, if the turning command is being generated, the turning command is stopped and the flag F ON is reset (n27 → n28 → n29). Thereafter, the current command steering angle a is saved to a1, and the steering angle difference d at that time is saved to d1 (n30 → n31). This d1 is used to determine the current steering direction later. Thereafter, the flag Fs is set, and a series of processes associated with the turning stop is ended (n3).
2). Thereafter, when the command steering angle a changes and the absolute value of the steering angle difference d between the command steering angle a and the actual steering angle b becomes D ON or more, the D OFF adjustment of step n21 is performed (n 18 → n 19 → n
20 → n21).

【0021】図11は図10に示したステップn21の
OFF 調整の手順を示すフローチャートである。まず、
最新の実舵角bと前回の指令舵角a1との差eを求める
(n41)。ここで実舵角bは前回の転舵指令を停止し
てから相当の時間が経過しているときの実舵角であるた
め、前回の転舵指令停止後の停止舵角と見なすことがで
きる。従ってeは指令舵角に対する停止舵角の誤差であ
る。その後、図10のステップn31で示した処理によ
り待避された舵角差d1の正負によって異なった処理を
行う。d1が正、即ち前回取舵側から面舵側方向へ転舵
が行われた場合、誤差eが正(このことは図3に示した
例で転舵指令が停止されてからで示す範囲に舵が停止
したことに対応する。)であればDOFF を0.1°狭く
する(n42→n43→n44)。逆に誤差eが負(こ
のことは図3に示した例でで示す範囲に舵が停止した
ことに対応する。)であればDOFF を0.1°広くする
(n45)。もし誤差eが0であればDOFF の調整は行
わない。また、前回の転舵方向が面舵側から取舵側方向
であった場合、誤差eが正のとき(このことは図2に示
した例で転舵指令が停止されてからで示す範囲に舵が
停止したことに対応する。)DOFF を0.1°広くし
(n46→n47)、逆に誤差eが負(このことは図2
に示した例でで示す範囲に舵が停止したことに対応す
る。)であればDOFF を0.1°狭くする(n48)。
もし誤差eが0であればDOFF の調整は行わない。
FIG. 11 is a flowchart showing the procedure of D OFF adjustment in step n21 shown in FIG. First,
The difference e between the latest actual steering angle b and the previous command steering angle a1 is determined (n41). Here, the actual steering angle b is the actual steering angle when a considerable time has elapsed since the previous turning command was stopped, and thus can be regarded as the stop steering angle after the previous turning command was stopped. . Therefore, e is the error of the stop steering angle with respect to the command steering angle. After that, different processing is performed according to the sign of the steering angle difference d1 saved by the processing shown in step n31 of FIG. When d1 is positive, that is, when the steering was performed from the steering side to the rudder side last time, the error e is positive (this indicates that the rudder is moved to the range shown after the turning command is stopped in the example shown in FIG. 3). In this case, D OFF is narrowed by 0.1 ° (n42 → n43 → n44). Conversely, if the error e is negative (this corresponds to the fact that the steering stops in the range shown in the example shown in FIG. 3), D OFF is increased by 0.1 ° (n45). If the error e is 0, D OFF is not adjusted. When the previous steering direction was from the rudder side to the steering side direction, when the error e was positive (this indicates that the rudder was moved to the range indicated by the turning command being stopped in the example shown in FIG. 2). This corresponds to stopping.) D OFF is increased by 0.1 ° (n46 → n47), and conversely, the error e is negative (this means that FIG.
Corresponds to the stop of the rudder in the range shown in the example shown in FIG. ), D OFF is narrowed by 0.1 ° (n48).
If the error e is 0, D OFF is not adjusted.

【0022】上述した実施例では、転舵指令を停止した
後の停止舵角と指令舵角との通常の差より小さい固定値
0.1°を順次加減算してDOFF を調整する例であった
が、前記停止舵角と指令舵角との差分だけDOFF を調整
してもよい。その場合の調整手順をフローチャートとし
て図12に示す。まず、最新の実舵角bと前回の指令舵
角a1との差eを求める(n51)。ここで実舵角bは
前回の転舵指令停止後の停止舵角、eは指令舵角に対す
る停止舵角の誤差である。その後、前回の転舵による舵
角差d1が正、即ち前回取舵側から面舵側方向へ転舵が
行われた場合、DOFF を誤差e分だけ狭くする(n52
→n53)。逆に、前回の転舵方向が面舵側から取舵側
方向であった場合、DOFF をe分だけ広くする(n5
4)。このことを図6をもとに説明すれば、図6の
(A)に示すように、停止舵角bと指令舵角a1との差
e分だけDOFF を狭くすることによって、(B)に示す
ように行き過ぎ量をDOFF に等しくし、次の転舵の際の
誤差eを0とすることができる。
In the above-described embodiment, D OFF is adjusted by sequentially adding or subtracting a fixed value of 0.1 ° smaller than the normal difference between the stop steering angle after the turning command is stopped and the command steering angle. However, D OFF may be adjusted by the difference between the stop steering angle and the command steering angle. The adjustment procedure in that case is shown in FIG. 12 as a flowchart. First, a difference e between the latest actual steering angle b and the previous command steering angle a1 is determined (n51). Here, the actual steering angle b is the stop steering angle after the previous turning command stop, and e is the error of the stop steering angle with respect to the command steering angle. Thereafter, when the steering angle difference d1 due to the previous steering is positive, that is, when the steering is performed from the previous steering side to the rudder side, D OFF is narrowed by the error e (n52).
→ n53). Conversely, if the previous turning direction was from the rudder side to the steering side, D OFF is increased by e (n5).
4). This will be described with reference to FIG. 6. As shown in FIG. 6A, by reducing D OFF by the difference e between the stop steering angle b and the command steering angle a1, (B) As shown in (2), the overshoot amount is made equal to D OFF , and the error e at the time of the next steering can be set to zero.

【0023】なお、上述の実施例では指令舵角を中心と
して面舵側および取舵側に同一幅の舵不感帯を設けた
が、面舵側と取舵側とでそれぞれ別に舵不感帯幅を調整
するようにしてもよい。
In the above embodiment, the steering dead zone having the same width is provided on the rudder side and the steering side with the command steering angle as a center. However, the steering dead zone width is separately adjusted on the rudder side and the steering side. Is also good.

【0024】また、実施例では、転舵指令を停止してか
ら充分な時間が経過した後に舵の停止舵角を検出するた
めに、転舵指令を発生すべき時点の実舵角を前回の転舵
指令停止後の停止舵角として求めるようにしたが、舵の
動きを短時間周期で読み取って、舵が停止したときの舵
角を停止舵角として直接検出するようにしてもよい。
Also, in the embodiment, in order to detect the steering stop angle of the rudder after a sufficient time has elapsed since the turning command was stopped, the actual steering angle at the time when the turning command should be generated is determined by the previous steering angle. Although the steering angle is obtained as the stop steering angle after the turning command is stopped, the movement of the rudder may be read in a short period, and the steering angle when the steering stops may be directly detected as the stop steering angle.

【0025】[0025]

【発明の効果】この発明によれば、オートパイロット装
置の装備時における舵不感帯幅の調整作業が不要とな
り、しかも最適な舵不感帯幅の設定が可能となる。特に
請求項2に係るオートパイロット装置によれば、転舵指
令が与えられて舵が停止するごとに転舵指令停止用舵不
感帯幅が少しづつ自動調整されることになるため、短期
間における舵の停止舵角のばらつきによる影響を受けな
い。また、請求項3に係るオートパイロット装置によれ
ば、舵の停止舵角と指令舵角との差分の量だけ舵不感帯
幅が調整されるため、一度の自動調整により舵不感帯幅
の自動調整が完了する。この自動調整機能により、船の
直進性が向上し、燃費、所要時間、舵切頻度等を改善す
ることができる。
According to the present invention, it is not necessary to adjust the steering dead zone width when the autopilot device is equipped, and it is possible to set the optimum steering dead zone width. In particular, according to the autopilot device according to the second aspect, each time the steering command is given and the rudder stops, the steering dead zone width for turning command stop is automatically adjusted little by little. Is not affected by the variation of the stop rudder angle. Further, according to the autopilot device according to the third aspect, since the rudder dead band width is adjusted by the amount of the difference between the stop steering angle of the rudder and the command rudder angle, the automatic adjustment of the rudder dead band width can be performed by one automatic adjustment. Complete. With this automatic adjustment function, the straightness of the ship is improved, and the fuel efficiency, required time, steering frequency, and the like can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】一般的なオートパイロット装置の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a general autopilot device.

【図2】舵不感帯幅と行き過ぎ量との関係を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a steering dead zone width and an overshoot amount.

【図3】舵不感帯幅と行き過ぎ量との関係を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a steering dead zone width and an overshoot amount.

【図4】偏角、指令舵角、転舵指令および実舵角の変化
などの関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a deviation, a command steering angle, a turning command, a change in an actual steering angle, and the like.

【図5】この考案の実施例による指令舵角と実舵角との
変化の例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a change between a command steering angle and an actual steering angle according to the embodiment of the present invention.

【図6】図5におけるA部分およびB部分の部分拡大図
である。
6 is a partially enlarged view of a portion A and a portion B in FIG.

【図7】図5と対比して示す従来のオートパイロット装
置による指令舵角と実舵角との変化の例を示す図であ
る。
7 is a diagram showing an example of a change between a command steering angle and an actual steering angle by a conventional autopilot device shown in comparison with FIG.

【図8】実施例に係るオートパイロット装置の構成を示
すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of an autopilot device according to the embodiment.

【図9】図8に示すオートパイロット装置の処理手順を
示すフローチャートである。
9 is a flowchart showing a processing procedure of the autopilot device shown in FIG.

【図10】図8に示すオートパイロット装置の処理手順
を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure of the autopilot device shown in FIG.

【図11】図10に示すステップn21の処理手順を示
すフローチャートである。
11 is a flowchart showing a processing procedure of step n21 shown in FIG.

【図12】図10に示すステップn21の他の処理手順
を示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing another processing procedure of step n21 shown in FIG. 10;

【図13】舵不感帯幅と行き過ぎ量との関係を示す図で
ある。
FIG. 13 is a diagram showing a relationship between a steering dead zone width and an overshoot amount.

【図14】舵不感帯幅と行き過ぎ量との関係を示す図で
ある。
FIG. 14 is a diagram showing a relationship between a steering dead zone width and an overshoot amount.

【図15】舵不感帯幅と行き過ぎ量との関係を示す図で
ある。
FIG. 15 is a diagram showing a relationship between a steering dead zone width and an overshoot amount.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−4698(JP,A) 特開 平5−112296(JP,A) 特開 平4−135999(JP,A) 特開 平1−141198(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B63H 25/04 G05B 13/02 G05D 3/00 G05D 3/12 305 G05F 15/20 G09B 9/06 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-62-4698 (JP, A) JP-A-5-112296 (JP, A) JP-A-4-135999 (JP, A) JP-A-1- 141198 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B63H 25/04 G05B 13/02 G05D 3/00 G05D 3/12 305 G05F 15/20 G09B 9/06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 船首方位と設定針路との差を偏角として
求めるとともに、少なくとも前記偏角から指令舵角を求
める指令舵角生成手段と、指令舵角を中心として面舵方
向および取舵方向に一定幅の転舵指令停止用舵不感帯を
設定し、実際の舵角を検出するとともに、実際の舵角が
前記転舵指令停止用舵不感帯外にあるとき指令舵角方向
へ転舵指令を与え、舵角が前記転舵指令停止用舵不感帯
外から該転舵指令停止用舵不感帯内に入ったとき前記転
舵指令を停止し、実際の舵角が指令舵角になるように舵
取機を制御する舵取制御手段とを備えたオートパイロッ
ト装置において、 前記転舵指令を停止した後の舵の停止舵角が指令舵角に
達しないとき、前記転舵指令停止用舵不感帯幅を所定量
だけ狭くし、前記舵の停止舵角が指令舵角を超えると
き、前記転舵指令停止用舵不感帯幅を所定量だけ広くす
る舵不感帯幅調整手段を設けたことを特徴とするオート
パイロット装置。
1. A command steering angle generating means for obtaining a difference between a heading direction and a set course as a declination, and obtaining a command steering angle from at least the declination; and a constant in a rudder direction and a steering direction with the command steering angle as a center. A steering command stop steering dead zone of width is set, and the actual steering angle is detected, and a steering command is given in the command steering angle direction when the actual steering angle is outside the steering command stop steering dead zone, When the steering angle enters the steering command stop rudder dead zone from outside the steering command stop rudder dead zone, the steering command is stopped, and the steering gear is controlled so that the actual steering angle becomes the command steering angle. An auto-pilot device having a steering control means for controlling, when the stop steering angle of the rudder after stopping the steering command does not reach the command steering angle, the steering command stop steering dead zone width is set to a predetermined amount. Only when the stop rudder angle of the rudder exceeds the commanded rudder angle Autopilot apparatus characterized in that a steering dead zone width adjusting means to widen the turning command for stopping the steering dead-band width by a predetermined amount.
【請求項2】 前記所定量を、前記舵の停止舵角と指令
舵角との差より小さい値に設定する請求項1記載のオー
トパイロット装置。
2. The autopilot device according to claim 1, wherein the predetermined amount is set to a value smaller than a difference between a stop steering angle and a command steering angle of the rudder.
【請求項3】 前記所定量を、前記舵の停止舵角と指令
舵角との差に設定する請求項1記載のオートパイロット
装置。
3. The autopilot device according to claim 1, wherein the predetermined amount is set to a difference between a stop steering angle and a command steering angle of the rudder.
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