JPH04122296U - Marine fin stabilizer control device - Google Patents
Marine fin stabilizer control deviceInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本考案は、船舶に使用されるフィンスタビラ
イザの制御装置に関するもので、特に荒天下において船
舶が大波浪を受けて大きく傾斜した場合にも確実に船体
を復元させて安定よく船体姿勢制御を行なえるようにし
たものである。
【構成】 船体の両側に対をなして装着された水中翼1
と同水中翼1の翼角を調整しうる翼角調整機構4とをそ
なえたフィンスタビライザにおいて、船体の横傾斜角を
検出しうる第1センサ2aと船体の横傾斜角速度を検出
しうる第2センサ2bとをそなえるとともに、これら第
1センサ2aおよび第2センサ2bからの検出信号に基
づいて翼角調整機構4へ制御信号を出力しうる翼角制御
系3をそなえ、同翼角制御系3に、所定の船体横傾斜角
φO以上において第1センサ2aからの検出信号に重み
を付与しうる重み付与系が設けられている。これによ
り、荒天時に船体が大傾斜した場合にも、水中翼が的確
に働いて船体を安定よく復元できるようになり、高い安
全性が確保されるようになる。
(57) [Abstract] [Purpose] The present invention relates to a control device for a fin stabilizer used on a ship, which ensures that the ship's hull can be properly restored even when the ship is hit by large waves and tilts significantly, especially in rough weather. This makes it possible to control the ship's attitude in a stable manner. [Configuration] Hydrofoils 1 installed in pairs on both sides of the hull
and a blade angle adjustment mechanism 4 capable of adjusting the blade angle of the hydrofoil 1, a first sensor 2a capable of detecting the heel angle of the hull and a second sensor capable of detecting the heel angular velocity of the hull. The blade angle control system 3 includes a sensor 2b and a blade angle control system 3 capable of outputting a control signal to the blade angle adjustment mechanism 4 based on detection signals from the first sensor 2a and the second sensor 2b. A weighting system is provided that can weight the detection signal from the first sensor 2a at a predetermined hull heel angle φ O or more. As a result, even if the ship's hull tilts significantly during rough weather, the hydrofoils will work accurately to restore the ship's shape in a stable manner, ensuring a high level of safety.
Description
【0001】0001
本考案は、船舶に使用されるフィンスタビライザの制御装置に関し、特に荒天 下において船体の横傾斜角が大きくなっても安定よく船体を復元できるようにし た舶用フィンスタビライザ制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for fin stabilizers used on ships, especially in rough weather. Even if the angle of heel of the hull becomes large at the bottom, the hull can be restored stably. The present invention relates to a marine fin stabilizer control device.
【0002】0002
従来の舶用フィンスタビライザ制御装置では、船体の両側に対をなして装着さ れた水中翼の翼角の制御は図3(制御ダイヤグラム)に示すように行なわれる。 つまり、横傾斜角速度センサで検出された船体の横揺れ角速度(横傾斜角速度) 信号dφ/dtが翼角制御系に入力され、上記検出信号dφ/dtがPID等の 制御方式に対応するように、同信号dφ/dtを比例項とする制御信号Uに演算 処理される。そしてこの制御信号Uが上記水中翼の翼角を調整しうる翼角調整機 構に出力されて同翼角の制御が行なわれるのである。 Conventional marine fin stabilizer control devices are installed in pairs on both sides of the hull. The blade angle of the hydrofoil is controlled as shown in FIG. 3 (control diagram). In other words, the hull's roll angular velocity (heel angular velocity) detected by the heel angular velocity sensor The signal dφ/dt is input to the blade angle control system, and the detection signal dφ/dt is input to the PID etc. In order to correspond to the control method, the same signal dφ/dt is calculated as the control signal U as a proportional term. It is processed. This control signal U is a blade angle adjustment machine that can adjust the blade angle of the hydrofoil. The blade angle is controlled by the output to the system.
【0003】0003
ところで、前述のような従来の舶用フィンスタビライザ制御装置を用いると、 荒天下の大波高中をフィンスタビライザを有した高速艇等の船舶が航走した場合 、フィンスタビライザの能力を超えた波浪外乱を船体が受けると、フィンスタビ ライザを有しているにもかかわらず船体は大きく傾斜してしまう。このとき船体 は復元力で自然に元の水平な状態に戻ろうとするが、従来の舶用フィンスタビラ イザ制御装置では横傾斜角速度を比例項とする制御方式になっているため、この ようなフィンスタビライザは、上記の傾いた船体の復元力を打消す方向に逆に作 用し、船体の傾斜した状態を保持しようとするので、船体が、長い間、傾いたま まとなって危険になるという問題点がある。 By the way, when using the conventional marine fin stabilizer control device as described above, When a vessel such as a high-speed boat equipped with fin stabilizers sails through large waves in rough weather. , when the hull is subjected to wave disturbances that exceed the fin stabilizer's ability, the fin stabilizer Despite having risers, the hull tilts significantly. At this time the hull will naturally try to return to its original horizontal state with its restoring force, but conventional marine fin stabilizers Since the iser control device uses a control method that uses the side tilt angular velocity as a proportional term, this The fin stabilizer is designed to counteract the above-mentioned restoring force of the tilted hull. The hull will remain tilted for a long period of time. The problem is that they can become dangerous together.
【0004】 本考案は、このような問題点を解決しようとするもので、従来の船体傾斜角速 度信号を用いたPID制御方式における積分項の代わりに、横傾斜角センサによ る検出信号を用いるとともに、翼角制御系において所定の傾斜角以上では傾斜角 が大きくなるのに伴い、上記検出信号に乗じるゲインを大きくして、荒天時にフ ィンスタビライザの能力を越えて船体が傾いた場合には、フィンスタビライザの 水中翼が船体の復元力と同方向に揚力を発生できるようにして、安定よく船体姿 勢制御を行なえるようにした、舶用フィンスタビライザ制御装置を提供すること を目的とする。0004 The present invention attempts to solve these problems by Instead of the integral term in the PID control method using angle signals, a lateral tilt angle sensor is used. In addition, the blade angle control system uses a detection signal that As the value increases, the gain multiplied by the above detection signal will be increased to prevent the flash from occurring during stormy weather. If the hull tilts beyond the capacity of the fin stabilizers, The hydrofoils generate lift in the same direction as the restoring force of the hull, creating a stable hull shape. To provide a marine fin stabilizer control device that can perform force control. With the goal.
【0005】[0005]
上述の目的を達成するため、本考案の舶用フィンスタビライザ制御装置は、船 体の両側に対をなして装着された水中翼と、同水中翼の翼角を調整しうる翼角調 整機構とをそなえたフィンスタビライザにおいて、船体の横傾斜角を検出しうる 第1センサと船体の横傾斜角速度を検出しうる第2センサとをそなえるとともに 、これら第1センサおよび第2センサからの検出信号に基づいて上記翼角調整機 構へ制御信号を出力しうる翼角制御系をそなえ、同翼角制御系に、所定の船体横 傾斜角以上において上記第1センサからの検出信号に重みを付与しうる重み付与 系が設けられたことを特徴としている。 In order to achieve the above-mentioned purpose, the marine fin stabilizer control device of the present invention is Hydrofoils are attached to both sides of the body in pairs, and the wing angle adjuster allows you to adjust the wing angle of the hydrofoils. A fin stabilizer equipped with an adjustment mechanism can detect the ship's heel angle. A first sensor and a second sensor capable of detecting the heel angular velocity of the hull, and , the blade angle adjuster based on the detection signals from the first sensor and the second sensor. The blade angle control system is equipped with a blade angle control system that can output control signals to the hull structure. Weighting that can weight the detection signal from the first sensor at an angle of inclination or higher It is characterized by the fact that it has a system.
【0006】 すなわち、従来の制御装置のPID方式における積分項の代わりに横傾斜角セ ンサの検出信号を用い、その信号に乗じるゲインを、横傾斜角信号の大きさがあ る一定値以上になれば、大きくするようにして、フィンスタビライザの能力を越 えて船体が傾き、復元力で船体が水平に戻ろうとした時も、フィンスタビライザ の水中翼は上記復元力と同方向に揚力を発生し、船体の復元力を増す方向に働く ようにしたのである。[0006] In other words, instead of the integral term in the PID method of the conventional control device, the lateral tilt angle Using the detection signal of the sensor, the gain to be multiplied by that signal is calculated based on the magnitude of the lateral tilt angle signal. If it exceeds a certain value, increase it to exceed the fin stabilizer's ability. Even when the hull tilts and the restoring force tries to return it to the horizontal position, the fin stabilizer The hydrofoils generate lift in the same direction as the above-mentioned restoring force, working in the direction of increasing the restoring force of the hull. That's what I did.
【0007】[0007]
上述の本考案の舶用フィンスタビライザ制御装置では、船体横傾斜角センサの 検出信号が所定の船体横傾斜角以内の範囲にはあるときは、上記検出信号に乗じ るゲインを一定として、従来の船体横傾斜角速度を用いたPID方式のフィンス タビライザ制御装置と同様の作用が得られるとともに、大波浪等でフィンスタビ ライザの能力を越えるために上記検出信号が所定の船体横傾斜角以上となった場 合には、上記検出信号に乗じるゲインを大きくして、水中翼が船体の復元力と同 方向に揚力を発生できるような制御信号が翼角制御系から翼角調整機構に出力さ れる。 In the above-mentioned marine fin stabilizer control device of the present invention, the hull inclination angle sensor is When the detection signal is within the specified hull heel angle, the above detection signal is multiplied. PID method fins using conventional hull heel angular velocity with constant gain. In addition to providing the same effect as a stabilizer control device, it also provides fin stabilizer control in large waves, etc. If the above detection signal exceeds the predetermined hull heel angle because it exceeds the riser capability, In this case, increase the gain multiplied by the above detection signal so that the hydrofoil has the same restoring force as the hull. A control signal that can generate lift in the direction is output from the blade angle control system to the blade angle adjustment mechanism. It will be done.
【0008】 つまり、船体の横傾斜角が大きくなったときには、横傾斜角信号に重みを付与 して、船体の傾斜角がゼロになるように、水中翼の翼角が制御されるのである。[0008] In other words, when the heel angle of the hull becomes large, weight is added to the heel angle signal. As a result, the angle of the hydrofoil is controlled so that the angle of inclination of the hull becomes zero.
以下、図面により本考案の一実施例としての舶用フィンスタビライザ制御装置 について説明すると、図1はその概略図、図2はその制御ダイヤグラムである。 図1に示すように、本考案の舶用フィンスタビライザ制御装置では、船体の両 側に水中翼1が対をなして装着されるとともに、同水中翼1の翼角を調節しうる 翼角調節機構としての油圧駆動装置4がそなえられている。そして、船体の横傾 斜角φを検出しうる第1センサ2aと船体の横傾斜角速度dφ/dtを検出しう る第2センサ2bとが設けられ、これらの第1センサ2aおよび第2センサ2b からの各検出信号φおよびdφ/dtに基づいて油圧駆動装置4に制御信号を出 力する翼角制御系3がそなえられている。 さて、この翼角制御系3は図2に示すような演算を行なって横傾斜角速度信号 dφ/dtおよび横傾斜角信号φから翼角指令制御信号Uを生成する。すなわち 角速度信号dφ/dtを微分回路5aで微分した微分信号d(dφ/dt)/dt に回路5bで微分ゲインGDを乗じた信号GD・d(dφ/dt)/dtと、角速度 信号dφ/dtに回路6で比例ゲインGPを乗じた信号GP(dφ/dt)と、角度 信号φに回路7で積分ゲインGIを乗じた信号GIφとの和が翼角指令制御信号U となるのであり、[数1]式のように表される。Hereinafter, a marine fin stabilizer control device as an embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram thereof, and FIG. 2 is a control diagram thereof. As shown in FIG. 1, in the marine fin stabilizer control device of the present invention, hydrofoils 1 are installed in pairs on both sides of the hull, and a blade angle adjustment mechanism that can adjust the blade angle of the hydrofoils 1 is provided. A hydraulic drive device 4 is provided. A first sensor 2a capable of detecting the heel angle φ of the hull and a second sensor 2b capable of detecting the heel angular velocity dφ/dt of the hull are provided. A blade angle control system 3 is provided that outputs a control signal to the hydraulic drive device 4 based on the detection signals φ and dφ/dt. Now, this blade angle control system 3 performs calculations as shown in FIG. 2 to generate a blade angle command control signal U from the lateral inclination angular velocity signal dφ/dt and the lateral inclination angle signal φ. In other words, the differential signal d(dφ/dt)/dt obtained by differentiating the angular velocity signal dφ/dt by the differentiating circuit 5a is multiplied by the differential gain G D by the circuit 5b, and the signal G D ·d(dφ/dt)/dt and the angular velocity signal. The sum of the signal G P (dφ/dt) obtained by multiplying dφ/dt by the proportional gain G P in circuit 6 and the signal G I φ obtained by multiplying the angle signal φ by the integral gain G I in circuit 7 is the blade angle command control. This results in a signal U, which can be expressed as shown in the equation [Equation 1].
【数1】 U=GP(dφ/dt)+GIφ+GD・d(dφ/dt)/dt さらに、積分ゲインGIは、ゲイン決定回路8で次のように決定される。 GI=GO・a GO:積分ゲイン a:重み関数 そして、重み関数aとしては、例えば a=f(φ)=(φ―φ0)2+1 ただしφ<φ0ではa=1 のように設定され、具体的には、船体の横傾斜角φが所定の横傾斜角φ0(例え ば3°)よりも小(φ<φ0)の場合には重み関数aは1になって、GI=G0と なり、横傾斜角φが所定角度φ0以上(φ≧φ0)の場合には、重み関数aはGI= GO・f(φ)となる。 このような構成により、本実施例では船体の横傾斜角φが所定の横傾斜角φ0 よりも小さいときは、従来のPID制御による水中翼の翼角制御と同様の作用効 果が得られるとともに、荒天時等に船体が大きく傾いて横傾斜角φがφO以上に なった場合には、翼角制御系において、横傾斜角φに乗じるゲインGIを横傾斜 角φの大きさに応じて大きくとることにより、船体の復元力と同一方向に水中翼 1の揚力が発生するようになる。したがって、本実施例では船体が大きく傾くこ とは抑えられ、万が一大きく傾いた場合にも効率よく船体を復元させることがて きる。[Equation 1] U=G P (dφ/dt)+G I φ+G D ·d(dφ/dt)/dt Furthermore, the integral gain G I is determined by the gain determining circuit 8 as follows. G I =G O・a G O : Integral gain a: Weighting function And, as the weighting function a, for example, a=f(φ)=(φ−φ 0 ) 2 +1 However, when φ<φ 0 , a=1 Specifically, when the heel angle φ of the hull is smaller than the predetermined heel angle φ 0 (for example, 3°) (φ<φ 0 ), the weight function a becomes 1. , G I =G 0 , and when the lateral inclination angle φ is greater than or equal to the predetermined angle φ 0 (φ≧φ 0 ), the weighting function a becomes G I =G O ·f(φ). With such a configuration, in this embodiment, when the heel angle φ of the hull is smaller than the predetermined heel angle φ 0 , the same effect as the blade angle control of a hydrofoil using conventional PID control can be obtained, and , when the hull tilts significantly during rough weather, etc. and the heel angle φ exceeds φ O , the blade angle control system adjusts the gain G I that multiplies the heel angle φ according to the size of the heel angle φ. By setting a large value, the lift force of the hydrofoil 1 is generated in the same direction as the restoring force of the hull. Therefore, in this embodiment, the hull is prevented from tilting significantly, and even if it were to tilt significantly, the hull can be efficiently restored.
以上詳述したように、本考案の舶用フィンスタビライザ制御装置によれば、水 中翼の翼角制御を船体の横傾斜角が所定の横傾斜角よりも小さいときは、従来の 横傾斜角速度を比例項とするPID制御方式の制御が行なわれ、上記船体横傾斜 角が上記所定の角度以上になった場合には、横傾斜角信号に重みを付与する方式 で制御が行なわれるため、船体の姿勢制御が的確に行なわれるようになり、船体 の大傾斜が抑制されるとともに、荒天時の大波浪等により船体が大きく傾いた場 合には、水中翼の揚力が船体の復元力を加勢する方向に働くので、安全性が大幅 に向上するようになる効果がある。 As detailed above, according to the marine fin stabilizer control device of the present invention, When the heel angle of the hull is smaller than the predetermined heel angle, the wing angle control of the middle wing is performed using the conventional method. A PID control method is performed in which the heel angular velocity is a proportional term, and the ship's heel is A method that adds weight to the lateral inclination angle signal when the angle exceeds the predetermined angle mentioned above. Since the control is performed by In addition to suppressing the large heel of the ship, it also prevents the ship from tilting significantly due to large waves during rough weather. In this case, the lifting force of the hydrofoils acts in the direction of adding to the restoring force of the hull, greatly improving safety. It has the effect of improving.
【図1】本考案の一実施例としての舶用フィンスタビラ
イザ制御装置を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a marine fin stabilizer control device as an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示す舶用フィンスタビライザ制御装置の
制御ダイヤグラムである。FIG. 2 is a control diagram of the marine fin stabilizer control device shown in FIG. 1;
【図3】従来の舶用フィンスタビライザ制御装置の一例
としての制御ダイヤグラムである。FIG. 3 is a control diagram as an example of a conventional marine fin stabilizer control device.
1 水中翼 2a 横傾斜角を検出する第1センサ 2b 横傾斜角速度を検出する第2センサ 3 翼角制御系 4 油圧駆動装置 5a 微分回路 5b,6,7 増幅回路 8 ゲイン決定回路 1 Hydrofoil 2a First sensor that detects the lateral inclination angle 2b Second sensor that detects lateral inclination angular velocity 3 Blade angle control system 4 Hydraulic drive device 5a Differential circuit 5b, 6, 7 Amplifier circuit 8 Gain determination circuit
Claims (1)
翼と、同水中翼の翼角を調整しうる翼角調整機構とをそ
なえたフィンスタビライザにおいて、船体の横傾斜角を
検出しうる第1センサと船体の横傾斜角速度を検出しう
る第2センサとをそなえるとともに、これら第1センサ
および第2センサからの検出信号に基づいて上記翼角調
整機構へ制御信号を出力しうる翼角制御系をそなえ、同
翼角制御系に、所定の船体横傾斜角以上において上記第
1センサからの検出信号に重みを付与しうる重み付与系
が設けられたことを特徴とする、舶用フィンスタビライ
ザ制御装置。[Claim 1] A fin stabilizer that is equipped with hydrofoils installed in pairs on both sides of the hull and a wing angle adjustment mechanism that can adjust the wing angle of the hydrofoils, which detects the angle of inclination of the hull. A wing comprising a first sensor capable of detecting a tilt angular velocity of the hull and a second sensor capable of detecting a heel angular velocity of the hull, and capable of outputting a control signal to the wing angle adjustment mechanism based on detection signals from the first sensor and the second sensor. A marine fin, comprising a wing angle control system, and the wing angle control system is provided with a weighting system capable of weighting the detection signal from the first sensor at a ship body inclination angle of a predetermined angle or more. Stabilizer control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1991034754U JP2559070Y2 (en) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | Marine fin stabilizer controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1991034754U JP2559070Y2 (en) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | Marine fin stabilizer controller |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04122296U true JPH04122296U (en) | 1992-11-02 |
JP2559070Y2 JP2559070Y2 (en) | 1998-01-14 |
Family
ID=31917102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1991034754U Expired - Lifetime JP2559070Y2 (en) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | Marine fin stabilizer controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2559070Y2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5522318A (en) * | 1978-08-04 | 1980-02-18 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | Oxygen absorber |
JPS61241294A (en) * | 1985-04-17 | 1986-10-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Fin-stabilizer device for vessel |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP1991034754U patent/JP2559070Y2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5522318A (en) * | 1978-08-04 | 1980-02-18 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | Oxygen absorber |
JPS61241294A (en) * | 1985-04-17 | 1986-10-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Fin-stabilizer device for vessel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2559070Y2 (en) | 1998-01-14 |
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Legal Events
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A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970819 |
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