JPH05131976A - フアジイ制御式フインスタビライザ - Google Patents
フアジイ制御式フインスタビライザInfo
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- JPH05131976A JPH05131976A JP3326513A JP32651391A JPH05131976A JP H05131976 A JPH05131976 A JP H05131976A JP 3326513 A JP3326513 A JP 3326513A JP 32651391 A JP32651391 A JP 32651391A JP H05131976 A JPH05131976 A JP H05131976A
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 船体の動揺角速度の増加する方向にフィンの
操作が行なわれる際に同フィンの制御量を極小とするよ
うな制御特性を有するファジィ演算部を設けて、制御特
性の改善をはかる。 【構成】 動揺角検出器１と、動揺角速度検出器２と、
検出器３と検出器１〜３からの検出信号に基づきフィン
駆動装置へ制御信号を送る制御系とをそなえ、同制御系
が、動揺角検出器１からの検出信号φおよび動揺角加速
度検出器２,３からの検出信号に関して加算を行なう加
算回路と、同加算回路からの出力信号についてファジィ
積集合への変換を行なう第１のルール前件部と、動揺角
速度検出器２からの検出信号に関してファジィ積集合へ
の変換を行なう第２のルール前件部と、第１および第２
のルール前件部からの出力信号に基づきフィン駆動装置
への制御信号のためのファジィ積集合を評価するファジ
ィ推論部と、ルール後件部７eとで構成される。
操作が行なわれる際に同フィンの制御量を極小とするよ
うな制御特性を有するファジィ演算部を設けて、制御特
性の改善をはかる。 【構成】 動揺角検出器１と、動揺角速度検出器２と、
検出器３と検出器１〜３からの検出信号に基づきフィン
駆動装置へ制御信号を送る制御系とをそなえ、同制御系
が、動揺角検出器１からの検出信号φおよび動揺角加速
度検出器２,３からの検出信号に関して加算を行なう加
算回路と、同加算回路からの出力信号についてファジィ
積集合への変換を行なう第１のルール前件部と、動揺角
速度検出器２からの検出信号に関してファジィ積集合へ
の変換を行なう第２のルール前件部と、第１および第２
のルール前件部からの出力信号に基づきフィン駆動装置
への制御信号のためのファジィ積集合を評価するファジ
ィ推論部と、ルール後件部７eとで構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、船舶のフィンスタビラ
イザに関し、特に制御系にファジィ推論部をそなえるこ
とにより、その制御特性を改良したファジィ制御式フィ
ンスタビライザに関する。
イザに関し、特に制御系にファジィ推論部をそなえるこ
とにより、その制御特性を改良したファジィ制御式フィ
ンスタビライザに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のフィンスタビライザは、船体に装
備されたフィンと、同フィンのフィン角を調整しうるフ
ィン駆動装置とから構成されており、さらに船体の動揺
角を検出しうる動揺角検出器と、船体の動揺角速度を検
出しうる動揺角速度検出器と、これら検出器からの検出
信号に基づき上記フィン駆動装置へ制御信号を送る制御
系をそなえている。
備されたフィンと、同フィンのフィン角を調整しうるフ
ィン駆動装置とから構成されており、さらに船体の動揺
角を検出しうる動揺角検出器と、船体の動揺角速度を検
出しうる動揺角速度検出器と、これら検出器からの検出
信号に基づき上記フィン駆動装置へ制御信号を送る制御
系をそなえている。
【０００３】上記制御系には、図４（制御ブロック図）
に示すように、上記動揺角検出器からの出力信号（動揺
角度信号）φと、上記動揺角速度検出器からの出力信号
（動揺角度信号）ｄφ／ｄｔとが入力される。そして、
動揺角度信号φは増幅器４により適当なゲインｋ1が乗
じられてＫ1φとなり、また動揺角速度信号ｄφ／ｄｔ
は２つの信号に分岐され、一方の信号は増幅器５により
適当なゲインＫ2が乗じられてＫ2ｄφ／ｄｔとなり、も
う一方の信号は微分器３により動揺角加速度信号ｄ2φ
／ｄｔ2に変換されたのち増幅器６により適当にゲイン
Ｋ3が乗じられてＫ3ｄ2φ／ｄｔ2となる。
に示すように、上記動揺角検出器からの出力信号（動揺
角度信号）φと、上記動揺角速度検出器からの出力信号
（動揺角度信号）ｄφ／ｄｔとが入力される。そして、
動揺角度信号φは増幅器４により適当なゲインｋ1が乗
じられてＫ1φとなり、また動揺角速度信号ｄφ／ｄｔ
は２つの信号に分岐され、一方の信号は増幅器５により
適当なゲインＫ2が乗じられてＫ2ｄφ／ｄｔとなり、も
う一方の信号は微分器３により動揺角加速度信号ｄ2φ
／ｄｔ2に変換されたのち増幅器６により適当にゲイン
Ｋ3が乗じられてＫ3ｄ2φ／ｄｔ2となる。
【０００４】さらに、加算器12において３つの増幅器
４，５，６からの出力信号Ｋ1φ，Ｋ2ｄφ／ｄｔ，Ｋ3
ｄ2φ／ｄｔ2の逆符号の和−（Ｋ1φ＋Ｋ2ｄφ／ｄｔ＋
Ｋ3ｄ2φ／ｄｔ2）が演算され、これが上記の制御信号
としてのフィン角操作量αとしてフィン駆動装置へ送ら
れる。
４，５，６からの出力信号Ｋ1φ，Ｋ2ｄφ／ｄｔ，Ｋ3
ｄ2φ／ｄｔ2の逆符号の和−（Ｋ1φ＋Ｋ2ｄφ／ｄｔ＋
Ｋ3ｄ2φ／ｄｔ2）が演算され、これが上記の制御信号
としてのフィン角操作量αとしてフィン駆動装置へ送ら
れる。
【０００５】さて、フィンスタビライザは、図５に示す
ように船８の前進中にフィン９に水流がぶつかるとフィ
ン角操作量αによってローリングモーメントＭf10を発
生させ、ローリング角度φとローリング角速度ｄφ／ｄ
ｔとを減少させるように作動するものであるが、上記の
制御系によれば、フィン角操作量αは、３つの増幅器か
らの出力信号Ｋ1φ，Ｋ2ｄφ／ｄｔ，Ｋ3ｄ2φ／ｄｔ2
を加えて符号を逆転させた信号であるから、定常波中で
は図６に示すように、一定波の角振動数ωによって回転
するベクトルαで表すことができ、このベクトルαは一
定の大きさとなり、複素平面上ではベクトルαの軌跡15
は円を描くことになる。
ように船８の前進中にフィン９に水流がぶつかるとフィ
ン角操作量αによってローリングモーメントＭf10を発
生させ、ローリング角度φとローリング角速度ｄφ／ｄ
ｔとを減少させるように作動するものであるが、上記の
制御系によれば、フィン角操作量αは、３つの増幅器か
らの出力信号Ｋ1φ，Ｋ2ｄφ／ｄｔ，Ｋ3ｄ2φ／ｄｔ2
を加えて符号を逆転させた信号であるから、定常波中で
は図６に示すように、一定波の角振動数ωによって回転
するベクトルαで表すことができ、このベクトルαは一
定の大きさとなり、複素平面上ではベクトルαの軌跡15
は円を描くことになる。
【０００６】なお、図６中のθは、動揺角速度信号ｄφ
／ｄｔに関する信号のベクトルＫ2ｄφ／ｄｔに対する
フィン角操作量ベクトルαの遅れ角を表しており、この
遅れ角θは上記の動揺角信号に関する信号のベクトルＫ
1φと、動揺角加速度信号に関する信号のベクトルＫ3ｄ
2φ／ｄｔ2との和Ｋ1φ＋Ｋ3ｄ2φ／ｄｔ2の大きさがベ
クトルＫ2ｄφ／ｄｔの大きさに比べて大きい程大きく
なる。そして遅れ角θは定常波中では一定であり、Ｋ1
φ＋Ｋ3ｄ2φ／ｄｔ2，Ｋ2ｄφ／ｄｔ，αの各ベクトル
は、複素平面上で定常波の角振動数ωによって同期して
回転するので、αの実部のベクトルとＫ1φ＋Ｋ3ｄ2φ
／ｄｔ2の実部のベクトルとが反対の向きになるときの
αの範囲は図７中に示す斜線部の領域を与えることにな
る。
／ｄｔに関する信号のベクトルＫ2ｄφ／ｄｔに対する
フィン角操作量ベクトルαの遅れ角を表しており、この
遅れ角θは上記の動揺角信号に関する信号のベクトルＫ
1φと、動揺角加速度信号に関する信号のベクトルＫ3ｄ
2φ／ｄｔ2との和Ｋ1φ＋Ｋ3ｄ2φ／ｄｔ2の大きさがベ
クトルＫ2ｄφ／ｄｔの大きさに比べて大きい程大きく
なる。そして遅れ角θは定常波中では一定であり、Ｋ1
φ＋Ｋ3ｄ2φ／ｄｔ2，Ｋ2ｄφ／ｄｔ，αの各ベクトル
は、複素平面上で定常波の角振動数ωによって同期して
回転するので、αの実部のベクトルとＫ1φ＋Ｋ3ｄ2φ
／ｄｔ2の実部のベクトルとが反対の向きになるときの
αの範囲は図７中に示す斜線部の領域を与えることにな
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うな従来のフィンスタビライザでは、図７に示す斜線部
の領域にフィン角操作量ベクトルαが入っている状態に
あるときは、動揺角速度信号に関するベクトルＫ2ｄφ
／ｄｔの実部のベクトルの方向とαの実部のベクトルの
方向とが同一となるため、動揺角速度信号を増加させる
方向にフィンが操作されることになるという不具合を生
じる。
うな従来のフィンスタビライザでは、図７に示す斜線部
の領域にフィン角操作量ベクトルαが入っている状態に
あるときは、動揺角速度信号に関するベクトルＫ2ｄφ
／ｄｔの実部のベクトルの方向とαの実部のベクトルの
方向とが同一となるため、動揺角速度信号を増加させる
方向にフィンが操作されることになるという不具合を生
じる。
【０００８】すなわち、通常フィンスタビライザによっ
て船体の姿勢制御を行なう場合には、増幅器４における
ゲインＫ1を高く設定してＫ1φを大きくし、できるだけ
動揺角φが小さくなるようにする必要があるが、その場
合には遅れθが増大してしまうので、かえって動揺角速
度ｄφ／ｄｔを増加させることになり、結果として動揺
角φが大きくなってしまうのである。
て船体の姿勢制御を行なう場合には、増幅器４における
ゲインＫ1を高く設定してＫ1φを大きくし、できるだけ
動揺角φが小さくなるようにする必要があるが、その場
合には遅れθが増大してしまうので、かえって動揺角速
度ｄφ／ｄｔを増加させることになり、結果として動揺
角φが大きくなってしまうのである。
【０００９】本発明は、このような問題点の解決をはか
ろうとするもので、フィンスタビライザの制御系をファ
ジィ制御式にすることにより、船体の動揺角速度の増加
する方向にフィンの操作が行なわれる際には、同フィン
の制御量（フィン角操作量）が極小となるようにして、
船体の動揺角度をより低減できるようにした、ファジィ
制御式フィンスタビライザを提供することを目的とす
る。
ろうとするもので、フィンスタビライザの制御系をファ
ジィ制御式にすることにより、船体の動揺角速度の増加
する方向にフィンの操作が行なわれる際には、同フィン
の制御量（フィン角操作量）が極小となるようにして、
船体の動揺角度をより低減できるようにした、ファジィ
制御式フィンスタビライザを提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明のファジィ制御式フィンスタビライザは、船
体の動揺を軽減すべく同船体に装備されたフィンと、同
フィンのフィン角を調整しうるフィン駆動装置とからな
るフィンスタビライザにおいて、船体の動揺角を検出し
うる動揺角検出器と、船体の動揺角速度を検出しうる動
揺角速度検出器と、船体の動揺角加速度を検出しうる動
揺角加速度検出器と、これらの検出器からの検出信号に
基づき上記フィン駆動装置へ制御信号を送る制御系とを
そなえ、同制御系が、上記動揺角検出器からの検出信号
および上記動揺角加速度検出器からの検出信号に基づき
両信号に関して加算を行なう加算回路と、同加算回路か
らの出力信号についてファジィ積集合への変換を行なう
第１のルール前件部と、上記動揺角速度検出器からの検
出信号に関してファジィ積集合への変換を行なう第２の
ルール前件部と、上記の第１および第２のルール前件部
からの出力信号に基づき上記フィン駆動装置への制御信
号のためのファジィ積集合を推論表によって評価するフ
ァジィ推論部と、同ファジィ推論部からの出力信号を非
ファジィ化して上記制御信号を演算するルール後件部と
で構成されて、上記ファジィ推論部が、船体の動揺角速
度の増加する方向に上記フィンの操作の行なわれる際
に、同フィンの制御量を極小にしうる制御特性を有して
いることを特徴としている。
め、本発明のファジィ制御式フィンスタビライザは、船
体の動揺を軽減すべく同船体に装備されたフィンと、同
フィンのフィン角を調整しうるフィン駆動装置とからな
るフィンスタビライザにおいて、船体の動揺角を検出し
うる動揺角検出器と、船体の動揺角速度を検出しうる動
揺角速度検出器と、船体の動揺角加速度を検出しうる動
揺角加速度検出器と、これらの検出器からの検出信号に
基づき上記フィン駆動装置へ制御信号を送る制御系とを
そなえ、同制御系が、上記動揺角検出器からの検出信号
および上記動揺角加速度検出器からの検出信号に基づき
両信号に関して加算を行なう加算回路と、同加算回路か
らの出力信号についてファジィ積集合への変換を行なう
第１のルール前件部と、上記動揺角速度検出器からの検
出信号に関してファジィ積集合への変換を行なう第２の
ルール前件部と、上記の第１および第２のルール前件部
からの出力信号に基づき上記フィン駆動装置への制御信
号のためのファジィ積集合を推論表によって評価するフ
ァジィ推論部と、同ファジィ推論部からの出力信号を非
ファジィ化して上記制御信号を演算するルール後件部と
で構成されて、上記ファジィ推論部が、船体の動揺角速
度の増加する方向に上記フィンの操作の行なわれる際
に、同フィンの制御量を極小にしうる制御特性を有して
いることを特徴としている。
【００１１】
【作用】前述の本発明のファジィ制御式フィンスタビラ
イザでは、フィンスタビライザの制御系に適当な制御特
性を実現するためのファジィ推論表を有するファジィ推
論部等からなるファジィ演算部が設けられているので、
船体の動揺角速度の増加する方向にフィンの操作が行な
われる際には、同フィンの制御量（フィン角操作量）を
極小とする作用が行なわれる。
イザでは、フィンスタビライザの制御系に適当な制御特
性を実現するためのファジィ推論表を有するファジィ推
論部等からなるファジィ演算部が設けられているので、
船体の動揺角速度の増加する方向にフィンの操作が行な
われる際には、同フィンの制御量（フィン角操作量）を
極小とする作用が行なわれる。
【００１２】
【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
ファジィ制御式フィンスタビライザについて説明する
と、図１はその制御ブロック図、図２はそのフィン角操
作量ベクトルの複素平面上での特性図、図３はそのファ
ジィ推論表である。
ファジィ制御式フィンスタビライザについて説明する
と、図１はその制御ブロック図、図２はそのフィン角操
作量ベクトルの複素平面上での特性図、図３はそのファ
ジィ推論表である。
【００１３】本実施例のファジィ制御式フィンスタビラ
イザは、従来と同様、船体の動揺を軽減すべく船体にフ
ィンをそなえるとともに、同フィンのフィン角を調整し
うるフィン駆動装置（アクチュエーター等）をそなえて
いる。そして、図１に示すように、本実施例のフィンス
タビライザは、船体の動揺角を検出しうる動揺角検出器
１と、船体の動揺角速度を検出しうる動揺角速度検出器
２と、同動揺角速度検出器２からの検出信号に基づいて
船体の動揺角加速度信号を送出しうる微分回路３と、こ
れらの検出器１，２からの検出信号および微分回路３か
らの出力信号に基づき、上記フィン駆動装置へ制御信号
を送る制御系をそなえている。
イザは、従来と同様、船体の動揺を軽減すべく船体にフ
ィンをそなえるとともに、同フィンのフィン角を調整し
うるフィン駆動装置（アクチュエーター等）をそなえて
いる。そして、図１に示すように、本実施例のフィンス
タビライザは、船体の動揺角を検出しうる動揺角検出器
１と、船体の動揺角速度を検出しうる動揺角速度検出器
２と、同動揺角速度検出器２からの検出信号に基づいて
船体の動揺角加速度信号を送出しうる微分回路３と、こ
れらの検出器１，２からの検出信号および微分回路３か
らの出力信号に基づき、上記フィン駆動装置へ制御信号
を送る制御系をそなえている。
【００１４】なお、本実施例における動揺角加速度検出
器は動揺角速度検出器２と微分回路３とから構成されて
いるが、この動揺角加速度検出器を専用のセンサで構成
することもできる。またセンサとしては動揺角速度検出
器のみを設け、動揺角は動揺角速度信号を積分器で積分
を行なうことにより検出し、動揺角加速度は前記と同様
に動揺角速度信号を微分器で微分を行なうことにより検
出するように構成することもでき、この場合、積分器ま
たは微分器を含めたものが、動揺角検出器または動揺角
加速度検出器を構成する。
器は動揺角速度検出器２と微分回路３とから構成されて
いるが、この動揺角加速度検出器を専用のセンサで構成
することもできる。またセンサとしては動揺角速度検出
器のみを設け、動揺角は動揺角速度信号を積分器で積分
を行なうことにより検出し、動揺角加速度は前記と同様
に動揺角速度信号を微分器で微分を行なうことにより検
出するように構成することもでき、この場合、積分器ま
たは微分器を含めたものが、動揺角検出器または動揺角
加速度検出器を構成する。
【００１５】上記制御系は動揺角検出器１からの検出信
号φにゲインＫ1を乗ずる増幅器４と、動揺角速度検出
器２からの検出信号ｄφ／ｄｔにゲインＫ2を乗ずる増
幅器５と、上記の検出信号ｄφ／ｄｔを時間微分して動
揺角加速度信号ｄ2φ／ｄｔ2に変換する微分回路３から
の出力信号ｄ2φ／ｄｔ2にゲインＫ3を乗ずる増幅器６
とをそなえるとともに、増幅器４からの出力信号Ｋ1φ、
増幅器５からの出力信号Ｋ2ｄφ／ｄｔおよび増幅器６
からの出力信号Ｋ3ｄ2φ/ｄｔ2を受けて上記フィン駆動
装置の制御信号としてのフィン角操作量αを演算出力す
るファジィ演算部７をそなえている。
号φにゲインＫ1を乗ずる増幅器４と、動揺角速度検出
器２からの検出信号ｄφ／ｄｔにゲインＫ2を乗ずる増
幅器５と、上記の検出信号ｄφ／ｄｔを時間微分して動
揺角加速度信号ｄ2φ／ｄｔ2に変換する微分回路３から
の出力信号ｄ2φ／ｄｔ2にゲインＫ3を乗ずる増幅器６
とをそなえるとともに、増幅器４からの出力信号Ｋ1φ、
増幅器５からの出力信号Ｋ2ｄφ／ｄｔおよび増幅器６
からの出力信号Ｋ3ｄ2φ/ｄｔ2を受けて上記フィン駆動
装置の制御信号としてのフィン角操作量αを演算出力す
るファジィ演算部７をそなえている。
【００１６】ファジィ演算部７は、増幅器４からの出力
信号Ｋ1φと増幅器６からの出力信号Ｋ3ｄ2φ/ｄｔ2と
を加算する加算回路７aと、同加算回路７aからの出力信
号Ｋ1φ＋Ｋ3ｄ2φ/ｄｔ2をファジィ積集合に変換する
第１のルール前件部７bと、増幅器５からの出力信号Ｋ2
ｄφ／ｄｔをファジィ積集合に変換する第２のルール前
件部７cとをそなえるとともに、第１のルール前件部７b
および第２のルール前件部７cからの出力信号に基づい
てフィン角操作量αのファジィ積集合を推論表（図３参
照）によって評価導出するファジィ推論部７dと、同フ
ァジィ推論部７dからの出力信号を非ファジィ化してフ
ィン角操作量αを演算するルール後件部７eとをそなえ
ている。
信号Ｋ1φと増幅器６からの出力信号Ｋ3ｄ2φ/ｄｔ2と
を加算する加算回路７aと、同加算回路７aからの出力信
号Ｋ1φ＋Ｋ3ｄ2φ/ｄｔ2をファジィ積集合に変換する
第１のルール前件部７bと、増幅器５からの出力信号Ｋ2
ｄφ／ｄｔをファジィ積集合に変換する第２のルール前
件部７cとをそなえるとともに、第１のルール前件部７b
および第２のルール前件部７cからの出力信号に基づい
てフィン角操作量αのファジィ積集合を推論表（図３参
照）によって評価導出するファジィ推論部７dと、同フ
ァジィ推論部７dからの出力信号を非ファジィ化してフ
ィン角操作量αを演算するルール後件部７eとをそなえ
ている。
【００１７】ところで、上記の第１のルール前件部７b
および第２のルール前件部７cでは、大，中，小の３段
階あるいはそれ以上の段階（例えば大，中の大，中，中
の小，小等）の要素に、入力信号に対して点数評価が行
なわれる。 また、ファジィ推論部７dでは、ルール前
件部７b,７cからの入力に対して評価マトリックス（推
論表）に対応する部分評価点をつける演算が行なわれ
る。例えば、第１のルール前件部７bから信号Ｋ1φ＋Ｋ
3ｄ2φ／ｄｔ2について［−大]40点、［−中］10点、
［０］40点、［中］10点、［大］０点と出力され、第２
のルール前件部７cから信号Ｋ2ｄφ／ｄｔについて［−
大］０点、［−中]10点、[０]80点、［中］20点、［大］
０点と出力されるときを考えると、ファジィ推論部７d
からの出力信号は５×５のマトリックス［Ｍ］として次
式が与えられる。
および第２のルール前件部７cでは、大，中，小の３段
階あるいはそれ以上の段階（例えば大，中の大，中，中
の小，小等）の要素に、入力信号に対して点数評価が行
なわれる。 また、ファジィ推論部７dでは、ルール前
件部７b,７cからの入力に対して評価マトリックス（推
論表）に対応する部分評価点をつける演算が行なわれ
る。例えば、第１のルール前件部７bから信号Ｋ1φ＋Ｋ
3ｄ2φ／ｄｔ2について［−大]40点、［−中］10点、
［０］40点、［中］10点、［大］０点と出力され、第２
のルール前件部７cから信号Ｋ2ｄφ／ｄｔについて［−
大］０点、［−中]10点、[０]80点、［中］20点、［大］
０点と出力されるときを考えると、ファジィ推論部７d
からの出力信号は５×５のマトリックス［Ｍ］として次
式が与えられる。
【数１】 Ｇ：ゲイン すなわち一般に第１および第２のルール前件部７b,７c
での演算をＦ1，Ｆ2とすれば、次式のように記述するこ
とができる。
での演算をＦ1，Ｆ2とすれば、次式のように記述するこ
とができる。
【数２】［Ｍ］＝Ｇ［Ｆ2（Ｋ2ｄφ／ｄｔ）］［Ｆ
1（Ｋ1φ＋Ｋ2ｄ2φ／ｄｔ2）］ さらに、ルール後件部７eではファジィ推論部７dから出
力されるマトリックス信号［Ｍ］を評価マトリックス
（推論表）と対比し、フィン角操作量αの大，中，０，
−中，−大それぞれの点数を加算集計し、点数の大きい
部分を尊重した重心計算によってフィン角操作量αの決
定が行なわれる。例えば上記の加算集計の結果が［−
大］90点、［−中］60点、［０］20点、［中］５点、
［大］０点となったときは、ゲインＧ'として、次式の
ような演算が行なわれる。
1（Ｋ1φ＋Ｋ2ｄ2φ／ｄｔ2）］ さらに、ルール後件部７eではファジィ推論部７dから出
力されるマトリックス信号［Ｍ］を評価マトリックス
（推論表）と対比し、フィン角操作量αの大，中，０，
−中，−大それぞれの点数を加算集計し、点数の大きい
部分を尊重した重心計算によってフィン角操作量αの決
定が行なわれる。例えば上記の加算集計の結果が［−
大］90点、［−中］60点、［０］20点、［中］５点、
［大］０点となったときは、ゲインＧ'として、次式の
ような演算が行なわれる。
【数３】
【００１８】そして、ファジィ推論部７dに設けられた
推論表は図２中のフィン角操作量ベクトルαについての
軌跡11aのような特性、すなわち動揺角速度信号ｄφ／
ｄｔを増加させる方向にフィンが操作される際（図７斜
線の領域）には、制御信号としてのフィン操作量を極小
にするような特性を有するように、例えば図３に示すよ
うな５×５のマトリックスから構成されている。
推論表は図２中のフィン角操作量ベクトルαについての
軌跡11aのような特性、すなわち動揺角速度信号ｄφ／
ｄｔを増加させる方向にフィンが操作される際（図７斜
線の領域）には、制御信号としてのフィン操作量を極小
にするような特性を有するように、例えば図３に示すよ
うな５×５のマトリックスから構成されている。
【００１９】本実施例のファジィ制御式フィンスタビラ
イザは、以上のように構成されているので、船体の姿勢
制御を行なう際に動揺角を減ずる目的で動揺角信号φに
対するゲインＫ1を高く設定しても、動揺角速度信号ｄ
φ／ｄｔを増加させる方向にフィンが操作される際に
は、フィンの操作量αは極小となっているため、従来上
記の際に問題となっていた動揺を逆にあおる等の不具合
はなくなり、姿勢制御性能を向上させることができる。
また、本実施例は従来の制御にファジィ制御が組合わさ
れているので、不規則波中でも安定したフィン角操作量
αが得られるようになり、図２に示すようなフィン角操
作量ベクトルαの軌跡11が非線形な曲がり部11aを設定
されているにもかかわらずハンチング等の不安定現象が
発生しないという利点が得られる。
イザは、以上のように構成されているので、船体の姿勢
制御を行なう際に動揺角を減ずる目的で動揺角信号φに
対するゲインＫ1を高く設定しても、動揺角速度信号ｄ
φ／ｄｔを増加させる方向にフィンが操作される際に
は、フィンの操作量αは極小となっているため、従来上
記の際に問題となっていた動揺を逆にあおる等の不具合
はなくなり、姿勢制御性能を向上させることができる。
また、本実施例は従来の制御にファジィ制御が組合わさ
れているので、不規則波中でも安定したフィン角操作量
αが得られるようになり、図２に示すようなフィン角操
作量ベクトルαの軌跡11が非線形な曲がり部11aを設定
されているにもかかわらずハンチング等の不安定現象が
発生しないという利点が得られる。
【００２０】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明のファジ
ィ制御式フィンスタビライザによれば、船体の動揺角速
度の増加する方向にフィンの操作が行なわれる際には、
同フィンの制御量が極小となるような制御特性を有した
制御系が設けられているので、船体が動揺中に傾斜状態
から中立付近に復帰する途中からフィンの制御量として
のフィン角操作量が極小となり、従来の動揺角速度を増
加させる方向に上記フィンを操作するためその勢いで反
対側に大きく揺れてしまうという問題が解決され、確実
な船体姿勢制御が行なわれるようになる。また、ファジ
ィ制御が一般に外乱に強くかつ安定性が高いという特長
を有しているため、フィン角操作量ベクトルの軌跡に非
線形部分があるために生ずる不安定現象や、不規則に対
して発生するフィン角操作量の演算の不安定さを防止で
きるという利点が得られる。
ィ制御式フィンスタビライザによれば、船体の動揺角速
度の増加する方向にフィンの操作が行なわれる際には、
同フィンの制御量が極小となるような制御特性を有した
制御系が設けられているので、船体が動揺中に傾斜状態
から中立付近に復帰する途中からフィンの制御量として
のフィン角操作量が極小となり、従来の動揺角速度を増
加させる方向に上記フィンを操作するためその勢いで反
対側に大きく揺れてしまうという問題が解決され、確実
な船体姿勢制御が行なわれるようになる。また、ファジ
ィ制御が一般に外乱に強くかつ安定性が高いという特長
を有しているため、フィン角操作量ベクトルの軌跡に非
線形部分があるために生ずる不安定現象や、不規則に対
して発生するフィン角操作量の演算の不安定さを防止で
きるという利点が得られる。
【図１】本発明の一実施例としてのファジィ制御式フィ
ンスタビライザの制御ブロック図である。
ンスタビライザの制御ブロック図である。
【図２】図１のファジィ制御式フィンスタビライザにお
けるフィン角操作量ベクトルの特性図である。
けるフィン角操作量ベクトルの特性図である。
【図３】図１のファジィ制御式フィンスタビライザに係
るファジィ推論表である。
るファジィ推論表である。
【図４】従来のフィンスタビライザの制御ブロック図で
ある。
ある。
【図５】(a)はフィンスタビライザを有する船体の正面
図であり、(b)はその側面図である。
図であり、(b)はその側面図である。
【図６】従来のフィンスタビライザのフィン角操作量ベ
クトルの特性図である。
クトルの特性図である。
【図７】図６の要部を斜線で示した特性図である。
１ 動揺角検出器 ２ 動揺角速度検出器 ３ 微分回路 ４,５,６ 増幅器 ７ ファジィ演算部 ７a 加算回路 ７b 第１のルール前件部 ７c 第２のルール前件部 ７d ファジィ推論部 ７e ルール後件部 11a 軌跡 φ 動揺角信号 ｄφ／ｄｔ 動揺角速度信号 ｄ2φ/ｄｔ2 動揺角加速度信号 α フィン角操作量
Claims (1)
- 【請求項１】 船体の動揺を軽減すべく同船体に装備さ
れたフィンと、同フィンのフィン角を調整しうるフィン
駆動装置とからなるフィンスタビライザにおいて、船体
の動揺角を検出しうる動揺角検出器と、船体の動揺角速
度を検出しうる動揺角速度検出器と、船体の動揺角加速
度を検出しうる動揺角加速度検出器と、これらの検出器
からの検出信号に基づき上記フィン駆動装置へ制御信号
を送る制御系とをそなえ、同制御系が、上記動揺角検出
器からの検出信号および上記動揺角加速度検出器からの
検出信号に基づき両信号に関して加算を行なう加算回路
と、同加算回路からの出力信号についてファジィ積集合
への変換を行なう第１のルール前件部と、上記動揺角速
度検出器からの検出信号に関してファジィ積集合への変
換を行なう第２のルール前件部と、上記の第１および第
２のルール前件部からの出力信号に基づき上記フィン駆
動装置への制御信号のためのファジィ積集合を推論表に
よって評価するファジィ推論部と、同ファジィ推論部か
らの出力信号を非ファジィ化して上記制御信号を演算す
るルール後件部とで構成されて、上記ファジィ推論部
が、船体の動揺角速度の増加する方向に上記フィンの操
作の行なわれる際に、同フィンの制御量を極小にしうる
制御特性を有していることを特徴とする、ファジィ制御
式フィンスタビライザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3326513A JP2915658B2 (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | ファジィ制御式フィンスタビライザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3326513A JP2915658B2 (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | ファジィ制御式フィンスタビライザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05131976A true JPH05131976A (ja) | 1993-05-28 |
| JP2915658B2 JP2915658B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=18188673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3326513A Expired - Lifetime JP2915658B2 (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | ファジィ制御式フィンスタビライザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2915658B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101859147A (zh) * | 2010-06-11 | 2010-10-13 | 哈尔滨工程大学 | 船舶航向智能协调控制方法 |
| KR101434228B1 (ko) * | 2012-12-20 | 2014-08-27 | 임선우 | 요트의 퍼지추론형 자동항해방법 |
| CN106585915A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-04-26 | 哈尔滨工程大学 | 基于鳍与翼鳍矢量控制的船舶减横摇系统双环控制方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7263942B1 (en) | 2006-07-28 | 2007-09-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Fin stabilizer for vessel and control method and control program therefor |
| CN107247413A (zh) * | 2017-06-27 | 2017-10-13 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于模糊控制法的高速三体船减纵摇控制方法 |
-
1991
- 1991-11-14 JP JP3326513A patent/JP2915658B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101859147A (zh) * | 2010-06-11 | 2010-10-13 | 哈尔滨工程大学 | 船舶航向智能协调控制方法 |
| KR101434228B1 (ko) * | 2012-12-20 | 2014-08-27 | 임선우 | 요트의 퍼지추론형 자동항해방법 |
| CN106585915A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-04-26 | 哈尔滨工程大学 | 基于鳍与翼鳍矢量控制的船舶减横摇系统双环控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2915658B2 (ja) | 1999-07-05 |
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