JPH0561160B2 - - Google Patents

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JPH0561160B2
JPH0561160B2 JP177186A JP177186A JPH0561160B2 JP H0561160 B2 JPH0561160 B2 JP H0561160B2 JP 177186 A JP177186 A JP 177186A JP 177186 A JP177186 A JP 177186A JP H0561160 B2 JPH0561160 B2 JP H0561160B2
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signal
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、船舶を自動的に斜航させるための制
御装置に関する。
〔従来の技術〕
一般に、サイドスラスタを有する船舶におい
て、第2図に示すように、船首方位とことなる方
位に航走角をもつように、横流れ角αを有するよ
うに斜航させる際には、船舶の乗員が、その勘や
経験により上記船舶の舵Rの舵角、サイドスラス
タTの推力およびプロペラPの推力をそれぞれ調
整しながら行なわれている。
一方、船舶の航行を自動制御する手段として
は、第3図のブロツク図に示すようなオートパイ
ロツト装置が考えられている。
つまり、ジヤイロコンパス1により船首方位φ
が検出され、この検出された船首方位φと予め設
定された指令船首方位φIとの差(φ−φI)が、加
算器2で算出され、この算出された差(φ−φI
の信号が係数器3に送られて、同係数器3内で差
(φ−φI)の値がゲインKPだけ乗ぜられる。
さらに、レートジヤイトまたは角度演算装置4
で算出された船体の回頭角速度φ・の信号が係数器
5内に送られて、同係数器5内で回頭角速度φ・の
値がゲインKDだけ乗ぜられる。
各係数器3,5で乗ぜられた値、KP(φ−φI
およびKDφ・はそれぞれ加算器6に送られて、両
値の差が算出され、この算出された差の信号が、
さらに、デツドバンド等の天候調整回路7および
舵角制限回路8を経ながら、最適な指令舵角信号
δ*が算出される。そして、この指令舵角信号δ*
基づいて船舶の操舵が自動的に行なわれる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述のような従来のオートパイロツト装置は、
主に風波などの外乱に起因する船首揺れを防止
し、常に指定方向に船首が向くように船舶の指令
舵角を与えるものである。
ところがこのような船首をある設定方位に保持
する制御ではサイドスラスタを考慮に入れておら
ず、通常、船舶の航走方向は船首方位にほぼ等し
くなる。つまり、船舶の航走方向と船首方位との
なす角である横流れ角は極めて小さく、船舶を斜
航させるように設定されていない。さらに、従来
のオートパイロツト装置ではこの横流れ角を直接
制御することはできない。
一方、港湾内などにおいては目標位置に接近す
る場合には、第2図に示すように船舶を直進させ
ずに、斜航させた方が、時間的にも短かく、ま
た、航行水域も小さくなり極めて有役である。
ところで、バウスラスタを有する船舶において
は、このバウスラスタ推力と舵角、プロペラ推力
を人手により調整しながら、船舶斜航させている
が、操作量が多いため、船舶の適切な斜航は極め
て困難である。
本発明は、上述の問題点の解決をはかろうとす
るもので、制御装置により自動的に斜航を行なえ
るようにした、船舶の斜航制御装置を提供するこ
とを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
このため本発明の船舶の斜航制御装置は、船首
部にサイドスラスタを有する船舶において、同船
舶の船速、航走角および船首方位をそれぞれ検出
する船速検出手段、航走角検出手段および船首方
位検出手段と、上記船舶の指令船速、指令横流れ
角および指令船首方位をそれぞれ設定して入力す
る指令船速設定部、指令横流れ角設定部および指
令船首方位設定部と、上記船速検出手段からの船
速検出信号と上記指令船速設定部からの指令船速
信号とに基づき上記船舶におけるプロペラの所要
回転数を演算して同プロペラのアクチユエータへ
指令信号を出力する指令プロペラ回転数演算部
と、上記航走角検出手段の航走角検出信号と上記
船首方位検出手段の船首方位検出信号とに基づき
上記船舶の横流れ角を算出する横流れ角算出部
と、同横流れ角算出部からの算出横流れ角信号と
上記指令横流れ角設定部からの指令横流れ角信号
とを比較して横流れ角差信号を出力する横流れ角
比較部と、上記船首方位検出手段からの船首方位
検出信号と上記指令船首方位設定部からの指令船
首方位信号とを比較して船首方位差信号を出力す
る船首方位比較部と、上記の横流れ角差信号と船
首方位角差信号とに基づき上記サイドスラスタに
おける所要のスラスタ翼角を演算して同サイドス
ラスタの翼角のアクチユエータへ指令信号を出力
する指令スラスタ翼角演算部と、上記の横流れ角
差信号と船首方位角差信号とに基づき上記船舶の
舵における所要の舵角を演算して同舵の操舵機へ
指令信号を出力する指令舵角演算部とをそなえて
構成されたことを特徴としている。
〔作用〕
上述の本発明の船舶の斜航制御装置では、船舶
の船船検出手段で検出された船速と設定された指
令船速とから、上記船速がより上記指令船速に近
づくように指令プロペラ回転数演算部で指令プロ
ペラ回転数が算出され指令信号がプロペラアクチ
ユエータに送られて同アクチユエータを制御す
る。各検出手段で検出されたえ上記船舶の航走角
と船首方位に基づいて横流れ角算出部で算出され
た横流れ角と、設定された指令横流れ角との差が
横流れ角比較部で算出され、船首方位検出手段で
検出された上記船首方位と設定された指令船首方
位との差が船首方位比較部で算出され、各比較部
で算出された算出信号は、ともに、指令舵角演算
部と指令サイドスラスタ翼角演算部とに送られて
指令舵角および指令サイドスラスタ翼角が算出さ
れ、その算出結果に基づく各指令信号が操舵機お
よびサイドスラスタ翼角アクチユエータに送られ
それぞれの駆動制御をする。
〔実施例〕
以下、図面により本発明の一実施例としての船
舶の斜航制御装置について説明すると、第1図は
そのブロツク図である。
図示するように、本装置の検出系としては、船
首方位検出手段としてのジヤイロコンパス20の
検出信号4が船首方位入力部9に入力されるよう
になつていて、船速検出手段および航走角検出手
段の一部としての船位計測装置21の検出信号
x,yが船位入力部10に入力されるようになつ
ている。
さらに、船位入力部10に入力された検出信号
x、yに基づいて船舶の航走角φ0を算出する航
走角検出手段の一部としての航走角演算部14
と、検出信号x、yに基づいて船舶の船速Vを算
出する船速検出手段の一部としての船速演算部1
5とが設けられている。
一方、設計系としては、船泊の指令船速VI
指令横流れ角βIおよび指令船首方位φIをそれぞれ
設定して装置の演算系に入力する、指令船速設定
部13、指令横流れ角設定部12および指令方位
設定部11がそれぞれ設けられている。
そして、船速演算部15が算出された船速Vと
指令船速設定部13から入力された指令船速VI
は加算器16dに送られて加算処理され、その差
(V−VI)が、指令プロペラ回転数演算部19に
送られて演算処理され指令プロペラ回転数NP *
得られるようになつている。
また、船首方位入力部9からの船首方位φの信
号と航走角演算部14で算出された航走角φ0
信号とが、横流れ角算出部16aに送られ、同横
流れ角算出部16aにおいて、φ、φ0の値の差
から横流れ角βが算出されるようになつている。
さらに、このようにして算出された横流れ角β
の信号と、指令横流れ角設定部12に設定された
指令横流れ角βIの信号とが横流れ角比較部16c
に送られて、同横流れ角比較部16cにおいて、
各角の差(β−βI)が算出されて、算出された値
(β−βI)の信号は、指令サイドスラスタ翼角演
算部18と指令舵角演算部17とに送られるよう
になつている。
また、船首方位φの信号と指令船首方位φIの信
号とが、船首方位比較部16bに送られ、同船首
方位比較部16bにおいて、各方位φ、φIの差
(φ−φI)が算出され、算出された値(φ−φI
の信号も、指令サイドスラスタ翼角演算部18と
指令舵角演算部17とに送られるようになつてい
る。
さらに、指令舵角演算部17で演算された指令
舵角δ*に基づいた指令信号が、図示しない船内の
操舵機に送られるようになつている。また、指令
サイドスラスタ翼角演算部18で算出された指令
サイドスラスタ翼角θS *に基づいた指令信号が図
示しないサイドスラスタの翼角アクチユエータに
送られるようになつている。
そして、指令プロペラ回転数演算部19で算出
された指令プロペラ回転数NP *に基づいた指令信
号が図示しないプロペラアクチユエータに送られ
るようになつている。
本発明の一実施例としての船舶の斜航制御装置
は上述のように構成されており、指令値VI、βI
φIを設定入力することにより各演算部14,1
5,17,18,19では、それぞれ入力信号に
基づいて次のようにして、各値が算出される。
船速演算部15では、時々刻々入力される船位
x、yの信号値に基づいて、次式の演算処理を行
なつて船速Vを得ている。
航走角演算部14では、時々入力される船位
x,yの信号値に基づいて、次式の演算処理を行
なつて航走角φ0を得ている。
φ0=tan-1(dy/dt/dx/dt) 次に、指令舵角演算部17では、入力された
(β−βI)および(φ−φI)の各信号値に基づい
て次式の演算処理を行なつて指令舵角δ*を得てい
る。
δ*=C1(β−βI)+C2(φ−φI) ただし、C1およびC2は定数 そして、指令サイドスラスタ翼角演算部18で
は、入力された(β−βI)および(φ−φI)の各
信号値に基づいて次式の演算処理を行なつて指令
サイドスラスタ翼角θS *を得ている。
θ*=C3(β−βI)+C4(φ−φI) ただし、C3およびC4は定数 さらに、指令プロペラ回転数演算部19では、
入力された(V−VI)の信号値に基づいて次式
の演算処理を行なつて指令プロペラ回転数NP *
得ている。
NP *=C5+C6(V−VI) ただし、C5およびC6は定数 上述の各演算処理は、いずれも実際の船舶の船
速V、横流れ角βおよび船首方位φが、対応する
それぞれの設定値VI、βI、φIにより近づくように
操作される。
そして、これらの演算処理によつて得られた、
指令舵角δ*、指令サイドスラスタ翼角θS *および
指令プロペラ回転数NP *のそれぞれに応じて、自
動的に操舵機、サイドスラスタの翼角アクチユエ
ータおよびプロペラアクチユエータがそれぞれ駆
動制御されて、ほぼ設定されたとおりに、船舶の
斜航を制御できるのである。
このため、港湾内などの狭隘な水域において極
めて機動性に富んだ船舶の航行が容易に行なわれ
るという効果が得られ、航行安全性および運航コ
スト面でも極めて有利となる。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明の船舶の斜航制御
装置によれば、船首部にサイドスラスタを有する
船舶において、同船舶の船速、航走角および船首
方位をそれぞれ検出する船速検出手段、航走角検
出手段および船首方位検出手段と、上記船舶の指
令船速、指令横流れ角および指令船首方位をそれ
ぞれ設定して入力する指令船速設定部、指令横流
れ角設定部および指令船首方位設定部と、上記船
速検出手段からの船速検出信号と上記指令船速設
定部からの指令船速信号とに基づき上記船舶の船
尾におけるプロペラの所要回転数を演算して同プ
ロペラのアクチユエータへ指令信号を出力する指
令プロペラ回転数演算部と、上記航走角検出手段
の航走角検出信号と上記船首方位検出手段の船首
方位検出信号とに基づき上記船舶の横流れ角を算
出する横流れ角算出部と、同横流れ角算出部から
の算出横流れ角信号と上記指令横流れ角設定部か
らの指令横流れ角信号とを比較して横流れ角差信
号を出力する横流れ角比較部と、上記船首方位検
出手段からの船首方位検出信号と上記指令船首方
位設定部からの指令船首方位信号とを比較して船
首方位差信号を出力する船首方位比較部と、上記
の横流れ角差信号と船首方位角差信号とに基づき
上記サイドスラスタにおける所要のスラスタ翼角
を演算して同サイドスラスタの翼角のアクチユエ
ータへ指令信号を出力する指令スラスタ翼角演算
部と、上記の横流れ角差信号と船首方位角差信号
とに基づき上記船舶の舵における所要の舵角を演
算して同舵の操舵機へ指令信号を出力する指令舵
角演算部とをそなえて構成されているので、自動
的に船舶を斜航制御でき、港湾内などの狭隘な水
域において極めて機動性に富んだ船舶の航行が行
なえ、航行安全性および運航コスト面でも極めて
有利なものとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例としての船舶の斜航
制御装置の構成を示すブロツク図であり、第2図
は船舶の斜航状態を模式的に示す平面図であり、
第3図は従来のオートパイロツト装置を示すブロ
ツク図である。 9……船首方位入力部、10……船位入力部、
11……指令方位設定部、12……指令横流れ角
設定部、13……指令船速設定部、14……航走
角検出手段の一部としての航走角演算部、15…
…船速検出手段の一部としての船速演算部、16
a……横流れ角算出部、16b……船首方位比較
部、16c……横流れ角比較部、16d……加算
器、17……指令舵角演算部、18……指令サイ
ドスラスタ翼角演算部、19……指令プロペラ回
転数演算部、20……ジヤイロコンパス、21…
…船速検出手段および航走角検出手段の一部とし
ての船位計測装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 船首部にサイドスラスタを有する船舶におい
    て、同船舶の船速、航走角および船首方位をそれ
    ぞれ検出する船速検出手段、航走角検出手段およ
    び船首方位検出手段と、上記船舶の指令船速、指
    令横流れ角および指令船首方位をそれぞれ設定し
    て入力する指令船速設定部、指令横流れ角設定部
    および指令船首方位設定部と、上記船速検出手段
    からの船速検出信号と上記指令船速設定部からの
    指令船速信号とに基づき上記船舶の船尾における
    プロペラの所要回転数を演算して同プロペラのア
    クチユエータへ指令信号を出力する指令プロペラ
    回転数演算部と、上記航走角検出手段の航走角検
    出信号と上記船首方位検出手段の船首方位検出信
    号とに基づき上記船舶の横流れ角を算出する横流
    れ角算出部と、同横流れ角算出部からの算出横流
    れ角信号と上記指令横流れ角設定部からの指令横
    流れ角信号とを比較して横流れ角差信号を出力す
    る横流れ角比較部と、上記船首方位検出手段から
    の船首方位検出信号と上記指令船首方位設定部か
    らの指令船首方位信号とを比較して船首方位差信
    号を出力する船首方位比較部と、上記の横流れ角
    差信号と船首方位角差信号とに基づき上記サイド
    スラスタにおける所要のスラスタ翼角を演算して
    同サイドスラスタの翼角アクチユエータへ指令信
    号を出力する指令スラスタ翼角演算部と、上記の
    横流れ角差信号と船首方位角差信号とに基づき上
    記船舶の舵における所要の舵角を演算して同舵の
    操舵機へ指令信号を出力する指令舵角演算部とを
    そなえて構成されたことを特徴とする、船舶の斜
    航制御装置。
JP177186A 1986-01-08 1986-01-08 船舶の斜航制御装置 Granted JPS62160994A (ja)

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JPS62160994A JPS62160994A (ja) 1987-07-16
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JPS62160994A (ja) 1987-07-16

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