JPH0578475B2 - - Google Patents
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- JPH0578475B2 JPH0578475B2 JP61136959A JP13695986A JPH0578475B2 JP H0578475 B2 JPH0578475 B2 JP H0578475B2 JP 61136959 A JP61136959 A JP 61136959A JP 13695986 A JP13695986 A JP 13695986A JP H0578475 B2 JPH0578475 B2 JP H0578475B2
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- rudder angle
- wind
- ship
- signal
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- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 50
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
＜産業上の利用分野＞
本発明は、舶用自動操舵装置に係り、特に船体
に当る風向や風速等の外乱に影響されない保針性
向上を果した舶用自動操舵装置に関する。
に当る風向や風速等の外乱に影響されない保針性
向上を果した舶用自動操舵装置に関する。
＜従来の技術＞
以下に従来の技術を第６図の従来の舶用自動操
舵装置のブロツク系統図を用いて説明する。
舵装置のブロツク系統図を用いて説明する。
第６図において、針路方位信号ψと設定コース
信号ψcとの偏差である針路偏差信号Δψは、減算
器１から比例演算部(P)２ａと積分演算部(l)２ｂと
微分演算部(D)２ｃと加算部２ｄとから成る(P)ID
演算制御部２に導かれる。比例演算部(P)２ａ、積
分演算部(l)２ｂ、微分演算部(D)２ｃでPID演算さ
れた針路偏差信号Δψは、加算器２ｄで加算され
命令舵角信号Ｕとなつて舵機３に導かれて舵機３
を動作させる。その結果、舵機３から実舵角信号
δが加算器４に送出される。ところが船体５には
風、波、潮流等の外乱が働いており、このため針
路方位は不規則な変動をする。この外乱の中で風
の占める部分は大きく、変動周期が長く、一般的
には定常外乱として取扱われる。そこでこの実際
の外乱の大きさと等価の舵角に置換えた信号δdを
加算器４に供給してこの加算器４で実舵角信号δ
に加算された上で船体５に供給して舵５ａを駆動
する。この結果、船体５は所定の回頭角速度（タ
ーンレート）ψで運航される。この船体の運航状
態はジヤイロコンパス６で測定され、針路方位信
号ψとして減算器１にフイードバツクされる。
信号ψcとの偏差である針路偏差信号Δψは、減算
器１から比例演算部(P)２ａと積分演算部(l)２ｂと
微分演算部(D)２ｃと加算部２ｄとから成る(P)ID
演算制御部２に導かれる。比例演算部(P)２ａ、積
分演算部(l)２ｂ、微分演算部(D)２ｃでPID演算さ
れた針路偏差信号Δψは、加算器２ｄで加算され
命令舵角信号Ｕとなつて舵機３に導かれて舵機３
を動作させる。その結果、舵機３から実舵角信号
δが加算器４に送出される。ところが船体５には
風、波、潮流等の外乱が働いており、このため針
路方位は不規則な変動をする。この外乱の中で風
の占める部分は大きく、変動周期が長く、一般的
には定常外乱として取扱われる。そこでこの実際
の外乱の大きさと等価の舵角に置換えた信号δdを
加算器４に供給してこの加算器４で実舵角信号δ
に加算された上で船体５に供給して舵５ａを駆動
する。この結果、船体５は所定の回頭角速度（タ
ーンレート）ψで運航される。この船体の運航状
態はジヤイロコンパス６で測定され、針路方位信
号ψとして減算器１にフイードバツクされる。
＜発明が解決しようとする問題点＞
ところでこの従来の舶用自動操舵装置において
は次のような問題がある。LPG船、LNG船、コ
ンテナ船等の水上構造物が大きな船では風圧面積
も大きくなり、風外乱が保針性に及ぼす影響は非
常に大きい。このため従来の技術にあつては、風
外乱による船体運動を、直接制御するのではな
く、針路偏差の積分制御という形で行なつてい
る。このために、風外乱の変化に即応できない。
即ち、定常外乱に抗するために積分制御を加えて
はいるが、積分の時定数は長く、船体５に対して
風向、風速が大きく影響する場合や船体５の針路
方位が変化した場合等においては、設定コースか
らの大きなズレや、設定コースに戻るまでには長
い時間を必要とする。このことは狭水道航行中に
おいては大きな危険がともなうこととなる。
は次のような問題がある。LPG船、LNG船、コ
ンテナ船等の水上構造物が大きな船では風圧面積
も大きくなり、風外乱が保針性に及ぼす影響は非
常に大きい。このため従来の技術にあつては、風
外乱による船体運動を、直接制御するのではな
く、針路偏差の積分制御という形で行なつてい
る。このために、風外乱の変化に即応できない。
即ち、定常外乱に抗するために積分制御を加えて
はいるが、積分の時定数は長く、船体５に対して
風向、風速が大きく影響する場合や船体５の針路
方位が変化した場合等においては、設定コースか
らの大きなズレや、設定コースに戻るまでには長
い時間を必要とする。このことは狭水道航行中に
おいては大きな危険がともなうこととなる。
本発明は、この従来技術の問題点に鑑みてなさ
れたものであつて、風の影響による船体運動を予
測することにより、これに抗するための的確な命
令舵角を演算して船体を操舵することが可能な舶
用自動操舵装置を提供することを目的とする。
れたものであつて、風の影響による船体運動を予
測することにより、これに抗するための的確な命
令舵角を演算して船体を操舵することが可能な舶
用自動操舵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＞
このような目的を達成するために、本発明は、
針路方位信号と設定コース信号との偏差である針
路偏差信号からPID演算制御部が得た命令舵角に
基づいて舵機を制御し、船舶を設定コースに沿つ
て運航制御する航用自動操舵装置において、 前記船舶の喫水及び船速と、この船舶が受ける
風の風向き及び風速に基づき、風による外乱等価
舵角を演算する等価舵角演算部と、 この等価舵角演算部が得た外乱等価舵角によつ
て前記PID演算制御部の命令舵角を補正し、前記
舵機に新命令舵角を出力する新命令舵角演算部
と、 を設け、前記新命令舵角によつて船舶を設定コー
スに沿つて運航制御することを特徴としている。
針路方位信号と設定コース信号との偏差である針
路偏差信号からPID演算制御部が得た命令舵角に
基づいて舵機を制御し、船舶を設定コースに沿つ
て運航制御する航用自動操舵装置において、 前記船舶の喫水及び船速と、この船舶が受ける
風の風向き及び風速に基づき、風による外乱等価
舵角を演算する等価舵角演算部と、 この等価舵角演算部が得た外乱等価舵角によつ
て前記PID演算制御部の命令舵角を補正し、前記
舵機に新命令舵角を出力する新命令舵角演算部
と、 を設け、前記新命令舵角によつて船舶を設定コー
スに沿つて運航制御することを特徴としている。
また、針路方位信号と設定コース信号との偏差
である針路偏差信号からPID演算制御部が得た命
令舵角に基づいて舵機を制御し、船舶を設定コー
スに沿つて運航制御する航用自動操舵装置におい
て、 前記船舶の喫水及び船速と、この船舶が受ける
風の風向き及び風速に基づき、風による外乱等価
舵角を演算する等価舵角演算部と、 この等価舵角演算部が得た外乱等価舵角に基づ
いて前記PID演算制御部の各ゲインを設定するゲ
イン制御信号を出力する制御ゲイン発信部と、 を設け、前記PID演算制御部が得た命令舵角によ
つて船舶を設定コースに沿つて運航制御すること
を特徴としている。
である針路偏差信号からPID演算制御部が得た命
令舵角に基づいて舵機を制御し、船舶を設定コー
スに沿つて運航制御する航用自動操舵装置におい
て、 前記船舶の喫水及び船速と、この船舶が受ける
風の風向き及び風速に基づき、風による外乱等価
舵角を演算する等価舵角演算部と、 この等価舵角演算部が得た外乱等価舵角に基づ
いて前記PID演算制御部の各ゲインを設定するゲ
イン制御信号を出力する制御ゲイン発信部と、 を設け、前記PID演算制御部が得た命令舵角によ
つて船舶を設定コースに沿つて運航制御すること
を特徴としている。
＜第１の発明の実施例＞
以下第１の発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。尚、以下の図面において第６図と重複
する部分は同一の番号・記号を用いてその説明は
省略する。
説明する。尚、以下の図面において第６図と重複
する部分は同一の番号・記号を用いてその説明は
省略する。
第１図は、第１の発明の具体的実施例を示す舶
用自動操舵装置のシステム系統図である。
用自動操舵装置のシステム系統図である。
第１図において、７は船体に働く風外乱即ち相
対風向Wdと相対風速Wfを計測する風向・風速
計、８は船速Vsを計測する船速計、９は載荷に
応じた水線上の船体側面積Asを計算するため船
体の喫水位置を計測する喫水計、１０はこれ等計
測値が導かれて風圧力（外乱）の等価舵角（δw）
を演算する等価舵角演算部である。この等価舵角
演算部の機能を第２図の保針中の船体運動図を用
いて説明する。第２図から風による船体５が得け
る横方向の力Ywと重心周りのモーメントNwは、 Yw＝（ρa／２）・As・Cy・Wd 2 …(1) Nw＝（ρa／２）・As・Ｌ・CN・Wd 2 …(2) で表される。但し、ρa：空気密度、Cy：風圧係
数、Ｌ：船長、CN：風圧モーメント係数とする。
この時、風圧係数Cy、風圧モーメント係数CNは
相対風向Wd及び水線上の船体構造物により決ま
る係数であり、水線上の船体側面積Asは船長Ｌ、
乾舷と水線上の構造物より計算される。従つて外
乱等価舵角（δw）は、 δw＝−ｆ(W)・（Wf／Vs）2 …(3) から演算される。ここでｆ(W)は、 ｆ(W)＝｛（NwY〓−YwN〓 ／（NδY〓−YδN〓）｝ …(4) とする。但し、Y〓：横流れによる横方向の対抗、
Ｙ：操舵による横方向の力、N〓：横流れによる
重心周りの抵抗モーメント、Nδ：操舵による重
心周りのモーメントとし、これ等夫々の値は船体
固有の構造により決定される値である。このよう
にして演算された外乱等価舵角δwが例えば加減算
回路等から成る新命令舵角演算部１１に出力され
る。新命令舵角演算部１１は等価舵角演算部１０
とPID演算制御部２が接続されて外乱等価舵角信
号δwに基づいて命令舵角信号Ｕを補正し、舵機３
にこの補正して得た新命令舵角信号UN1を出力す
る。
対風向Wdと相対風速Wfを計測する風向・風速
計、８は船速Vsを計測する船速計、９は載荷に
応じた水線上の船体側面積Asを計算するため船
体の喫水位置を計測する喫水計、１０はこれ等計
測値が導かれて風圧力（外乱）の等価舵角（δw）
を演算する等価舵角演算部である。この等価舵角
演算部の機能を第２図の保針中の船体運動図を用
いて説明する。第２図から風による船体５が得け
る横方向の力Ywと重心周りのモーメントNwは、 Yw＝（ρa／２）・As・Cy・Wd 2 …(1) Nw＝（ρa／２）・As・Ｌ・CN・Wd 2 …(2) で表される。但し、ρa：空気密度、Cy：風圧係
数、Ｌ：船長、CN：風圧モーメント係数とする。
この時、風圧係数Cy、風圧モーメント係数CNは
相対風向Wd及び水線上の船体構造物により決ま
る係数であり、水線上の船体側面積Asは船長Ｌ、
乾舷と水線上の構造物より計算される。従つて外
乱等価舵角（δw）は、 δw＝−ｆ(W)・（Wf／Vs）2 …(3) から演算される。ここでｆ(W)は、 ｆ(W)＝｛（NwY〓−YwN〓 ／（NδY〓−YδN〓）｝ …(4) とする。但し、Y〓：横流れによる横方向の対抗、
Ｙ：操舵による横方向の力、N〓：横流れによる
重心周りの抵抗モーメント、Nδ：操舵による重
心周りのモーメントとし、これ等夫々の値は船体
固有の構造により決定される値である。このよう
にして演算された外乱等価舵角δwが例えば加減算
回路等から成る新命令舵角演算部１１に出力され
る。新命令舵角演算部１１は等価舵角演算部１０
とPID演算制御部２が接続されて外乱等価舵角信
号δwに基づいて命令舵角信号Ｕを補正し、舵機３
にこの補正して得た新命令舵角信号UN1を出力す
る。
ところで減算器１乃至新命令舵角演算部１１ま
での間を例えばマイクロコンピユータを利用して
構成すると第３図のようなハードウエアブロツク
図で表すことができる。
での間を例えばマイクロコンピユータを利用して
構成すると第３図のようなハードウエアブロツク
図で表すことができる。
第３図において、ａは演算部（CPU）、ｂは演
算プログラムを記憶するリードオンリメモリ
（ROM）、ｃは各種演算に必要なデータを記憶す
るランダムアクセスメモリ（RAM）、ｄは設定
コース信号ψcを入力する設定コース入力インタ
ーフエイス（以下「Ｉ／Ｆ」という）、ｅは風
向・風速計７からの０〜360゜の相対風向検出値と
相対風速検出値を入力する風向・風速入力Ｉ／
Ｆ、ｆは船速計８からの船速（例えば−5kt〜＋
30kt）検出値を入力する船速入力Ｉ／Ｆ、ｇは喫
水計９からの喫水（例えば０〜10ｍ）検出値を入
力する喫水入力Ｉ／Ｆ、ｈは針路方位信号ψを入
力する方位入力Ｉ／Ｆ、ｉは新命令舵角信号UN1
を出力する舵角出力Ｉ／Ｆ、ｊは等価舵角演算に
必要な船体固有の諸係数等を記憶する不揮発メモ
リである。
算プログラムを記憶するリードオンリメモリ
（ROM）、ｃは各種演算に必要なデータを記憶す
るランダムアクセスメモリ（RAM）、ｄは設定
コース信号ψcを入力する設定コース入力インタ
ーフエイス（以下「Ｉ／Ｆ」という）、ｅは風
向・風速計７からの０〜360゜の相対風向検出値と
相対風速検出値を入力する風向・風速入力Ｉ／
Ｆ、ｆは船速計８からの船速（例えば−5kt〜＋
30kt）検出値を入力する船速入力Ｉ／Ｆ、ｇは喫
水計９からの喫水（例えば０〜10ｍ）検出値を入
力する喫水入力Ｉ／Ｆ、ｈは針路方位信号ψを入
力する方位入力Ｉ／Ｆ、ｉは新命令舵角信号UN1
を出力する舵角出力Ｉ／Ｆ、ｊは等価舵角演算に
必要な船体固有の諸係数等を記憶する不揮発メモ
リである。
第４図は第１の発明の舶用自動操舵装置の動作
を示すフローチヤートである。
を示すフローチヤートである。
第４図から、設定コース入力Ｉ／Ｆから読込ん
だ設定コース信号ψcと方位入力Ｉ／Ｆから読込
んだ針路方位信号ψとをもとにCPUで命令舵角
が演算され、その結果が一時RAMに記憶され
る。次に風向・風速入力Ｉ／Ｆに読込まれた相対
風向検出値Wd、相対風速検出値Wfと、船速入力
Ｉ／Ｆに読込まれた船速検出値Vsと、喫水入力
Ｉ／Ｆに読込まれた喫水検出値ｄとから(1)〜(4)式
に基づいて風外乱に抗するための外乱等価舵角の
演算が行なわれる。この後に先に演算されて一時
記憶された命令舵角が読出されて外乱等価舵角と
の間で演算されて新命令舵角信号UNが舵角出力
Ｉ／Ｆから舵機３に出力される。
だ設定コース信号ψcと方位入力Ｉ／Ｆから読込
んだ針路方位信号ψとをもとにCPUで命令舵角
が演算され、その結果が一時RAMに記憶され
る。次に風向・風速入力Ｉ／Ｆに読込まれた相対
風向検出値Wd、相対風速検出値Wfと、船速入力
Ｉ／Ｆに読込まれた船速検出値Vsと、喫水入力
Ｉ／Ｆに読込まれた喫水検出値ｄとから(1)〜(4)式
に基づいて風外乱に抗するための外乱等価舵角の
演算が行なわれる。この後に先に演算されて一時
記憶された命令舵角が読出されて外乱等価舵角と
の間で演算されて新命令舵角信号UNが舵角出力
Ｉ／Ｆから舵機３に出力される。
従つて、舵機３から出力される実舵角信号δ1に
含まれる風外乱に抗するための外乱等価舵角信号
δwは、風外乱による船体運動を等価舵角として演
算したものを符号反転したものであるから、実際
の外乱の大きさと等価の舵角に置換えた信号δdの
内風外乱の部分と相殺されるので、風外乱による
船体運動を押えた信号として舵５ａを駆動するこ
とができる。
含まれる風外乱に抗するための外乱等価舵角信号
δwは、風外乱による船体運動を等価舵角として演
算したものを符号反転したものであるから、実際
の外乱の大きさと等価の舵角に置換えた信号δdの
内風外乱の部分と相殺されるので、風外乱による
船体運動を押えた信号として舵５ａを駆動するこ
とができる。
ところで第１の発明は第１図の構成に限定され
るものではない。例えば、第１図に破線で示すよ
うに、船体５の運航上の外乱要素となる相対風
向、相対風速、船速及び喫水等の検出値に代つて
これに相当する手動設定値を手動設定入力部１２
を設けて等価舵角演算器１０に導いて上記したよ
うな演算を行なうように構成してもよい。更に
又、相対風向、相対風速、船速及び喫水等の検出
値と手動設定値とを同じく破線で示す切替部１３
を用いて必要に応じて切替えた上で等価舵角演算
器１０に導いて上記の演算を行なうように構成し
てもよい。要は舵機３から出力される実舵角信号
δ1に含まれる風外乱に抗するための外乱等価舵角
が、実際の外乱の大きさと等価の舵角に置換えた
信号δdの内風外乱の部分と相殺されて風外乱によ
る船体運動を押えた信号として舵５ａを駆動する
ことができるように構成されていればよい。尚、
このような入力時における構造に関しては次に述
べる第２の発明の入力においても同様である。
るものではない。例えば、第１図に破線で示すよ
うに、船体５の運航上の外乱要素となる相対風
向、相対風速、船速及び喫水等の検出値に代つて
これに相当する手動設定値を手動設定入力部１２
を設けて等価舵角演算器１０に導いて上記したよ
うな演算を行なうように構成してもよい。更に
又、相対風向、相対風速、船速及び喫水等の検出
値と手動設定値とを同じく破線で示す切替部１３
を用いて必要に応じて切替えた上で等価舵角演算
器１０に導いて上記の演算を行なうように構成し
てもよい。要は舵機３から出力される実舵角信号
δ1に含まれる風外乱に抗するための外乱等価舵角
が、実際の外乱の大きさと等価の舵角に置換えた
信号δdの内風外乱の部分と相殺されて風外乱によ
る船体運動を押えた信号として舵５ａを駆動する
ことができるように構成されていればよい。尚、
このような入力時における構造に関しては次に述
べる第２の発明の入力においても同様である。
＜第２の発明の実施例＞
風外乱に抗するための構成は、上記した第１の
発明に限定されるものではない。
発明に限定されるものではない。
以下第２の発明の実施例を第５図の第２の発明
の具体的実施例を示す舶用自動操舵装置のシステ
ム系統図に基づき詳細に説明する。尚、以下の図
面において第１図及び第６図と重複する部分は同
一の番号・記号を用いてその説明は省略する。
の具体的実施例を示す舶用自動操舵装置のシステ
ム系統図に基づき詳細に説明する。尚、以下の図
面において第１図及び第６図と重複する部分は同
一の番号・記号を用いてその説明は省略する。
一般に、船体後方から風を受ける場合は保針制
御システム全体としては不安定な方向に移行する
ため大きなヨーイングを発生しやすい。これを防
止するためには制御ゲインを大きくすればよい。
逆に船体前方から強い風を受ける場合は周期の短
いヨーイングが発生するので無駄舵を防止するた
めに制御ゲインを小さくすればよいことが分つて
いる。本発明の第２はこれに基づいて成される。
御システム全体としては不安定な方向に移行する
ため大きなヨーイングを発生しやすい。これを防
止するためには制御ゲインを大きくすればよい。
逆に船体前方から強い風を受ける場合は周期の短
いヨーイングが発生するので無駄舵を防止するた
めに制御ゲインを小さくすればよいことが分つて
いる。本発明の第２はこれに基づいて成される。
第５図において、２０はPID演算部の各演算機
能２０ａ，２０ｂ，２０ｃの各制御ゲインが制御
可能な構成のゲイン可変形PID演算制御部であ
る。１４はその入力として前記第１の発明で説明
したと同様の入力が導かれる外乱制御演算部であ
る。即ち、この外乱制御演算部１４は、船体の運
航上の外乱要素となる風向、風速・船速及び喫水
等の検出値又はこれに相当する手動設定値（前記
第１の発明のところで述べたように検出値又は手
動設定値［含切替値］）が導かれて外乱等価舵角
を演算する等価舵角演算部１０と、この等価舵角
演算器１０が接続されて外乱等価舵角に基づいて
ゲイン可変形PID演算制御部２０の角演算機能２
０ａ，２０ｂ，２０ｃの各制御ゲインKP，Kd，
Kiを制御するゲイン制御信号を発信する制御ゲイ
ン発信部１５とから成る。このように構成するこ
とで前記ゲイン制御信号にもとづいて制御された
ゲイン可変形PID演算制御部２０の各制御ゲイン
により命令舵角（UN2）が演算されて舵機３に出
力される。この時、ゲイン可変形PID演算制御部
２０においては、命令舵角は UN2＝ KPΔψ＋KdddtΔψ＋Ki∫Δψdt …(5) から夫々の各制御ゲインKP，Kd，Kiが適宜可変
されることで得られる。この各制御ゲインKP，
Kd，Kiの可変値は過去の経験値やシユミレーシ
ヨンから割当てられたりすることができる。
能２０ａ，２０ｂ，２０ｃの各制御ゲインが制御
可能な構成のゲイン可変形PID演算制御部であ
る。１４はその入力として前記第１の発明で説明
したと同様の入力が導かれる外乱制御演算部であ
る。即ち、この外乱制御演算部１４は、船体の運
航上の外乱要素となる風向、風速・船速及び喫水
等の検出値又はこれに相当する手動設定値（前記
第１の発明のところで述べたように検出値又は手
動設定値［含切替値］）が導かれて外乱等価舵角
を演算する等価舵角演算部１０と、この等価舵角
演算器１０が接続されて外乱等価舵角に基づいて
ゲイン可変形PID演算制御部２０の角演算機能２
０ａ，２０ｂ，２０ｃの各制御ゲインKP，Kd，
Kiを制御するゲイン制御信号を発信する制御ゲイ
ン発信部１５とから成る。このように構成するこ
とで前記ゲイン制御信号にもとづいて制御された
ゲイン可変形PID演算制御部２０の各制御ゲイン
により命令舵角（UN2）が演算されて舵機３に出
力される。この時、ゲイン可変形PID演算制御部
２０においては、命令舵角は UN2＝ KPΔψ＋KdddtΔψ＋Ki∫Δψdt …(5) から夫々の各制御ゲインKP，Kd，Kiが適宜可変
されることで得られる。この各制御ゲインKP，
Kd，Kiの可変値は過去の経験値やシユミレーシ
ヨンから割当てられたりすることができる。
このように構成しても第１の発明の時と同様に
風による外乱の影響を除去した操舵を行なうこと
ができる。
風による外乱の影響を除去した操舵を行なうこと
ができる。
＜発明の効果＞
以上、詳細に説明したように、特許請求の範囲
第１項記載の発明によれば、PID演算制御部の出
力する命令舵角を船舶の喫水及び船速と、この船
舶が受ける風向き及び風速とに基づいて得た外乱
等価舵角とによつて補正するようにしているた
め、船舶が風から受ける影響に即応でき、保針性
に優れ、特に狭水道航行時においてその効果は大
きい。
第１項記載の発明によれば、PID演算制御部の出
力する命令舵角を船舶の喫水及び船速と、この船
舶が受ける風向き及び風速とに基づいて得た外乱
等価舵角とによつて補正するようにしているた
め、船舶が風から受ける影響に即応でき、保針性
に優れ、特に狭水道航行時においてその効果は大
きい。
また、特許請求の範囲第２項記載の発明によれ
ば、PID演算制御部の各ゲインを外乱等価舵角に
基づいたゲイン制御信号で直接制御するようにし
ているため、第１項記載の発明に対し、更に、船
舶の航行が風外乱の変化に即応できるようになつ
ている。
ば、PID演算制御部の各ゲインを外乱等価舵角に
基づいたゲイン制御信号で直接制御するようにし
ているため、第１項記載の発明に対し、更に、船
舶の航行が風外乱の変化に即応できるようになつ
ている。
第１図は第１の発明の具体的実施例を示す船用
自動操舵装置のシステム系統図、第２図は保針中
の船体運動図、第３図は本発明のハードウエアブ
ロツク図、第４図は第１の発明の舶用自動操舵装
置の動作を示すフローチヤート、第５図は第２の
発明の具体的実施例を示す舶用自動操舵装置のシ
ステム系統図、第６図は従来の舶用自動操舵装置
のブロツク系統図である。 ２……PID演算制御部、３……舵機、５……船
体、６……ジヤイロコンパス、７……風向・風速
計、８……船速計、９……喫水計、１０……等価
舵角演算部、１１……新命令舵角演算部、１４…
…外乱制御演算部、２０……ゲイン可変形PID演
算制御部。
自動操舵装置のシステム系統図、第２図は保針中
の船体運動図、第３図は本発明のハードウエアブ
ロツク図、第４図は第１の発明の舶用自動操舵装
置の動作を示すフローチヤート、第５図は第２の
発明の具体的実施例を示す舶用自動操舵装置のシ
ステム系統図、第６図は従来の舶用自動操舵装置
のブロツク系統図である。 ２……PID演算制御部、３……舵機、５……船
体、６……ジヤイロコンパス、７……風向・風速
計、８……船速計、９……喫水計、１０……等価
舵角演算部、１１……新命令舵角演算部、１４…
…外乱制御演算部、２０……ゲイン可変形PID演
算制御部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 針路方位信号と設定コース信号との偏差であ
る針路偏差信号からPID演算制御部が得た命令舵
角に基づいて舵機を制御し、船舶を設定コースに
沿つて運航制御する航用自動操舵装置において、 前記船舶の喫水及び船速と、この船舶が受ける
風の風向き及び風速に基づき、風による外乱等価
舵角を演算する等価舵角演算部と、 この等価舵角演算部が得た外乱等価舵角によつ
て前記PID演算制御部の命令舵角を補正し、前記
舵機に新命令舵角を出力する新命令舵角演算部
と、 を設け、前記新命令舵角によつて船舶を設定コー
スに沿つて運航制御することを特徴とした舶用自
動操舵装置。 ２ 針路方位信号と設定コース信号との偏差であ
る針路偏差信号からPID演算制御部が得た命令舵
角に基づいて舵機を制御し、船舶を設定コースに
沿つて運航制御する航用自動操舵装置において、 前記船舶の喫水及び船速と、この船舶が受ける
風の風向き及び風速に基づき、風による外乱等価
舵角を演算する等価舵角演算部と、 この等価舵角演算部が得た外乱等価舵角に基づ
いて前記PID演算制御部の各ゲインを設定するゲ
イン制御信号を出力する制御ゲイン発信部と、 を設け、前記PID演算制御部が得た命令舵角によ
つて船舶を設定コースに沿つて運航制御すること
を特徴とした舶用自動操舵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61136959A JPS62292594A (ja) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | 舶用自動操舵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61136959A JPS62292594A (ja) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | 舶用自動操舵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62292594A JPS62292594A (ja) | 1987-12-19 |
| JPH0578475B2 true JPH0578475B2 (ja) | 1993-10-28 |
Family
ID=15187497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61136959A Granted JPS62292594A (ja) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | 舶用自動操舵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62292594A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5232500B2 (ja) * | 2008-02-28 | 2013-07-10 | 三菱重工業株式会社 | 自動船位保持装置およびその方法並びにプログラム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61119493A (ja) * | 1984-11-15 | 1986-06-06 | Yokogawa Electric Corp | 舶用オ−トパイロツト |
-
1986
- 1986-06-12 JP JP61136959A patent/JPS62292594A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61119493A (ja) * | 1984-11-15 | 1986-06-06 | Yokogawa Electric Corp | 舶用オ−トパイロツト |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62292594A (ja) | 1987-12-19 |
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