JPH06107277A - Hydrofoil craft - Google Patents
Hydrofoil craftInfo
- Publication number
- JPH06107277A JPH06107277A JP28394692A JP28394692A JPH06107277A JP H06107277 A JPH06107277 A JP H06107277A JP 28394692 A JP28394692 A JP 28394692A JP 28394692 A JP28394692 A JP 28394692A JP H06107277 A JPH06107277 A JP H06107277A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrofoil
- flap
- sensor
- control
- detection signal
- Prior art date
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- Withdrawn
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、全没型水中翼をそなえ
た水中翼船に関し、特にその船体動揺を抑制するための
フラップ制御装置を改良した水中翼船に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydrofoil ship having a fully submerged hydrofoil, and more particularly to a hydrofoil ship having an improved flap control device for suppressing the motion of the hull.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、水中翼船は、船底下に支柱を介し
て全没型水中翼をそなえ、上記支柱にはラダーフラップ
を装着し、また上記水中翼には翼フラップを装着してい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, hydrofoil ships have a fully submerged hydrofoil under the bottom of the ship via a column, and the column has a rudder flap and the hydrofoil has a blade flap. .
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
な従来の水中翼船は、全没型水中翼によって揚力を得て
いるため、水中翼船を安定よく航走させるためには、上
記の水中翼あるいは支柱に装着されたフラップを適切に
制御しなければならないが、現状では適切なフラップ制
御装置が開発されていないという問題点がある。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、
フラップ制御装置に前向補償制御系とフィードバック制
御系とを設けることにより、乗り心地を大幅に改善する
とともに安定した航走を行なえるようにした水中翼船を
提供することを目的とする。By the way, since the conventional hydrofoil as described above obtains the lifting force by the fully submerged hydrofoil, in order to make the hydrofoil sail stably, Although the flap attached to the hydrofoil or the prop must be controlled appropriately, there is a problem that an appropriate flap control device has not been developed at present. The present invention is intended to solve such problems,
It is an object of the present invention to provide a hydrofoil ship that is provided with a forward compensation control system and a feedback control system in a flap control device to significantly improve riding comfort and enable stable navigation.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の水中翼船は、船底下に支柱を介して全没型
水中翼をそなえるとともに、上記支柱に装着されたラダ
ーフラップと、上記水中翼に装着された翼フラップとを
そなえた水中翼船において、船体の動揺に関する情報を
検出するセンサーからの検出信号に応じ上記のラダーフ
ラップおよび翼フラップを制御して上記船体の動揺を抑
制しうるフラップ制御装置が設けられ、同フラップ制御
装置が、上記センサーからの検出信号に基づき前向補償
ゲインを演算してフラップ制御を行なう前向補償制御系
と、上記検出信号に基づきフィードバック・ゲインを演
算してフラップ制御を行なうフィードバック制御系とを
そなえて構成されたことを特徴としている。In order to achieve the above-mentioned object, the hydrofoil of the present invention has a fully submersible hydrofoil under the bottom of the ship via a column, and a ladder flap attached to the column. In a hydrofoil ship equipped with a wing flap attached to the hydrofoil, the rudder flap and the wing flap are controlled in accordance with a detection signal from a sensor that detects information about the hull motion to control the hull motion. A flap control device capable of suppressing is provided, and the flap control device calculates a forward compensation gain based on a detection signal from the sensor to perform a flap control, and a feedback control system based on the detection signal. It is characterized by being configured with a feedback control system that calculates a gain to perform flap control.
【0005】[0005]
【作用】前述の本発明の水中翼船では、船体の動揺に関
する情報としてヒーブレート,ヒーブ,ロールレート,
ロール角,ピッチレート,ピッチ角,ヨーレート,ヨー
角等を検出するセンサーからの検出信号に基づき、船底
下に支柱を介してそなえられた全没型水中翼における翼
フラップの翼角と、上記支柱に装着されたラダーフラッ
プの翼角とを、前向補償制御系とフィードバック制御系
とをそなえたフラップ制御装置により上記船体の動揺に
関する種々の情報を各々の目標設定値に追従させるよう
に制御する作用が行なわれる。すなわち、上記前回補償
制御系では、上記検出信号に基づき前回補償ゲインを演
算してフラップ制御が行なわれ、上記フィードバック制
御では、上記検出信号に基づきフィードバック・ゲイン
を演算してフラップ制御が行なわれる。In the hydrofoil of the present invention described above, heave rate, heave, roll rate, and
Based on the detection signals from the sensors that detect roll angle, pitch rate, pitch angle, yaw rate, yaw angle, etc., the blade angle of the wing flap in the fully submerged hydrofoil provided under the ship bottom via the column, and the above-mentioned column The wing angle of the rudder flap attached to the vehicle is controlled by a flap control device having a forward compensation control system and a feedback control system so that various information regarding the above-mentioned sway of the hull can be made to follow each target set value. The action takes place. That is, in the previous compensation control system, the previous compensation gain is calculated based on the detection signal to perform flap control, and in the feedback control, the feedback gain is calculated based on the detection signal to perform flap control.
【0006】[0006]
【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
水中翼船について説明すると、図1はその斜視図、図2
はその系統図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A hydrofoil ship as an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view thereof, and FIG.
Is the systematic diagram.
【0007】図1に示すように、本実施例の水中翼船
は、船体1の前部船底下に支柱2を介して前部水中翼3
をそなえるとともに、後部船底下には支柱4,5,6を介
して後部水中翼7,8をそなえている。そして支柱2に
はラダーフラップ2a,2bが装着され、前部水中翼3
には翼フラップ3a,3b、後部水中翼7には翼フラッ
プ7a、後部水中翼8には翼フラップ8aがそれぞれ装
着されている。また、船体1内には、図2に示すような
船体の動揺に関する情報を検出するセンサー10〜14,1
6,18,19,21とフラップ制御装置24とが設けられてい
る。なお、上記の各センサーは、図1に符号Sで示すよ
うな位置に適宜配設されている。As shown in FIG. 1, in the hydrofoil of this embodiment, a front hydrofoil 3 is formed below a front bottom of a hull 1 through a support column 2 through a support column 2.
In addition to the above, the rear hydrofoil 7, 8 is provided below the aft bottom of the ship via struts 4, 5, 6. And the rudder flaps 2a and 2b are attached to the column 2, and the front hydrofoil 3
Is attached to the rear hydrofoil 7, and the rear hydrofoil 8 is attached to the rear hydrofoil 8. In addition, inside the hull 1, sensors 10 to 14 and 1 for detecting information on the motion of the hull as shown in FIG.
6, 18, 19, 21 and a flap control device 24 are provided. Each of the above-mentioned sensors is appropriately arranged at a position indicated by reference numeral S in FIG.
【0008】船体1内に設けられるセンサーとしては、
図2に示すように、高度センサー10,ヒーブレートセン
サー11,ヒーブセンサー12,スピード計(船速計)13,
ロールレートセンサー14,バーティカルジャイロ(セン
サー)16,ピッチレートセンサー18,ヨーレートセンサ
ー19,ヨーセンサー21がある。バーティカルジャイロ16
では、ロール(φ)とピッチ(θ)が検出される。なお、符
号9は高度を設定する高度制御レバー,15はロール制御
コマンド信号送出装置,17はピッチ制御レバー,20はヨ
ー制御コマンド信号送出装置を示す。さらに、フラップ
制御装置24は、前向補償制御装置22とフィードバック制
御装置23をそなえて構成されている。As a sensor provided in the hull 1,
As shown in FIG. 2, an altitude sensor 10, a heave rate sensor 11, a heave sensor 12, a speedometer (speedometer) 13,
There are a roll rate sensor 14, a vertical gyro (sensor) 16, a pitch rate sensor 18, a yaw rate sensor 19, and a yaw sensor 21. Vertical Gyro 16
Then, the roll (φ) and the pitch (θ) are detected. Reference numeral 9 is an altitude control lever for setting an altitude, 15 is a roll control command signal sending device, 17 is a pitch control lever, and 20 is a yaw control command signal sending device. Further, the flap control device 24 includes a forward compensation control device 22 and a feedback control device 23.
【0009】上述の構成により、本実施例の水中翼船で
は次のような作用が行なわれる。まず、前向補償制御装
置22には、高度センサー10からの検出信号hと高度制御
レバー9からの設定信号hSETとに基づいて演算される
高度偏差Δh,バーティカルジャイロ16からのロールに
関する検出信号φとロール制御コマンド信号送出装置15
からの設定信号φSETとに基づいて演算されるロール偏
差Δφ,バーティカルジャイロ16からのピッチに関する
検出信号θとピッチ制御レバー17からの設定信号θSET
とに基づいて演算されるピッチ偏差Δθおよびヨーセン
サー21からの検出信号ψとヨー制御コマンド信号送出装
置20からの設定信号ψSETとに基づいて演算されるヨー
偏差Δψが入力され、さらに船速計13からの船速Vも入
力される。そして前向補償制御装置22では、積分器に各
信号を入力されるとともに船速Vの関数として与えられ
るゲインが積分器からの信号に乗算され、これらの信号
の和算が行なわれて、各フラップ3a,3b,7a,8a,
2a,2bの図示しないアクチュエータの制御系25,2
6,27,28,29,30に出力信号が送出される。With the above structure, the hydrofoil ship of this embodiment operates as follows. First, the forward compensation control device 22 detects the altitude deviation Δh calculated based on the detection signal h from the altitude sensor 10 and the setting signal h SET from the altitude control lever 9 and the roll detection signal from the vertical gyro 16. φ and roll control command signal transmitter 15
The roll deviation Δφ calculated based on the setting signal φ SET from the vertical gyro 16, the detection signal θ related to the pitch from the vertical gyro 16 and the setting signal θ SET from the pitch control lever 17
The yaw deviation Δφ calculated based on the pitch deviation Δθ calculated based on and the detection signal ψ from the yaw sensor 21 and the setting signal ψ SET from the yaw control command signal transmission device 20 is input, and further the ship speed The ship speed V from a total of 13 is also input. Then, in the forward compensation control device 22, each signal is input to the integrator, and a gain given as a function of the ship speed V is multiplied by the signal from the integrator, and these signals are summed to obtain each signal. Flaps 3a, 3b, 7a, 8a,
2a, 2b actuator control system 25, 2 not shown
Output signals are sent to 6, 27, 28, 29 and 30.
【0010】次に、フィードバック制御装置23には、ヒ
ーブセンサー12からの検出信号Z,ヒーブレートセンサ
ー11からの検出信号dZ/dt,バーティカルジャイロ
16からのロールに関する信号φ,ロールレートセンサー
14からの検出信号dφ/dt,バーティカルジャイロ16
からのピッチに関する信号θ,ピッチレートセンサー18
からの検出信号dθ/dt,ヨーセンサー21からの検出
信号ψ,ヨーレートセンサー19からの検出信号dψ/d
tおよび船速Vが入力される。Next, the feedback control device 23 includes a detection signal Z from the heave sensor 12, a detection signal dZ / dt from the heave rate sensor 11, and a vertical gyro.
Signal φ related to roll from 16 and roll rate sensor
Detection signal dφ / dt from 14 and vertical gyro 16
Pitch rate sensor 18
Detection signal dθ / dt, the detection signal ψ from the yaw sensor 21, and the detection signal dψ / d from the yaw rate sensor 19.
t and the ship speed V are input.
【0011】そして、フィードバック制御装置23でも、
入力された各信号dZ/dt,Z,dφ/dt,φ,d
θ/dt,dψ/dtおよびψに対して船速Vの関数と
して与えられるゲインを乗算して、それらの信号を和算
する作用が行なわれる。また、同装置23の出力信号はア
クチュエータの制御系25〜30に入力される。また、アク
チュエータの制御系25〜30では、前向補償制御装置22と
フィードバック制御装置23とから送出された出力信号を
加減算して、水中翼2a,2b,3a,3b,7a,8a各
アクチュエータの駆動指令信号として与える作用が行な
われる。このようにして、本実施例の水中翼船によれ
ば、翼フラップ3a,3b,7a,8aおよびラダーフラ
ップ2a,2bの翼角制御が適切に行なわれ、航走時の
船体の安定性と乗り心地とが著しく改善されるのであ
る。Also in the feedback control device 23,
Input signals dZ / dt, Z, dφ / dt, φ, d
The function of multiplying θ / dt, dψ / dt and ψ by a gain given as a function of the ship speed V and summing these signals is performed. The output signal of the device 23 is input to the actuator control systems 25 to 30. Further, in the actuator control systems 25 to 30, the output signals sent from the forward compensation control device 22 and the feedback control device 23 are added and subtracted, and the hydrofoil 2a, 2b, 3a, 3b, 7a, 8a actuators are controlled. The action given as the drive command signal is performed. In this way, according to the hydrofoil of the present embodiment, the blade angles of the wing flaps 3a, 3b, 7a, 8a and the ladder flaps 2a, 2b are properly controlled, and the stability of the hull at the time of traveling is ensured. The ride quality is significantly improved.
【0012】[0012]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の水中翼船
によれば、水中翼とその支柱とに設けられた翼フラップ
およびラダーフラップを制御するフラップ制御装置内
に、船体の動揺に関するセンサーからの検出信号に応じ
て働く前向補償制御系とフィードバック制御系とが設け
られているので、航走時の船体の安定性および乗り心地
が著しく改善されるようになる効果が得られる。As described in detail above, according to the hydrofoil of the present invention, the hull is swayed in the flap control device for controlling the wing flap and the rudder flap provided on the hydrofoil and its support. Since the forward compensation control system and the feedback control system that work according to the detection signal from the sensor are provided, the stability and riding comfort of the hull at the time of traveling are significantly improved.
【図1】本発明の一実施例としての水中翼船を示す斜視
図である。FIG. 1 is a perspective view showing a hydrofoil as an embodiment of the present invention.
【図2】図1の水中翼船の制御系統図である。FIG. 2 is a control system diagram of the hydrofoil of FIG.
1 船体 2 支柱 2a,2b ラダーフラップ 3 前部水中翼 3a,3b 翼フラップ 4,5,6 支柱 7 後部水中翼 7a 翼フラップ 8 後部水中翼 8a 翼フラップ 9 高度制御レバー 10 高度センサー 11 ヒーブレートセンサー 12 ヒーブセンサー 13 船速計 14 ロールレートセンサー 15 ロール制御コマンド信号送出装置 16 バーティカルジャイロ(センサー) 17 ピッチ制御レバー 18 ピッチレートセンサー 19 ヨーレートセンサー 20 ヨー制御コマンド信号送出装置 21 ヨーセンサー 22 前向補償制御装置 23 フィードバック制御装置 24 フラップ制御装置 25〜30 アクチュエータ制御系 1 Hull 2 Struts 2a, 2b Rudder flap 3 Front hydrofoil 3a, 3b Wing flap 4, 5, 6 Strut 7 Rear hydrofoil 7a Wing flap 8 Rear hydrofoil 8a Wing flap 9 Height control lever 10 Height sensor 11 Heavelate sensor 12 Heave sensor 13 Vessel speedometer 14 Roll rate sensor 15 Roll control command signal sending device 16 Vertical gyro (sensor) 17 Pitch control lever 18 Pitch rate sensor 19 Yaw rate sensor 20 Yaw control command signal sending device 21 Yaw sensor 22 Forward compensation control Device 23 Feedback controller 24 Flap controller 25-30 Actuator control system
Claims (1)
なえるとともに、上記支柱に装着されたラダーフラップ
と、上記水中翼に装着された翼フラップとをそなえた水
中翼船において、船体の動揺に関する情報を検出するセ
ンサーからの検出信号に応じ上記のラダーフラップおよ
び翼フラップを制御して上記船体の動揺を抑制しうるフ
ラップ制御装置が設けられ、同フラップ制御装置が、上
記センサーからの検出信号に基づき前向補償ゲインを演
算してフラップ制御を行なう前向補償制御系と、上記検
出信号に基づきフィードバック・ゲインを演算してフラ
ップ制御を行なうフィードバック制御系とをそなえて構
成されたことを特徴とする、水中翼船。1. A hydrofoil ship having a fully submersible hydrofoil under a bottom of a ship via a prop, and a rudder flap attached to the prop, and a hydrofoil attached to the hydrofoil. A flap control device that controls the above-mentioned ladder flaps and wing flaps in accordance with a detection signal from a sensor that detects information about the sway of the ship to suppress the sway of the hull, and the flap control device is provided from the sensor. A forward compensation control system that performs a flap control by calculating a forward compensation gain based on the detection signal and a feedback control system that calculates a feedback gain based on the detection signal and performs a flap control. The hydrofoil, characterized by.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28394692A JPH06107277A (en) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | Hydrofoil craft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28394692A JPH06107277A (en) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | Hydrofoil craft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06107277A true JPH06107277A (en) | 1994-04-19 |
Family
ID=17672274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28394692A Withdrawn JPH06107277A (en) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | Hydrofoil craft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06107277A (en) |
-
1992
- 1992-09-29 JP JP28394692A patent/JPH06107277A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991130 |