JPH06340289A - Hull posture control gain scheduling apparatus - Google Patents
Hull posture control gain scheduling apparatusInfo
- Publication number
- JPH06340289A JPH06340289A JP5152808A JP15280893A JPH06340289A JP H06340289 A JPH06340289 A JP H06340289A JP 5152808 A JP5152808 A JP 5152808A JP 15280893 A JP15280893 A JP 15280893A JP H06340289 A JPH06340289 A JP H06340289A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hull
- feedback gain
- wave
- gain
- attitude control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 238000005339 levitation Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
Landscapes
- 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、船体の姿勢を制御する
ための装置に関し、特に水中フィン等による船体姿勢制
御装置へフィードバックゲインを選択して出力するため
の船体姿勢制御ゲインスケジューリング装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for controlling the attitude of a hull, and more particularly to a hull attitude control gain scheduling device for selecting and outputting a feedback gain to a hull attitude control device such as an underwater fin.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来は航海士が波浪の状態を観測し、そ
の観測結果に基づき船体姿勢制御装置の運転モードを決
めて、必要に応じ手動によりその切り換え操作を行なう
ようにして船体の姿勢を制御していた。2. Description of the Related Art Conventionally, a navigator observes the state of waves, decides the operation mode of the hull attitude control device based on the result of the observation, and manually changes the operation mode of the hull attitude control device to adjust the hull attitude. Had control.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】前述のように従来は船
体の姿勢を制御するための運転モードの切り換えを航海
士が自己の感覚で波浪状態を判断して行なっていたが、
このような手段では人間の判断ミスを生じやすく、また
把握しにくい波浪状況や短い周期で変化する波浪状況に
おいては有効な制御が実行できない。本発明は、船体の
姿勢制御にフィードバック制御を適用し、フィードバッ
クゲインを波高計等のセンサから得られる情報に基づき
波浪データから選択することにより制御の自動化をはか
るようにした船体姿勢制御ゲインスケジューリング装置
を提供することを目的とする。As described above, in the prior art, the navigator had switched the operation mode for controlling the attitude of the hull by judging the wave state with his own sense.
With such means, effective control cannot be executed in a wave situation that is easy for humans to make a mistake and is difficult to grasp or in a wave situation that changes in a short cycle. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention applies a feedback control to the attitude control of a hull, and selects a feedback gain from wave data based on information obtained from a sensor such as a wave height meter so as to automate the control. The purpose is to provide.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め、本発明の船体姿勢制御ゲインスケジューリング装置
は、船舶に装備される船体姿勢制御のための情報手段と
して、波高計と、船体の上下加速度センサと、船速計
と、船体に対する波浪の方向を設定する波向設定装置と
をそなえ、これらの波高計，上下加速度センサ，船速計
および波向設定装置からの出力信号を受けて、船体姿勢
制御用フィードバックゲインデータファイル群から上記
出力信号に基づく全情報に対応したフィードバックゲイ
ンを選択するフィードバックゲイン選択装置と、同選択
装置で選択されたフィードバックゲインを船体姿勢制御
装置へ出力する制御ゲイン設定装置とが設けられたこと
を特徴としている。In order to achieve the above-mentioned object, a hull attitude control gain scheduling device of the present invention is provided with a wave height meter, a hull upper and lower hull, as information means for hull attitude control mounted on a ship. An acceleration sensor, a vessel speedometer, and a wave direction setting device that sets the direction of waves relative to the hull are provided, and receiving output signals from these wave height meter, vertical acceleration sensor, ship speed meter, and wave direction setting device, Feedback gain selection device for selecting feedback gain corresponding to all information based on the output signal from the feedback gain data file group for hull attitude control, and control gain for outputting the feedback gain selected by the selection device to the hull attitude control device A setting device is provided.
【０００５】[0005]
【作用】上述の本発明の船体姿勢制御ゲインスケジュー
リング装置では、波高計，上下加速度センサ，船速計お
よび波向設定装置からの出力信号が、フィードバックゲ
イン選択装置に送られ、同装置ではその出力信号に対応
したフィードバックゲインが船体姿勢制御用フィードバ
ックゲイン群より選ばれる。このようにして選ばれたフ
ィードバックゲインは、制御ゲイン設定装置によって、
船体姿勢制御装置へ出力される。In the above-mentioned ship attitude control gain scheduling device of the present invention, the output signals from the wave height meter, vertical acceleration sensor, ship speed meter and wave direction setting device are sent to the feedback gain selection device, and the output signal is output from the device. The feedback gain corresponding to the signal is selected from the feedback gain group for ship attitude control. The feedback gain thus selected is controlled by the control gain setting device.
Output to the hull attitude control device.
【０００６】[0006]
【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
船体姿勢制御ゲインスケジューリング装置について説明
すると、図１はその制御系の概略構成を示すブロック線
図である。図１に示すように、この船体姿勢制御ゲイン
スケジューリング装置では、船舶に装備される船体姿勢
制御のための情報手段として波高計１，船体の上下加速
度センサ２，船速計３および波向設定装置４が設けられ
ている。なお波向設定装置における波向の設定は、手動
で行なってもよいが、風向計から自動的に入力されるよ
うにしてもよい。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A ship attitude control gain scheduling apparatus as an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of its control system. As shown in FIG. 1, in this hull attitude control gain scheduling device, a wave height meter 1, a vertical acceleration sensor 2 of the hull 2, a speedometer 3, and a wave direction setting device are provided as information means for hull attitude control mounted on a ship. 4 are provided. The setting of the wave direction in the wave direction setting device may be performed manually, or may be automatically input from the wind vane.
【０００７】また、上述の波高計，船体の上下加速度セ
ンサ，船速計および波向設定装置からの各出力信号を受
けるフィードバックゲイン選択装置５が設けられてお
り、同選択装置５では上記出力信号に基づく全情報に対
応したフィードバックゲインを船体姿勢制御用フィード
バックゲインデータファイル群７から選択する作用が行
なわれるようになっている。このようにして選択された
フィードバックゲインは、制御ゲイン設定装置６を介
し、船体姿勢制御装置８へ送られる。なお、船体姿勢制
御装置８が、空気圧浮上式高速船における空気圧調整の
ための可変ルーバ装置の場合は、そのルーバの開度制御
が上記フィードバックゲインにより行なわれ、また上記
装置８がフィンスタビライザの場合は、その水中フィン
の翼角制御がフィードバックゲインにより行なわれる。Further, there is provided a feedback gain selection device 5 for receiving each output signal from the above-mentioned wave height meter, vertical acceleration sensor of ship, speedometer and wave direction setting device. The feedback gain corresponding to all the information based on is selected from the feedback gain data file group 7 for hull attitude control. The feedback gain selected in this way is sent to the hull attitude control device 8 via the control gain setting device 6. When the hull attitude control device 8 is a variable louver device for air pressure adjustment in a pneumatic levitation high-speed ship, the louver opening is controlled by the feedback gain, and when the device 8 is a fin stabilizer. The blade angle control of the underwater fin is performed by the feedback gain.
【０００８】上述の船体姿勢制御ゲインスケジューリン
グ装置では、波高計１，上下加速度センサ２，波向設定
装置４から得られる情報に基づき有義波高，平均波周期
（出会い周波数）および波出会い角が得られる。また船
速計３から船速が得られる。このようにして得られた各
データとフィードバックゲイン選択装置５に用意されて
いる波浪データテーブルとが照合され、種々の波浪に対
し用意されたフィードバックゲイン、例えば波が船体に
対し横方向から来るような場合はローリングを押さえる
ように、また前や後ろから波が来るような場合はピッチ
ングを押さえるようなゲインが選択される。そして、同
装置５で選択されたフィードバックゲインは制御ゲイン
設定装置６を介し制御装置８へ出力されるのである。In the above ship attitude control gain scheduling device, the significant wave height, the average wave period (encounter frequency) and the wave encounter angle are obtained based on the information obtained from the wave height meter 1, the vertical acceleration sensor 2, and the wave direction setting device 4. To be Further, the ship speed can be obtained from the speedometer 3. The respective data thus obtained are compared with the wave data table prepared in the feedback gain selection device 5, so that the prepared feedback gains for various waves, for example, the waves come from the lateral direction with respect to the hull. In this case, the gain is selected so that the rolling is suppressed, and when the wave comes from the front or the back, the pitching is suppressed. Then, the feedback gain selected by the device 5 is output to the control device 8 via the control gain setting device 6.
【０００９】次に上述の船体姿勢制御ゲインスケジュー
リング装置の作用についてさらに具体的に説明すると、
図２はその制御を系統的に示すブロック線図である。図
２に示すように、本装置では船体姿勢制御にフィードバ
ック制御が適用されている。フィードバック制御とは検
出された情報（ここでは船体の動揺）にフィードバック
ゲインと呼ばれる係数を掛けて制御装置の操作量を決定
するものである。例えば、空気圧浮上式の高速船では、
上下揺れの情報ｄｚ／ｄｔ，ｚ，縦揺れの情報ｄθ／ｄ
ｔ，θ，横揺れの情報ｄφ／ｄｔ，φおよびエアクッシ
ョン室の空気圧力（変動率）μを検出し、これらの情報
にフィードバックゲインＦを掛けることにより、空気圧
を調整するルーバ装置の操作量ｕ1〜ｕ4および姿勢制御
用水中フィンの操作量ｕ5〜ｕ8が決定される。つまり、
次の［数１］式のような演算が行なわれる。Next, the operation of the above-mentioned ship attitude control gain scheduling apparatus will be described more specifically.
FIG. 2 is a block diagram showing the control systematically. As shown in FIG. 2, feedback control is applied to the hull attitude control in this device. The feedback control is to determine the operation amount of the control device by multiplying the detected information (in this case, the motion of the hull) by a coefficient called feedback gain. For example, in a pneumatic levitating high-speed ship,
Vertical pitch information dz / dt, z, vertical pitch information dθ / d
t, θ, lateral swing information dφ / dt, φ, and air pressure (variation rate) μ of the air cushion chamber, and a feedback gain F is applied to these information to adjust the operation amount of the louver device. u 1 to u 4 and the manipulated variables u 5 to u 8 of the attitude control submersible fins are determined. That is,
An operation like the following [Equation 1] is performed.
【００１０】[0010]
【数１】 これは一例であり、フィードバックゲインの形式は制御
方法によって異なる。ここで、このフィードバックゲイ
ンＦを、種々の運行状況下でどのようにして有効な値に
決定するかが問題となる。[Equation 1] This is an example, and the form of the feedback gain differs depending on the control method. Here, how to determine the feedback gain F to be an effective value under various driving situations becomes a problem.
【００１１】この問題を解決するために、本装置では次
の手法が用いられている。予め種々の運行状況下での有
効なフィードバックゲインをシミュレーションによって
求めておき、フィードバックゲインデータファイル群７
として用意しておく。航行中、波高計１，上下加速度セ
ンサ２から平均波周期，有義波高を計算し、船速計３か
ら船の速度および波向設定装置４から波出会い角を得
る。得られた４つの情報に対して、対応するフィードバ
ックゲインがフィードバックゲインデータファイル群７
から選択される。In order to solve this problem, the following method is used in this apparatus. Effective feedback gains under various operating conditions are previously obtained by simulation, and the feedback gain data file group 7
Prepare as. During the navigation, the average wave period and the significant wave height are calculated from the wave height meter 1 and the vertical acceleration sensor 2, and the speed of the ship from the vessel speed meter 3 and the wave encounter angle from the wave direction setting device 4 are obtained. The feedback gain corresponding to the four pieces of obtained information is the feedback gain data file group 7
Selected from.
【００１２】例えば、平均波周期が６〜７秒，有義波高
２〜2.5m，船速30〜35kt，波出会い角145〜135°のとき
は、フィードバックゲインデータファイル（Ａ）が選択
される。上述のように、本実施例の船体姿勢制御ゲイン
スケジューリング装置では、波高計１や上下加速度セン
サ２，船速計３，波向設定装置４から得られる全情報に
基づき、フィードバックゲインデータファイル群７から
フィードバックゲイン選択装置５により適切なフィード
バックゲインが自動的に選択されて、制御ゲイン設定装
置６を介し船体姿勢制御装置８に送られるので、従来の
ような人間の判断ミスを生じることがなく、波浪状況が
的確に把握されるようになって、船体姿勢の有効な制御
が行なわれるのである。For example, when the average wave period is 6 to 7 seconds, the significant wave height is 2 to 2.5 m, the ship speed is 30 to 35 kt, and the wave encounter angle is 145 to 135 °, the feedback gain data file (A) is selected. . As described above, in the ship attitude control gain scheduling device of this embodiment, the feedback gain data file group 7 is based on all the information obtained from the wave height meter 1, vertical acceleration sensor 2, ship speed meter 3, and wave direction setting device 4. Since an appropriate feedback gain is automatically selected from the feedback gain selection device 5 and sent to the hull attitude control device 8 via the control gain setting device 6, there is no human erroneous judgment as in the conventional case. The wave condition can be accurately grasped, and the hull attitude can be effectively controlled.
【００１３】[0013]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の船体姿勢
制御ゲインスケジューリング装置によれば、次のような
効果が得られる。 (1) 波高計や上下加速度センサ，船速計，波向設定装置
から得られる全情報に基づき、フィードバックゲインデ
ータファイル群からフィードバックゲイン選択装置によ
り適切なフィードバックゲインが自動的に選択されて制
御ゲイン設定装置を介し船体姿勢制御装置に送られるよ
うになり、操作が全て自動化される。 (2) 上記(1)項により、従来のような人間の判断ミスを
生じることがなく、波浪状況が的確に把握されるように
なって、船体姿勢の有効な制御が行なわれるようにな
る。As described above in detail, according to the ship attitude control gain scheduling apparatus of the present invention, the following effects can be obtained. (1) An appropriate feedback gain is automatically selected from the feedback gain data file group by the feedback gain selection device based on all the information obtained from the wave height meter, vertical acceleration sensor, ship speed indicator, and wave direction setting device, and the control gain is set. It is now sent to the hull attitude control device via the setting device, and all operations are automated. (2) According to the above item (1), the wave situation can be accurately grasped without causing the human judgment error as in the past, and the hull attitude can be effectively controlled.
【図１】本発明の一実施例としての船体姿勢制御ゲイン
スケジューリング装置における制御系の概略構成を示す
ブロック線図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system in a ship attitude control gain scheduling apparatus as an embodiment of the present invention.
【図２】上記装置における制御の具体例を系統的に示す
ブロック線図である。FIG. 2 is a block diagram systematically showing a specific example of control in the above apparatus.
１ 波高計 ２ 上下加速度センサ ３ 船速計 ４ 波向設定装置 ５ フィードバックゲイン選択装置 ６ 制御ゲイン設定装置 ７ フィードバックデータファイル群 ８ 船体姿勢制御装置 1 Wave Height Meter 2 Vertical Acceleration Sensor 3 Ship Speed Meter 4 Wave Direction Setting Device 5 Feedback Gain Selection Device 6 Control Gain Setting Device 7 Feedback Data File Group 8 Ship Attitude Control Device
Claims (1)
情報手段として、波高計と、船体の上下加速度センサ
と、船速計と、船体に対する波浪の方向を設定する波向
設定装置とをそなえ、これらの波高計，上下加速度セン
サ，船速計および波向設定装置からの出力信号を受け
て、船体姿勢制御用フィードバックゲインデータファイ
ル群から上記出力信号に基づく全情報に対応したフィー
ドバックゲインを選択するフィードバックゲイン選択装
置と、同選択装置で選択されたフィードバックゲインを
船体姿勢制御装置へ出力する制御ゲイン設定装置とが設
けられたことを特徴とする、船体姿勢制御ゲインスケジ
ューリング装置。1. A wave height meter, a vertical acceleration sensor for the hull, a ship speedometer, and a wave direction setting device for setting the direction of waves relative to the hull as information means for controlling the hull attitude mounted on a ship. In response to these output signals from the wave height meter, vertical acceleration sensor, ship speedometer and wave direction setting device, feedback gains corresponding to all information based on the above output signals are obtained from the feedback gain data file group for hull attitude control. A hull attitude control gain scheduling device, comprising: a feedback gain selection device to be selected; and a control gain setting device that outputs the feedback gain selected by the selection device to the hull attitude control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5152808A JPH06340289A (en) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | Hull posture control gain scheduling apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5152808A JPH06340289A (en) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | Hull posture control gain scheduling apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06340289A true JPH06340289A (en) | 1994-12-13 |
Family
ID=15548612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5152808A Withdrawn JPH06340289A (en) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | Hull posture control gain scheduling apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06340289A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005306188A (en) * | 2004-04-21 | 2005-11-04 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Waveform predicting method of arrival ocean wave, and operation control method of sailing body in ocean wave |
| JP2010089550A (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | System stabilization system for electric propulsion ship |
| JP2013139185A (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Underwater navigating body, and control device thereof |
| CN106628042A (en) * | 2017-01-24 | 2017-05-10 | 上海衡拓船舶设备有限公司 | Stern flow-interceptor system for high-speed ship and control method |
-
1993
- 1993-05-31 JP JP5152808A patent/JPH06340289A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005306188A (en) * | 2004-04-21 | 2005-11-04 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Waveform predicting method of arrival ocean wave, and operation control method of sailing body in ocean wave |
| JP2010089550A (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | System stabilization system for electric propulsion ship |
| JP2013139185A (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Underwater navigating body, and control device thereof |
| CN106628042A (en) * | 2017-01-24 | 2017-05-10 | 上海衡拓船舶设备有限公司 | Stern flow-interceptor system for high-speed ship and control method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102189550B (en) | Robot having learning control function | |
| CN111186549B (en) | Course autopilot control system with ship collision avoidance function | |
| CN106774362A (en) | The tank test control method and system of a kind of flexible six-degree-of-freedom wire saws | |
| CN112601863B (en) | Construction machine and evaluation device | |
| EP2386478A1 (en) | Control of a waterjet propelled vessel | |
| JP2003097309A (en) | Ship steering device and ship steering method | |
| WO2021194628A3 (en) | Control of drone-load system method, system, and apparatus | |
| JP4640760B2 (en) | Waveform prediction method of incoming waves and driving control method of navigation body in waves | |
| JPS61169392A (en) | Adaptible automatic steering method and device | |
| EP1429220B1 (en) | Method and computer program product for controlling the control effectors of an aerodynamic vehicle | |
| JPH06340289A (en) | Hull posture control gain scheduling apparatus | |
| JPH0991025A (en) | Method for controlling robot in shortest time considering operation duty | |
| NO319898B1 (en) | Submersible unit and associated control method for diving position | |
| JPS63192694A (en) | Automatic steering gear for ship with weather adaptation type function | |
| JP2947341B2 (en) | Underwater vehicle control device | |
| JPH1039916A (en) | Acceleration and deceleration control method for articulated robot | |
| KR100686654B1 (en) | System for controlling repulsive power of simulation apparatus | |
| JP2915658B2 (en) | Fuzzy control type fin stabilizer | |
| JP3268222B2 (en) | Redundancy synchronization control method and apparatus | |
| JP2002087380A (en) | Method and device for controlling plurality of actuators to reduce oscillation of ship | |
| CN114035585B (en) | Power positioning self-adaptive control system and method for semi-submersible carrying equipment | |
| JPS60116593A (en) | Feedback controller for ship | |
| JP2540567B2 (en) | Self-referenced adaptive control system for ship motion reduction | |
| JPH06230818A (en) | Servo controller | |
| KR20230120257A (en) | Apparatus and method for generating motion profile |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000801 |