JPH11353021A - ビークル - Google Patents
ビークルInfo
- Publication number
- JPH11353021A JPH11353021A JP10157475A JP15747598A JPH11353021A JP H11353021 A JPH11353021 A JP H11353021A JP 10157475 A JP10157475 A JP 10157475A JP 15747598 A JP15747598 A JP 15747598A JP H11353021 A JPH11353021 A JP H11353021A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thruster
- torque command
- vehicle
- attitude
- motor
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- 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- Withdrawn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
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ビークルの姿勢を精度抑制御する。
【解決手段】推進力の向きが可動な複数のスラスタ１１
と、推進力の向きがヨー軸，ピッチ軸及びロール軸方向
にそれぞれ固定された複数台の姿勢制御用モータ９と、
目標姿勢にするためのトルク指令Ｓ７を求める速度制御
器１８と、トルク指令Ｓ７を、前記スラスタ１１の推進
力によるスラスタトルク指令Ｓ９と前記モータの推進力
によるモータトルク指令Ｓ８とに分配するトルク指令分
配器と、スラスタトルク指令Ｓ９に応じて、各スラスタ
１１を駆動するスラスタ制御器１５と、モータトルク指
令Ｓ８に応じて、各モータ９を駆動するモータ制御器２
１とを具備する。
と、推進力の向きがヨー軸，ピッチ軸及びロール軸方向
にそれぞれ固定された複数台の姿勢制御用モータ９と、
目標姿勢にするためのトルク指令Ｓ７を求める速度制御
器１８と、トルク指令Ｓ７を、前記スラスタ１１の推進
力によるスラスタトルク指令Ｓ９と前記モータの推進力
によるモータトルク指令Ｓ８とに分配するトルク指令分
配器と、スラスタトルク指令Ｓ９に応じて、各スラスタ
１１を駆動するスラスタ制御器１５と、モータトルク指
令Ｓ８に応じて、各モータ９を駆動するモータ制御器２
１とを具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、姿勢を精度良く制
御するため手段を具備したビークルに関する。
御するため手段を具備したビークルに関する。
【０００２】
【従来の技術】ビークルは、複数のスクリューを含むス
ラスタを装備し、各スラスタのスクリューの回転によっ
て発生する推進力によって、並進，回転移動が可能とな
る。
ラスタを装備し、各スラスタのスクリューの回転によっ
て発生する推進力によって、並進，回転移動が可能とな
る。
【０００３】従来のビークルの構成を図２に示す。ビー
クル１０は複数のスラスタ１１の駆動により移動するも
ので、その姿勢は姿勢検出器１２で検出される。そし
て、姿勢検出器１２は、ビークル姿勢信号Ｓ１を第１の
減算器１３，速度導出器１４及びスラスタ制御器１５に
出力する。第１の減算器１３は、目標姿勢信号Ｓ２とビ
ークル姿勢信号Ｓ１とから目標姿勢と現在の姿勢の偏差
を求め、姿勢偏差信号Ｓ３を姿勢制御器１６に出力す
る。姿勢制御器１６は、姿勢偏差信号Ｓ３に姿勢制御ゲ
インを乗算して速度指令Ｓ４を求める。また、速度導出
器１４は、ビークル姿勢信号Ｓ１からビークルの速度を
求め、ビークル速度信号Ｓ５を速度指令Ｓ４と共に第２
の減算器１７に出力する。
クル１０は複数のスラスタ１１の駆動により移動するも
ので、その姿勢は姿勢検出器１２で検出される。そし
て、姿勢検出器１２は、ビークル姿勢信号Ｓ１を第１の
減算器１３，速度導出器１４及びスラスタ制御器１５に
出力する。第１の減算器１３は、目標姿勢信号Ｓ２とビ
ークル姿勢信号Ｓ１とから目標姿勢と現在の姿勢の偏差
を求め、姿勢偏差信号Ｓ３を姿勢制御器１６に出力す
る。姿勢制御器１６は、姿勢偏差信号Ｓ３に姿勢制御ゲ
インを乗算して速度指令Ｓ４を求める。また、速度導出
器１４は、ビークル姿勢信号Ｓ１からビークルの速度を
求め、ビークル速度信号Ｓ５を速度指令Ｓ４と共に第２
の減算器１７に出力する。
【０００４】第２の減算器１７は、ビークル速度信号Ｓ
５と速度指令Ｓ４との偏差を求め、速度偏差Ｓ６を速度
制御器１８に出力する。速度制御器１８は、速度偏差Ｓ
６に速度制御ゲインを乗算してトルク指令Ｓ７を求め、
トルク指令Ｓ７をスラスタ制御器１５に出力する。スラ
スタ制御器１５は、トルク指令Ｓ７とビークル姿勢信号
Ｓ１とを用いて、トルク−スラスタ速度関係式よりスラ
スタ速度指令Ｓ１０を求め、スラスタ速度指令Ｓ１０を
ビークル１０のスラスタ１１に出力する。
５と速度指令Ｓ４との偏差を求め、速度偏差Ｓ６を速度
制御器１８に出力する。速度制御器１８は、速度偏差Ｓ
６に速度制御ゲインを乗算してトルク指令Ｓ７を求め、
トルク指令Ｓ７をスラスタ制御器１５に出力する。スラ
スタ制御器１５は、トルク指令Ｓ７とビークル姿勢信号
Ｓ１とを用いて、トルク−スラスタ速度関係式よりスラ
スタ速度指令Ｓ１０を求め、スラスタ速度指令Ｓ１０を
ビークル１０のスラスタ１１に出力する。
【０００５】そして、目標姿勢信号Ｓ２と姿勢検出器１
２の検出したビークル姿勢信号Ｓ１との偏差及び速度指
令Ｓ４とビークル速度信号Ｓ５との偏差がそれぞれ０に
なるように制御を行っていた。
２の検出したビークル姿勢信号Ｓ１との偏差及び速度指
令Ｓ４とビークル速度信号Ｓ５との偏差がそれぞれ０に
なるように制御を行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、スラスタを
用いた制御のため、スラスタの推進力の向きを変えてい
る間の出力が水流を起こし、この水流が外乱となってビ
ークルの姿勢の制御を精度良く行うことが困難になると
いう問題があった。
用いた制御のため、スラスタの推進力の向きを変えてい
る間の出力が水流を起こし、この水流が外乱となってビ
ークルの姿勢の制御を精度良く行うことが困難になると
いう問題があった。
【０００７】本発明の目的は、姿勢を変える際に、スラ
スタの出力から生じる水流による外乱が作用していても
姿勢の制御を精度良く行うことができるビークルを提供
することにある。
スタの出力から生じる水流による外乱が作用していても
姿勢の制御を精度良く行うことができるビークルを提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下のように構成されている。
成するために以下のように構成されている。
【０００９】本発明のビークルは、推進力の向きが可動
である複数のスラスタと、推進力の向きがヨー軸，ピッ
チ軸及びロール軸方向にそれぞれ固定された複数台のモ
ータと、目標姿勢にするためのトルク指令を求める速度
制御器と、前記トルク指令を、スラスタトルク指令とモ
ータトルク指令とに分配するトルク指令分配器と、前記
スラスタトルク指令に応じて、各スラスタを駆動するス
ラスタ制御器と、前記モータトルク指令に応じて、各モ
ータを駆動するモータ制御器とを具備してなることを特
徴とする。
である複数のスラスタと、推進力の向きがヨー軸，ピッ
チ軸及びロール軸方向にそれぞれ固定された複数台のモ
ータと、目標姿勢にするためのトルク指令を求める速度
制御器と、前記トルク指令を、スラスタトルク指令とモ
ータトルク指令とに分配するトルク指令分配器と、前記
スラスタトルク指令に応じて、各スラスタを駆動するス
ラスタ制御器と、前記モータトルク指令に応じて、各モ
ータを駆動するモータ制御器とを具備してなることを特
徴とする。
【００１０】本発明のビークルは、上記構成により、以
下の作用・効果を有する。
下の作用・効果を有する。
【００１１】推進力の向きが固定され、外乱を発するこ
とがないモータを併用することによって、スラスタによ
る外乱を少なくすることができるので、ビークルの姿勢
制御を精度良く行うことができる。
とがないモータを併用することによって、スラスタによ
る外乱を少なくすることができるので、ビークルの姿勢
制御を精度良く行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１３】図１は本発明の一実施形態に係わるビーク
ル姿勢制御装置の構成を示すブロック図である。
ル姿勢制御装置の構成を示すブロック図である。
【００１４】ビークル１０に、スラスタ１１が複数個設
けられている。また、ビークル１０には、姿勢制御用モ
ータ９（９ａ，９ｂ，９ｃ）がヨー，ピッチ，ロール軸
方向毎に設置されている。また、ビークル１０に、電力
を供給するためのケーブル１９が接続されている。
けられている。また、ビークル１０には、姿勢制御用モ
ータ９（９ａ，９ｂ，９ｃ）がヨー，ピッチ，ロール軸
方向毎に設置されている。また、ビークル１０に、電力
を供給するためのケーブル１９が接続されている。
【００１５】ビークル１０の姿勢を検出する姿勢検出器
１２から、ビークル姿勢信号Ｓ１が、第１の減算器１
３，速度導出器１４，スラスタ制御器１５及びモータ制
御器２１に出力されている。なお、姿勢検出器１２は、
ビークルの姿勢検出を行う角度検出器（例えばジャイ
ロ）で構成されている。
１２から、ビークル姿勢信号Ｓ１が、第１の減算器１
３，速度導出器１４，スラスタ制御器１５及びモータ制
御器２１に出力されている。なお、姿勢検出器１２は、
ビークルの姿勢検出を行う角度検出器（例えばジャイ
ロ）で構成されている。
【００１６】第１の減算器１３には、ビークル姿勢信号
Ｓ１と共にビークル１０の目標姿勢信号Ｓ２が入力され
る。第１の減算器１３では、ビークル姿勢信号Ｓ１と目
標姿勢信号Ｓ２との偏差が求められ、姿勢偏差信号Ｓ３
が姿勢制御器１６に入力される。姿勢制御器１６では、
入力された姿勢偏差信号Ｓ３に姿勢制御ゲイン（偏差修
正係数（単位変換を含んだ定数））を乗算してビークル
を目標姿勢に移動させるための速度が求められ、速度指
令Ｓ４が第２の減算器１７に出力されている。
Ｓ１と共にビークル１０の目標姿勢信号Ｓ２が入力され
る。第１の減算器１３では、ビークル姿勢信号Ｓ１と目
標姿勢信号Ｓ２との偏差が求められ、姿勢偏差信号Ｓ３
が姿勢制御器１６に入力される。姿勢制御器１６では、
入力された姿勢偏差信号Ｓ３に姿勢制御ゲイン（偏差修
正係数（単位変換を含んだ定数））を乗算してビークル
を目標姿勢に移動させるための速度が求められ、速度指
令Ｓ４が第２の減算器１７に出力されている。
【００１７】また、速度導出器１４は、ビークル姿勢信
号Ｓ１の時間変化からビークル１０の速度を求め、ビー
クル速度信号Ｓ５を第２の減算器１７に出力する。第２
の減算器１７では速度指令Ｓ４とビークル速度信号Ｓ５
との偏差を求め、速度偏差Ｓ６を速度制御器１８に出力
する。
号Ｓ１の時間変化からビークル１０の速度を求め、ビー
クル速度信号Ｓ５を第２の減算器１７に出力する。第２
の減算器１７では速度指令Ｓ４とビークル速度信号Ｓ５
との偏差を求め、速度偏差Ｓ６を速度制御器１８に出力
する。
【００１８】速度制御器１８は、速度偏差Ｓ６に速度制
御ゲインを乗算してビークルを目標姿勢に移動させる速
度を得るための回転トルクを求め、トルク指令Ｓ７をト
ルク指令分配器２０に出力する。
御ゲインを乗算してビークルを目標姿勢に移動させる速
度を得るための回転トルクを求め、トルク指令Ｓ７をト
ルク指令分配器２０に出力する。
【００１９】トルク指令分配器２０は、トルク指令Ｓ７
にそれぞれ係数を掛けてトルク指令Ｓ７を分配し、スラ
スタとモータとが出力する回転トルクを求める。例え
ば、トルク指令Ｓ７に係数α（１≧α≧０）を掛けてス
ラスタの出力する回転トルクとし、トルク指令Ｓ７に係
数（１−α）を掛けてモータの出力する回転トルクとす
る。そして、トルク指令分配器２０は、モータトルク指
令Ｓ８をモータ制御器２１に、スラスタトルク指令Ｓ９
をスラスタ制御器１５に出力する。
にそれぞれ係数を掛けてトルク指令Ｓ７を分配し、スラ
スタとモータとが出力する回転トルクを求める。例え
ば、トルク指令Ｓ７に係数α（１≧α≧０）を掛けてス
ラスタの出力する回転トルクとし、トルク指令Ｓ７に係
数（１−α）を掛けてモータの出力する回転トルクとす
る。そして、トルク指令分配器２０は、モータトルク指
令Ｓ８をモータ制御器２１に、スラスタトルク指令Ｓ９
をスラスタ制御器１５に出力する。
【００２０】スラスタ制御器１５では、スラスタトルク
指令Ｓ９とビークル姿勢信号Ｓ１とから、各スラスタに
対するスラスタ速度指令Ｓ１０を求め、スラスタ速度指
令Ｓ１０をビークル１０の各スラスタ１１に出力する。
各スラスタ１１は、スラスタ速度指令Ｓ１０に応じて駆
動される。
指令Ｓ９とビークル姿勢信号Ｓ１とから、各スラスタに
対するスラスタ速度指令Ｓ１０を求め、スラスタ速度指
令Ｓ１０をビークル１０の各スラスタ１１に出力する。
各スラスタ１１は、スラスタ速度指令Ｓ１０に応じて駆
動される。
【００２１】モータ制御器２１では、モータトルク指令
Ｓ８とビークル姿勢信号Ｓ１からモータ速度指令Ｓ１１
を求め、ビークル１０の各軸の姿勢制御用モータ９に出
力する。そして、モータ速度指令Ｓ１１に応じて各姿勢
制御用モータ９は駆動される。
Ｓ８とビークル姿勢信号Ｓ１からモータ速度指令Ｓ１１
を求め、ビークル１０の各軸の姿勢制御用モータ９に出
力する。そして、モータ速度指令Ｓ１１に応じて各姿勢
制御用モータ９は駆動される。
【００２２】そして、最終的に姿勢偏差が０になるよう
にして、ビークル１０は所望の姿勢に制御される。
にして、ビークル１０は所望の姿勢に制御される。
【００２３】本実施形態のビークル姿勢制御装置によれ
ば、トルク指令Ｓ７をトルク指令分配器２０で、スラス
タ１１と姿勢制御用モータ９で分けて行うように、スラ
スタトルク指令Ｓ９と、モータトルク指令Ｓ８をスラス
タ制御器１５とモータ制御器２１に出力する。スラスタ
制御器１５とモータ制御器２１で、ビークル１０のスラ
スタ１１と姿勢制御用モータ９とをそれぞれ駆動するこ
とで、スラスタの出力による水流の外乱の発生が抑制さ
れ、目標姿勢に精度良く移動することができる。
ば、トルク指令Ｓ７をトルク指令分配器２０で、スラス
タ１１と姿勢制御用モータ９で分けて行うように、スラ
スタトルク指令Ｓ９と、モータトルク指令Ｓ８をスラス
タ制御器１５とモータ制御器２１に出力する。スラスタ
制御器１５とモータ制御器２１で、ビークル１０のスラ
スタ１１と姿勢制御用モータ９とをそれぞれ駆動するこ
とで、スラスタの出力による水流の外乱の発生が抑制さ
れ、目標姿勢に精度良く移動することができる。
【００２４】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で、種々
変形して実施することが可能である。
ではなく、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で、種々
変形して実施することが可能である。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、姿
勢を変える際に、スラスタの他に推進力の向きが固定さ
れたモータを併用することで、スラスタによる外乱の発
生を抑制することができ、姿勢制御を精度良く行うこと
が可能となる。
勢を変える際に、スラスタの他に推進力の向きが固定さ
れたモータを併用することで、スラスタによる外乱の発
生を抑制することができ、姿勢制御を精度良く行うこと
が可能となる。
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に関わるビークルの概略構
成を示す図。
成を示す図。
【図２】従来のビークルの概略構成を示す図。
９ 姿勢制御用モータ １０ ビークル １１ スラスタ １２ 姿勢検出器 １３ 減算器 １４ 速度導出器 １５ スラスタ制御器 １６ 姿勢制御器 １７ 減算器 １８ 速度制御器 ２０ トルク指令分配器 ２１ モータ制御器 Ｓ１ ビークル姿勢信号 Ｓ２ 目標姿勢信号 Ｓ３ 姿勢偏差信号 Ｓ４ 速度指令 Ｓ５ ビークル速度信号 Ｓ６ 速度偏差 Ｓ７ トルク指令 Ｓ８ モータトルク指令 Ｓ９ スラスタトルク指令 Ｓ１０ スラスタ速度指令 Ｓ１１ モータ速度指令
Claims (1)
- 【請求項１】推進力の向きが可動である複数のスラスタ
と、 推進力の向きがヨー軸，ピッチ軸及びロール軸方向にそ
れぞれ固定された複数台のモータと、 目標姿勢にするためのトルク指令を求める速度制御器
と、 前記トルク指令を、スラスタトルク指令とモータトルク
指令とに分配するトルク指令分配器と、 前記スラスタトルク指令に応じて、各スラスタを駆動す
るスラスタ制御器と、 前記モータトルク指令に応じて、各モータを駆動するモ
ータ制御器とを具備してなることを特徴とするビーク
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10157475A JPH11353021A (ja) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | ビークル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10157475A JPH11353021A (ja) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | ビークル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11353021A true JPH11353021A (ja) | 1999-12-24 |
Family
ID=15650502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10157475A Withdrawn JPH11353021A (ja) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | ビークル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11353021A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007118702A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Univ Kansai | 位置姿勢制御装置及び位置姿勢制御方法 |
| CN102303695A (zh) * | 2011-06-01 | 2012-01-04 | 华南理工大学 | 一种结构对称各向水动力均等带缆遥控水下机器人 |
| WO2013136902A1 (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-19 | 学校法人立命館 | 浮遊移動体および該浮遊移動体を用いた浮遊移動体システム |
-
1998
- 1998-06-05 JP JP10157475A patent/JPH11353021A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007118702A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Univ Kansai | 位置姿勢制御装置及び位置姿勢制御方法 |
| CN102303695A (zh) * | 2011-06-01 | 2012-01-04 | 华南理工大学 | 一种结构对称各向水动力均等带缆遥控水下机器人 |
| WO2013136902A1 (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-19 | 学校法人立命館 | 浮遊移動体および該浮遊移動体を用いた浮遊移動体システム |
| JP2013193510A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Ritsumeikan | 浮遊移動体および該浮遊移動体を用いた浮遊移動体システム |
| US9308986B2 (en) | 2012-03-16 | 2016-04-12 | The Ritsumeikan Trust | Floating mobile object and floating mobile system using the same |
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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: 20050906 |