JPS5996096A - 船舶の操縦装置 - Google Patents
船舶の操縦装置Info
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- JPS5996096A JPS5996096A JP20508282A JP20508282A JPS5996096A JP S5996096 A JPS5996096 A JP S5996096A JP 20508282 A JP20508282 A JP 20508282A JP 20508282 A JP20508282 A JP 20508282A JP S5996096 A JPS5996096 A JP S5996096A
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- azimuth
- rudder
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、舵および横推力を発生するスラスタ、ならび
にプロペラなどの推力発生装置を装備する船舶などの操
縦装置に関する。
にプロペラなどの推力発生装置を装備する船舶などの操
縦装置に関する。
先行技術の船舶などの操縦装置においては、舵について
は外洋を航行するためにオートパイロット装置が設けら
れているものの、スラスタ、プロペラなどの推力発生装
置については個別に操作器を設け、必要に応じて個々に
操作するのが通例である。このような推力発生装置の重
要な用途の一つに、港内操船、離接岸などにおいて低速
ではあるが、微妙な操作が要求される操船があるが、先
行技術の個別操作では操作が繁雑であシ、かつ連応性に
欠けるために推力発生装置の有する能力を十分に発揮す
ることができないという問題があった。
は外洋を航行するためにオートパイロット装置が設けら
れているものの、スラスタ、プロペラなどの推力発生装
置については個別に操作器を設け、必要に応じて個々に
操作するのが通例である。このような推力発生装置の重
要な用途の一つに、港内操船、離接岸などにおいて低速
ではあるが、微妙な操作が要求される操船があるが、先
行技術の個別操作では操作が繁雑であシ、かつ連応性に
欠けるために推力発生装置の有する能力を十分に発揮す
ることができないという問題があった。
本発明の目的は、前述の技術的線＠を解決し、離接岸お
よび港内操船などの操船が容易にできる船舶などの操縦
装置釡提供することである。
よび港内操船などの操船が容易にできる船舶などの操縦
装置釡提供することである。
本発明の一実施例の操縦装置は、舵およびスラスタ、な
らびにプロペラなどを有する船舶などを対象とし、推力
設定器、方位検出器、方位設定器、方位制御器、推力配
分器、修正率演算器、推力修正器、船尾推力配分器、お
よび舵角制御器から成る。推力設定器は、船舶などの操
船との要求を満足させるために必要な推力を設定する。
らびにプロペラなどを有する船舶などを対象とし、推力
設定器、方位検出器、方位設定器、方位制御器、推力配
分器、修正率演算器、推力修正器、船尾推力配分器、お
よび舵角制御器から成る。推力設定器は、船舶などの操
船との要求を満足させるために必要な推力を設定する。
方位検出器は、船体の方位を検出するだめのものである
。
。
方位設定器は、船体の方位を設定するだめのものである
。方位制御器は、方位検出器から出力される方位信号と
方位設定器から出力される方位指令信号とから口頭モー
メント指令信号を演算するだめのものである。推力配分
器は、推力設定器から出力される合成推力指令信号と方
位制御器から出力される口頭モーメント指令信号を入力
し、各推力発生装置に対し必要な推力指令信号に分解し
配分する。修正率演算器は、推力配分器から出力される
推力指令信号と別途設定した各推力発生装置の許容最大
推力とを比較し、各推力指令信号に修正を加えるための
各修正率を演算するとともに、各推力指令信号に対する
修正率のうち最大の修正を必要とする修正率を選択し最
大修正率信号として出力する。推力修正器は、推力配分
器から各推力発生装置に対して配分される推力指令信号
を入力し、さらに修正率演算器から出力される最大修正
率信号によシ各推力発生装置への推力指令信号がいずれ
も許容最大推力以内に納まるようにするだめの修正演算
全行ない、修正推力指令信号を出力する。船尾推力配分
器は、修正推力指令信号から舵に対する修正推力指令信
号を演算する。舵角制御器は、船尾推力配分器から出力
される舵に対する修正推力指令信号と舵の前方に設置さ
れる推力発生装置に対する前記修正推力指令信号とから
ｍｌ角を演算する。
。方位制御器は、方位検出器から出力される方位信号と
方位設定器から出力される方位指令信号とから口頭モー
メント指令信号を演算するだめのものである。推力配分
器は、推力設定器から出力される合成推力指令信号と方
位制御器から出力される口頭モーメント指令信号を入力
し、各推力発生装置に対し必要な推力指令信号に分解し
配分する。修正率演算器は、推力配分器から出力される
推力指令信号と別途設定した各推力発生装置の許容最大
推力とを比較し、各推力指令信号に修正を加えるための
各修正率を演算するとともに、各推力指令信号に対する
修正率のうち最大の修正を必要とする修正率を選択し最
大修正率信号として出力する。推力修正器は、推力配分
器から各推力発生装置に対して配分される推力指令信号
を入力し、さらに修正率演算器から出力される最大修正
率信号によシ各推力発生装置への推力指令信号がいずれ
も許容最大推力以内に納まるようにするだめの修正演算
全行ない、修正推力指令信号を出力する。船尾推力配分
器は、修正推力指令信号から舵に対する修正推力指令信
号を演算する。舵角制御器は、船尾推力配分器から出力
される舵に対する修正推力指令信号と舵の前方に設置さ
れる推力発生装置に対する前記修正推力指令信号とから
ｍｌ角を演算する。
第１図は本発明の操縦装置を搭載する船舶を示すもので
、船体１００に推力発生装置としてのノ（ウスラスタ１
０１、右舷プロペラ１０２．左舷プロペラ１０８、スタ
ーンスラスタ１０４１を装備するとともに、舵として右
舷舵１０５．左舷舵１０６を装備する。操縦装置１０７
は、前記各推力発生装置ならびに舵に対して指令信号を
与えるものである。なお、前記各推力発生装置は、いず
れも一定回転数で駆動されており、翼角を変化させるこ
とによ多発生推力を操作するものである。
、船体１００に推力発生装置としてのノ（ウスラスタ１
０１、右舷プロペラ１０２．左舷プロペラ１０８、スタ
ーンスラスタ１０４１を装備するとともに、舵として右
舷舵１０５．左舷舵１０６を装備する。操縦装置１０７
は、前記各推力発生装置ならびに舵に対して指令信号を
与えるものである。なお、前記各推力発生装置は、いず
れも一定回転数で駆動されており、翼角を変化させるこ
とによ多発生推力を操作するものである。
第２図は操縦装置１０７のブロック図である。
推力設定器１は、合成推力の船体中心線方向成分Ｘを指
令するＸ軸設定器１１および合成推力の船体中心線と直
交する方向の成分Ｙ’に指令するＸ軸設定器１２で構成
される。方位制御器３３では、方位検出器３１からの方
位信号θＣと、方位設定器３２からの方位指令信号θＳ
と全比較し、比例、微分、および積分などの演算を実行
し、回頭モーメント指令信号Ｎ’に出力する。推力配分
器４には、推力設定器ｌで指令された合成推力指令信号
Ｘ。
令するＸ軸設定器１１および合成推力の船体中心線と直
交する方向の成分Ｙ’に指令するＸ軸設定器１２で構成
される。方位制御器３３では、方位検出器３１からの方
位信号θＣと、方位設定器３２からの方位指令信号θＳ
と全比較し、比例、微分、および積分などの演算を実行
し、回頭モーメント指令信号Ｎ’に出力する。推力配分
器４には、推力設定器ｌで指令された合成推力指令信号
Ｘ。
ＹはラインＡ１．１２に介してそれぞれ入力され、方位
制御器３８からの回頭モーメント指令信号Ｎはライン１
８に介して入力される。推力配分器４は、各推力発生装
置の運転および停止に応じて適当な演算を行なうことに
よシ、右舷プロペラ１０２への推力指令信号ｔ２と左舷
プロペラ１０３への推力指令信号ｔ３との和が合成推力
指令信号Ｘに等しく、バウスラスタ１０１への推力指令
信号ｔ１、ならびにスターンスラスタ１０４、右舷舵１
０５、および左舷舵１０６への推力指令信号ｔ４の和が
合成推力指令信号Ｙ〈等しく、さらに各推力発生装置お
よび舵が推力指令信号ｔ１．ｔ２゜ｔＢ、ｔ４に見合っ
た推力全発生した場合に生ずる回頭モーメントの和か回
頭モーメント指令信号Ｎに等しくなるように、推力指令
信号ｔ１〜ｔ４？出力する。
制御器３８からの回頭モーメント指令信号Ｎはライン１
８に介して入力される。推力配分器４は、各推力発生装
置の運転および停止に応じて適当な演算を行なうことに
よシ、右舷プロペラ１０２への推力指令信号ｔ２と左舷
プロペラ１０３への推力指令信号ｔ３との和が合成推力
指令信号Ｘに等しく、バウスラスタ１０１への推力指令
信号ｔ１、ならびにスターンスラスタ１０４、右舷舵１
０５、および左舷舵１０６への推力指令信号ｔ４の和が
合成推力指令信号Ｙ〈等しく、さらに各推力発生装置お
よび舵が推力指令信号ｔ１．ｔ２゜ｔＢ、ｔ４に見合っ
た推力全発生した場合に生ずる回頭モーメントの和か回
頭モーメント指令信号Ｎに等しくなるように、推力指令
信号ｔ１〜ｔ４？出力する。
推力配分器４で演算された推力指令信号ｔ１は、ライン
ｎ４に介して推力修正器６１に入力され、推力指令信号
ｔ２はラインＡ５’Ｔｈ介して推力修正器６２に入力さ
れる。推力指令信号ｔ３はライン１６を介して推力修正
器６３に入力され、推力指令信号ｔ４はライン１２７ｔ
−介して推力修正器６４に入力される。また推力指令信
号ｔ１〜ｔ４は、修正率演算器５へも入力される。
ｎ４に介して推力修正器６１に入力され、推力指令信号
ｔ２はラインＡ５’Ｔｈ介して推力修正器６２に入力さ
れる。推力指令信号ｔ３はライン１６を介して推力修正
器６３に入力され、推力指令信号ｔ４はライン１２７ｔ
−介して推力修正器６４に入力される。また推力指令信
号ｔ１〜ｔ４は、修正率演算器５へも入力される。
修正率演算器５では、後述する各種演算器によシ最大推
力修正率信号ξを演算する。
力修正率信号ξを演算する。
推力修正器６１〜６４においては、前記推力指令信号ｔ
１〜ｔ４に対し最大推力修正率信号ξを乗することによ
）、各推力発生装置が発生すべき推力を指令する修正推
力指令信号ｔ１〜ｔ４（ξｔ１〜ξｔ４ ） ｋ出力す
る。修正推力指令信号ｔ１はライン１８に介して推力制
御器７１に入力され、修正推力指令信号ｔ２はライン１
９を介して推力制御器７２に入力される。また修正推力
指令信号ｔ３は、ラインＡｌ（ｌ介して推力制御器７３
に入力される。前記修正推力指令信号ｔ１〜ｔ４のウチ
、スターンスラスタ１０４、右舷舵１０５および左舷舵
１０６に対する修正推力指令信号ｔ４についてはさらに
船尾推力配分器８に入力し、スターンスラスタ１０４に
対する修正推力指令信号ｔ４１と右舷舵１０５および左
舷舵１０６に対する修正推力指令信号ｔ４２とに分けて
出力する。
１〜ｔ４に対し最大推力修正率信号ξを乗することによ
）、各推力発生装置が発生すべき推力を指令する修正推
力指令信号ｔ１〜ｔ４（ξｔ１〜ξｔ４ ） ｋ出力す
る。修正推力指令信号ｔ１はライン１８に介して推力制
御器７１に入力され、修正推力指令信号ｔ２はライン１
９を介して推力制御器７２に入力される。また修正推力
指令信号ｔ３は、ラインＡｌ（ｌ介して推力制御器７３
に入力される。前記修正推力指令信号ｔ１〜ｔ４のウチ
、スターンスラスタ１０４、右舷舵１０５および左舷舵
１０６に対する修正推力指令信号ｔ４についてはさらに
船尾推力配分器８に入力し、スターンスラスタ１０４に
対する修正推力指令信号ｔ４１と右舷舵１０５および左
舷舵１０６に対する修正推力指令信号ｔ４２とに分けて
出力する。
推力制御器７１〜７４は、それぞれバウスラスタ１０１
．右舷プロペラ１０２、左舷プロペラ１０８、およびス
ターンスラスタ１０４の推力の制御をする。推力制御器
７１ではバウスラスタ１０１への修正推力指令信号ｔ１
１人力し、丁〒に見合った推力を発生するように翼角指
令信号θｌｆｔライン／１２ｔ−□介してバウスラスタ
１０１へ出力する。同様に推力制御器７２では、右舷プ
ロペラ１０２への修正推力指令信号ｔ２１人力して、翼
角指令信号θ２をラインｎ１３’Ｔｈ介して右舷プロペ
ラ１０２へ出力する。推力制御器７８では、左舷プロペ
ラ１０８への修正推力指令信号ｔ８’ｌｉ入力し、翼角
指令信号θ３を左舷プロペラ１０８ヘライン７１４を介
して出力する。推力缶０御ｇＡ７４では、船尾推力配分
器８でスターンスラスタｌＱ４に西己分された修正推力
指令信号［τ了をライン４１１を介して入力踵ｔ４１に
見合った推力？発生するように翼角指令信号θ４全ライ
ン１１５に介してスターンスラスタ１０４へ出力する。
．右舷プロペラ１０２、左舷プロペラ１０８、およびス
ターンスラスタ１０４の推力の制御をする。推力制御器
７１ではバウスラスタ１０１への修正推力指令信号ｔ１
１人力し、丁〒に見合った推力を発生するように翼角指
令信号θｌｆｔライン／１２ｔ−□介してバウスラスタ
１０１へ出力する。同様に推力制御器７２では、右舷プ
ロペラ１０２への修正推力指令信号ｔ２１人力して、翼
角指令信号θ２をラインｎ１３’Ｔｈ介して右舷プロペ
ラ１０２へ出力する。推力制御器７８では、左舷プロペ
ラ１０８への修正推力指令信号ｔ８’ｌｉ入力し、翼角
指令信号θ３を左舷プロペラ１０８ヘライン７１４を介
して出力する。推力缶０御ｇＡ７４では、船尾推力配分
器８でスターンスラスタｌＱ４に西己分された修正推力
指令信号［τ了をライン４１１を介して入力踵ｔ４１に
見合った推力？発生するように翼角指令信号θ４全ライ
ン１１５に介してスターンスラスタ１０４へ出力する。
舵角制御器９は、ライン１２０を介して入力された修正
推力指令信号ｔ４２に見合った船体中心線と直交する方
向の力が舵に作用するように何己角指令信号θ５をライ
ンβ１６を介して右舷蛇１０５へ、ライン１１７’に介
して舵角指令信号θ６を左舷舵１０６へ出力する。
推力指令信号ｔ４２に見合った船体中心線と直交する方
向の力が舵に作用するように何己角指令信号θ５をライ
ンβ１６を介して右舷蛇１０５へ、ライン１１７’に介
して舵角指令信号θ６を左舷舵１０６へ出力する。
ところで、舵に作用する力は単に舵角だけでなく舵の前
方に置かれるプロペラによっても影響を受けるので、舵
角制御器９へは右舷プロペラ１０２への修正推力指令信
号丁子をラインβ１９’に介して入力し、左舷プロペラ
１０８への修正推力指令信号丁子をライン１１８を介し
て入力し、各プロペラの発生推力に応じた舵角指令信号
θ５およびθ６を演算する。
方に置かれるプロペラによっても影響を受けるので、舵
角制御器９へは右舷プロペラ１０２への修正推力指令信
号丁子をラインβ１９’に介して入力し、左舷プロペラ
１０８への修正推力指令信号丁子をライン１１８を介し
て入力し、各プロペラの発生推力に応じた舵角指令信号
θ５およびθ６を演算する。
バウスラスタ１０１では、推力制御器７１からラインｎ
１２を介して出力される翼角指令信号０１を入力し、バ
ウスラスタ１０１の翼角を翼角指令信号θ１に見合った
直に制御することによシ、バウスラスタ１０１に対する
修正推力指令信号ｔ１に見合った推力全発生し、船体に
与える。同様にして右舷プロペラ１０２、左舷プロペラ
１０３、スターンスラスタ１０４、右舷舵１０５、左舷
舵１０６がおのおのに対応する修正推力指令信号に見合
った推力を船体に与える。
１２を介して出力される翼角指令信号０１を入力し、バ
ウスラスタ１０１の翼角を翼角指令信号θ１に見合った
直に制御することによシ、バウスラスタ１０１に対する
修正推力指令信号ｔ１に見合った推力全発生し、船体に
与える。同様にして右舷プロペラ１０２、左舷プロペラ
１０３、スターンスラスタ１０４、右舷舵１０５、左舷
舵１０６がおのおのに対応する修正推力指令信号に見合
った推力を船体に与える。
次に推力配分器４について説明する。推力配分器４によ
る推力指令信号の配分は、前記のように推力指令値の船
体中心線方向成分の和が合成推力指令信号Ｘに、船体中
心線と直交する方向の成分の和が合成推力指令信号Ｙに
、また各推力指令値の回頭モーメントに寄与する成分の
和か回頭モーメント指令信号Ｎに等しくなるように行う
ものであり、下記第１〜８式に基づきＸ、Ｙ、Ｎを与え
て推力指令信号ｔｌ、ｔ２．ｔ８．ｔ４を演算する。
る推力指令信号の配分は、前記のように推力指令値の船
体中心線方向成分の和が合成推力指令信号Ｘに、船体中
心線と直交する方向の成分の和が合成推力指令信号Ｙに
、また各推力指令値の回頭モーメントに寄与する成分の
和か回頭モーメント指令信号Ｎに等しくなるように行う
ものであり、下記第１〜８式に基づきＸ、Ｙ、Ｎを与え
て推力指令信号ｔｌ、ｔ２．ｔ８．ｔ４を演算する。
Ｘ＝ｔ２＋ｔ８ ・
・・（１）Ｙ＝ｔｌ＋ｔ４
・・・（２）Ｎ−β１ｔｌ＋ｎ２ｔ２＋ｎ８ｔ
８＋β４ｔ４ ・・・（３）第３式において１１，１
２．β３．１４はバウスラスタ１０１、右舷プロペラ１
０２、左舷プロペラ１０３、およびスターンスラスタ１
０４の各発生推力が回頭モーメントに寄与する係数を示
すものである。なお、右舷舵１０５および左舷舵１０６
によって生ずる船体中心線に直交する方向の力について
は、スターンスラスタ１０４０発生推力と加算し、両者
の合計に対する推力指令ｆｅｌｔ４とする。
・・（１）Ｙ＝ｔｌ＋ｔ４
・・・（２）Ｎ−β１ｔｌ＋ｎ２ｔ２＋ｎ８ｔ
８＋β４ｔ４ ・・・（３）第３式において１１，１
２．β３．１４はバウスラスタ１０１、右舷プロペラ１
０２、左舷プロペラ１０３、およびスターンスラスタ１
０４の各発生推力が回頭モーメントに寄与する係数を示
すものである。なお、右舷舵１０５および左舷舵１０６
によって生ずる船体中心線に直交する方向の力について
は、スターンスラスタ１０４０発生推力と加算し、両者
の合計に対する推力指令ｆｅｌｔ４とする。
前記第１〜第８式は、推力指令信号ｔ１〜ｔ４を未知数
とする線形連立方程式であるから、すべ推力指令信号ｔ
ｌ、ｔ２．ｔ８．ｔ４は、４×３行列（Ｔ）により第４
式で与えられる。
とする線形連立方程式であるから、すべ推力指令信号ｔ
ｌ、ｔ２．ｔ８．ｔ４は、４×３行列（Ｔ）により第４
式で与えられる。
よってバクスラスタ１０１、右舷プロペラ１０２、左舷
プロペラ１０３、およびスターンスラスタ１０４がすべ
て正常に運転中の場合の推力指令信号ｔ１〜ｔ４は、予
め与えられた４×３行列の演算、つまシ第４式により求
まる。
プロペラ１０３、およびスターンスラスタ１０４がすべ
て正常に運転中の場合の推力指令信号ｔ１〜ｔ４は、予
め与えられた４×３行列の演算、つまシ第４式により求
まる。
一部の推力発生装置が停止した場合についても同様にし
て、運転中の推力発生装置に対する推力指令信号の２乗
和を最小とする推力指令信号ｔ１〜ｔ４１与える別の行
列〔Ｔ′〕が求まる。
て、運転中の推力発生装置に対する推力指令信号の２乗
和を最小とする推力指令信号ｔ１〜ｔ４１与える別の行
列〔Ｔ′〕が求まる。
推力配分器４は、内蔵する配分率変更器４１において各
推力発生装置の運転または停止の状態を示す運転、停止
信号＄１〜Ｓ４に応じて第４式の行列〔Ｔ′３を変更す
ることによシ、常に合成推力指令信号Ｘ、Ｙおよび回頭
モーメント指令信号Ｎを実現するように推力指令信号ｔ
１．−ｔ４を演算するものでおる。ところで推力配分器
４においては、各推力発生装置の能力にかかわらず合成
推力指令信号Ｘ、Ｙおよび回頭モーメント指令信号Ｎｔ
＝実現するために必要な推力指令信号ｔ１〜ｔ４を各推
力発生装置に配分するが、これら推力指令信号が各推力
発生装置に対し、予め与えられた許容最大推力を越える
場合に修正を施すのが８正率演算器５および推力修正器
６１〜６４である。
推力発生装置の運転または停止の状態を示す運転、停止
信号＄１〜Ｓ４に応じて第４式の行列〔Ｔ′３を変更す
ることによシ、常に合成推力指令信号Ｘ、Ｙおよび回頭
モーメント指令信号Ｎを実現するように推力指令信号ｔ
１．−ｔ４を演算するものでおる。ところで推力配分器
４においては、各推力発生装置の能力にかかわらず合成
推力指令信号Ｘ、Ｙおよび回頭モーメント指令信号Ｎｔ
＝実現するために必要な推力指令信号ｔ１〜ｔ４を各推
力発生装置に配分するが、これら推力指令信号が各推力
発生装置に対し、予め与えられた許容最大推力を越える
場合に修正を施すのが８正率演算器５および推力修正器
６１〜６４である。
操縦装置は、推力設定器から出力される合成推力指令信
号および方位制御器から出力される回頭モーメント指令
信号全受信し、運転中の各推力発生装置へ指令する各推
力指令信号を出力する推力配分器４の推力配分演算機能
を行列演算器で構成することによシ、各推力発生装置へ
指令される推力指令信号の２乗和か最小となる配分演算
ヲ行わせている。
号および方位制御器から出力される回頭モーメント指令
信号全受信し、運転中の各推力発生装置へ指令する各推
力指令信号を出力する推力配分器４の推力配分演算機能
を行列演算器で構成することによシ、各推力発生装置へ
指令される推力指令信号の２乗和か最小となる配分演算
ヲ行わせている。
第３図は修正凍演算器５の詳細図である。単位設定器５
０１は信号ξＯ（＝１ ’）ｋ出力する。絶対値演算器
５１１〜５１４は、推力配分器４で配分された推力指令
信号ｔ１〜ｔ４について推力指令信号の絶対値Ｔ１〜Ｔ
４’に演算する。最大推力設定器５２１〜５２４は、各
推力発生装置ごとに許容最大推力ＴＳＩ〜ＴＳ４’に設
定する。除算器５３１〜５３４はξ１〜ξ４（＝ＴＳ１
／Ｔｌ〜ＴＳ４／’ｌ’４）’！ｉ−演算する。低位選
択器５００は、除算器５３１〜５８４の出力ξ１〜ξ４
および単位設定器５０１の出力ξ０（＝１）の中の最小
匝、すなわち最大の修正全必要とする修正率を選択し、
最大推力修正率信号ξとして出力する。
０１は信号ξＯ（＝１ ’）ｋ出力する。絶対値演算器
５１１〜５１４は、推力配分器４で配分された推力指令
信号ｔ１〜ｔ４について推力指令信号の絶対値Ｔ１〜Ｔ
４’に演算する。最大推力設定器５２１〜５２４は、各
推力発生装置ごとに許容最大推力ＴＳＩ〜ＴＳ４’に設
定する。除算器５３１〜５３４はξ１〜ξ４（＝ＴＳ１
／Ｔｌ〜ＴＳ４／’ｌ’４）’！ｉ−演算する。低位選
択器５００は、除算器５３１〜５８４の出力ξ１〜ξ４
および単位設定器５０１の出力ξ０（＝１）の中の最小
匝、すなわち最大の修正全必要とする修正率を選択し、
最大推力修正率信号ξとして出力する。
最大推力設定器５２１〜５２４では各推力発生装置の許
容最大推力ＴＳＩ〜ＴＳ４を設定するのではあるが、ス
ターンスラスタ１０４に対する最大推力設定器５２４に
ついては、スターンスラスタ１０４、右舷舵１０５およ
び左舷舵１０６にも含めて設定する。
容最大推力ＴＳＩ〜ＴＳ４を設定するのではあるが、ス
ターンスラスタ１０４に対する最大推力設定器５２４に
ついては、スターンスラスタ１０４、右舷舵１０５およ
び左舷舵１０６にも含めて設定する。
修正率演算器５において、推力配分器４がら出力される
推力指令信号ｔ１〜ｔ４の絶対値Ｔ１〜Ｔ４がすべて許
容最大推力ＴＳＩ〜ＴＳ４よシ小さい場合には、除算器
５３１〜何３４の出力ξ１〜ξ４はすべて１より大きく
な夛、低位選択器５００においては最大修正率信号ξと
してξ０（＝１）が選択される。したがって推力配分器
４がら出力される推力指令信号ｔ１〜ｔ４は、推力修正
器６１〜６４で変更されることはない。
推力指令信号ｔ１〜ｔ４の絶対値Ｔ１〜Ｔ４がすべて許
容最大推力ＴＳＩ〜ＴＳ４よシ小さい場合には、除算器
５３１〜何３４の出力ξ１〜ξ４はすべて１より大きく
な夛、低位選択器５００においては最大修正率信号ξと
してξ０（＝１）が選択される。したがって推力配分器
４がら出力される推力指令信号ｔ１〜ｔ４は、推力修正
器６１〜６４で変更されることはない。
しかるに推力指令信号ｔ１〜ｔ４のいずれがが対応する
許容最大推力ＴＳＩ〜ＴＳ４よシ大きい場合、たとえば
バウスラスタ１０１に対する推力指令信号ｔ１の絶対＠
ＴＩのみが許容最大推力ＴＳ１よシ大きｂ場合には、除
筑器５３１の出力ξ１ （＝ Ｔ Ｓ”ｌ／Ｔｌ ）、
がξ１〈１となるため、低位選択器５００では最大修正
率信号ξとしてξ１（〈１）が選択される。このため推
力配分′ａ４から出力される推力指令信号ｔ １ 、
ｔ ４は、すべて対応する推力修正器６１〜６４におい
て同一比率ξ（＝ＴＳ１／ＴＩ）で縮小されることにな
る。すなわち、推力修正器６１〜６４、がら出力される
修正推力指令信号ｔ１〜ｔ４の絶対算は、許容最大推力
を越えたｔｌについて１工〒１＝Ｔｓ１とな９、他のｔ
２〜ｔ４については°込ずれも許容最大推力Ｔｓ２〜Ｔ
Ｓ４よシ小さくなる。この場合には、修正推力指令信号
ｔ１〜ｔ４にょシ各推カ発生装置および舵が発生する推
力は、もはや合成推力指令信号Ｘ、Ｙおよび回頭モーメ
ント指令信号Ｎに見合ったものではなくなる。このよう
な場合においても、修正推力指令信号［Ｔ〜［■が推力
配分器４から出力される推力指令信号ｔ１〜ｔ４に一定
の最大推力修正率信号ξを乗じたものであることから、
第５式で示すようになる。
許容最大推力ＴＳＩ〜ＴＳ４よシ大きい場合、たとえば
バウスラスタ１０１に対する推力指令信号ｔ１の絶対＠
ＴＩのみが許容最大推力ＴＳ１よシ大きｂ場合には、除
筑器５３１の出力ξ１ （＝ Ｔ Ｓ”ｌ／Ｔｌ ）、
がξ１〈１となるため、低位選択器５００では最大修正
率信号ξとしてξ１（〈１）が選択される。このため推
力配分′ａ４から出力される推力指令信号ｔ １ 、
ｔ ４は、すべて対応する推力修正器６１〜６４におい
て同一比率ξ（＝ＴＳ１／ＴＩ）で縮小されることにな
る。すなわち、推力修正器６１〜６４、がら出力される
修正推力指令信号ｔ１〜ｔ４の絶対算は、許容最大推力
を越えたｔｌについて１工〒１＝Ｔｓ１とな９、他のｔ
２〜ｔ４については°込ずれも許容最大推力Ｔｓ２〜Ｔ
Ｓ４よシ小さくなる。この場合には、修正推力指令信号
ｔ１〜ｔ４にょシ各推カ発生装置および舵が発生する推
力は、もはや合成推力指令信号Ｘ、Ｙおよび回頭モーメ
ント指令信号Ｎに見合ったものではなくなる。このよう
な場合においても、修正推力指令信号［Ｔ〜［■が推力
配分器４から出力される推力指令信号ｔ１〜ｔ４に一定
の最大推力修正率信号ξを乗じたものであることから、
第５式で示すようになる。
修正推力指令信号ｔ１〜ｔ４に基づく合成推力の方向は
、推力設定器１で設定した合成推力指令信号の方向と同
じになる。
、推力設定器１で設定した合成推力指令信号の方向と同
じになる。
本発明の一実施例の各推力発生装置としてバウスラスタ
１０１ 、 右舷プロペラ１０２、左舷プロペラ１０３
、スターンスラスタ１０４、右舷舵１０５、および左舷
舵１０６を使用したが、他の実施例として他の種類の推
力発生装置および舵を用いてもよい。また本件実施例で
は、各推力発生装置はすべて翼角を変「ヒさせることに
よシ発生推力を操作するものであったが、回転数を変（
ヒさせることによシ発生推力を操作するもの、もしくは
回転数と翼角との両方を変化させることによシ発生推力
を操作するものとしても同様の効果が得られる。
１０１ 、 右舷プロペラ１０２、左舷プロペラ１０３
、スターンスラスタ１０４、右舷舵１０５、および左舷
舵１０６を使用したが、他の実施例として他の種類の推
力発生装置および舵を用いてもよい。また本件実施例で
は、各推力発生装置はすべて翼角を変「ヒさせることに
よシ発生推力を操作するものであったが、回転数を変（
ヒさせることによシ発生推力を操作するもの、もしくは
回転数と翼角との両方を変化させることによシ発生推力
を操作するものとしても同様の効果が得られる。
以上のように本発明に従う操縦装置では、修正推力指令
信号により各推力発生装置および舵が発生する合成推力
を制御し、船体の方位が変えられ、またいずれかの推力
発生装置の能力ｔｈ回る操作との要求に対しても、推力
設定器１で予め設定した推力の方向と前記各推力発生装
置および舵が発生する合成推力の方向とに差異が生ずる
のを防止している。
信号により各推力発生装置および舵が発生する合成推力
を制御し、船体の方位が変えられ、またいずれかの推力
発生装置の能力ｔｈ回る操作との要求に対しても、推力
設定器１で予め設定した推力の方向と前記各推力発生装
置および舵が発生する合成推力の方向とに差異が生ずる
のを防止している。
この操縦装置は、推力配分器４に各推力発生装置の運転
または停止状態を判別する信号によって、推力配分器４
から各推力発生装置に対して指令する各推力指令信号の
配分率を変更する機能を有する配分率変更器４１を内蔵
している。その配分率変更器４１によって、推力発生装
置の運転台数を変更した場合にも推力設定器１および方
位設定器３２の設定変更を行うことなく、推力設定器１
で予め設定した推力の方向と各推力発生装置および舵の
発生する合成推力の方向とが常に一致することができる
。
または停止状態を判別する信号によって、推力配分器４
から各推力発生装置に対して指令する各推力指令信号の
配分率を変更する機能を有する配分率変更器４１を内蔵
している。その配分率変更器４１によって、推力発生装
置の運転台数を変更した場合にも推力設定器１および方
位設定器３２の設定変更を行うことなく、推力設定器１
で予め設定した推力の方向と各推力発生装置および舵の
発生する合成推力の方向とが常に一致することができる
。
したがって本発明によれば、要約すると、操船のために
操作とで設定された推力の１直および方向と各推力発生
装置からの推力および方向とが一致するように絶えず修
正を行なっているので操作感覚に合致した操縦ができ、
操作感覚の誤υなどによる無駄な方向や速度の修正がな
くなシ燃料や時間の節約ができる。なお本発明は、既存
の機械式、電気式、および電子式などの演算要素を組合
せる ゛だけてなく、一部もしくは全部の演算を電子
計算機で実行させてもよい。
操作とで設定された推力の１直および方向と各推力発生
装置からの推力および方向とが一致するように絶えず修
正を行なっているので操作感覚に合致した操縦ができ、
操作感覚の誤υなどによる無駄な方向や速度の修正がな
くなシ燃料や時間の節約ができる。なお本発明は、既存
の機械式、電気式、および電子式などの演算要素を組合
せる ゛だけてなく、一部もしくは全部の演算を電子
計算機で実行させてもよい。
第１図は本発明の一実施例の船舶などの操縦装置１０７
の系統図、第２図は本発明の一実施例である操縦装置１
０７のブロック図、第８図は修正率演算器５の詳細なブ
ロック図である。 １・・・推力設定器、４・・・推力配分器、５・・・修
正率演算器、８・・・船尾推力配分器、９・・・舵角演
算器、３１・・・方位検出器、３２・・・方位設定器、
３３・・・方位制御器、４１・・・配分率変更器、６１
〜６４・・・推力修正器、７１〜７４・・・推力制御器
、１０７・・・操縦装置 第１図
の系統図、第２図は本発明の一実施例である操縦装置１
０７のブロック図、第８図は修正率演算器５の詳細なブ
ロック図である。 １・・・推力設定器、４・・・推力配分器、５・・・修
正率演算器、８・・・船尾推力配分器、９・・・舵角演
算器、３１・・・方位検出器、３２・・・方位設定器、
３３・・・方位制御器、４１・・・配分率変更器、６１
〜６４・・・推力修正器、７１〜７４・・・推力制御器
、１０７・・・操縦装置 第１図
Claims (3)
- （１）舵、スラスタ、およびプロペラなどの推力発生装
置１［する船舶などの操縦装置において、船舶などの操
船との要求を満足させるに必要な推力を設定する推力設
定器と、 船体の方位全検出する方位検出器と、 船体の方位を設定する方位設定器と、 該方位検出器から出力される方位信号と該方位設定器か
ら出力される方位指令信号とを受信して、船体を該方位
設定器で指令した方位に保つために必要な回頭モーメン
ト金演算する方位制御器と、該推力設定器から出力され
る合成推力指令信号と該方位制御器から出力される口頭
モーメント指令信号とを受信し、各推力発生装置および
舵に対し必要な推力指令信号に分解し配分する推力配分
器と、 該推力配分器から出力される推力指令信号と別途設定し
た各推力発生装置および舵の許容最大推力と全比較し、
各推力指令信号に修正を刃口えるための各修正率を演算
するとともに、各推力指令信号に対する修正率のうち最
大の修正を必要とする修正率を選択し、最大推力修正率
信号として出力する修正率演算器と、 該推力配分器から出力される推力指令信号を入力し、さ
らＶｃ該修正率演算器から出力される最大推力修正率信
号に応答し、各推力指令信号による各推力がいずれも許
容最大推力以内におさまるようにするだめの修正演算を
施し、修正推力指令信号を出力する推力修正器と、 該修正推力指令信号から舵に対する修正推力指 ゛令信
号を演算する船尾推力配分器と、 船尾推力配分器から出力される舵に対する修正推力指令
信号とこの舵の前方に設置される推力発生装置に対する
該修正推力指令信号を受信し必要な舵角を演算し、かつ
出力する舵角制御器とから成ることを特徴とする船舶な
どの操縦装置。 - （２）該推力配分器は、各推力発生装置の運転または停
止状態を判別する信号によって推力配分器から各推力発
生装置および舵に対して指令される各推力指令信号の配
分率を変更する機能を有する配分率変更器を各むことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の船舶などの操縦
装置。 - （３）推力設定器から出力される合成推力指令信号およ
び方位制御器から出力される１頭モーメント指令信号全
受信し、運転中の各推力発生装置へ指令する各推力指令
信号全出力する推力配分器の推力配分演算機能を行列演
算器で構成することを特徴とする特許請求の範囲第１項
または第２項記載の船舶などの操縦装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20508282A JPS5996096A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 船舶の操縦装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20508282A JPS5996096A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 船舶の操縦装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5996096A true JPS5996096A (ja) | 1984-06-02 |
| JPH0258156B2 JPH0258156B2 (ja) | 1990-12-06 |
Family
ID=16501120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20508282A Granted JPS5996096A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 船舶の操縦装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5996096A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59102692A (ja) * | 1982-12-06 | 1984-06-13 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 推力発生装置の過負荷保護装置 |
| JPS63151399U (ja) * | 1987-03-26 | 1988-10-05 | ||
| JPH01314694A (ja) * | 1988-06-14 | 1989-12-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 舶用自動回動制御装置 |
| JPH06344986A (ja) * | 1993-06-14 | 1994-12-20 | Kuniharu Ose | 自動操船装置 |
| JPH06344985A (ja) * | 1993-06-14 | 1994-12-20 | Kuniharu Ose | 自動操船装置 |
| JP2001219899A (ja) * | 2000-02-08 | 2001-08-14 | Hitachi Zosen Corp | 推力発生器の制御方法および制御装置 |
| JP2008174173A (ja) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Ihi Corp | バウスラスタを有する２軸２舵船の推力制御方法及び装置 |
| JP2008184127A (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-14 | Ihi Corp | バウスラスタと旋回式スラスタを有する２軸船の推力制御方法及び装置 |
| JP2009179087A (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-13 | Ihi Corp | 旋回式スラスタ船の推力制御方法及び装置 |
| WO2019159289A1 (ja) * | 2018-02-15 | 2019-08-22 | 本田技研工業株式会社 | 操船支援装置及び船外機 |
-
1982
- 1982-11-22 JP JP20508282A patent/JPS5996096A/ja active Granted
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59102692A (ja) * | 1982-12-06 | 1984-06-13 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 推力発生装置の過負荷保護装置 |
| JPS63151399U (ja) * | 1987-03-26 | 1988-10-05 | ||
| JPH01314694A (ja) * | 1988-06-14 | 1989-12-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 舶用自動回動制御装置 |
| JPH06344986A (ja) * | 1993-06-14 | 1994-12-20 | Kuniharu Ose | 自動操船装置 |
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| JP2001219899A (ja) * | 2000-02-08 | 2001-08-14 | Hitachi Zosen Corp | 推力発生器の制御方法および制御装置 |
| JP2008174173A (ja) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Ihi Corp | バウスラスタを有する２軸２舵船の推力制御方法及び装置 |
| JP2008184127A (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-14 | Ihi Corp | バウスラスタと旋回式スラスタを有する２軸船の推力制御方法及び装置 |
| JP2009179087A (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-13 | Ihi Corp | 旋回式スラスタ船の推力制御方法及び装置 |
| WO2019159289A1 (ja) * | 2018-02-15 | 2019-08-22 | 本田技研工業株式会社 | 操船支援装置及び船外機 |
| JPWO2019159289A1 (ja) * | 2018-02-15 | 2020-10-22 | 本田技研工業株式会社 | 操船支援装置及び船外機 |
| US11198495B2 (en) | 2018-02-15 | 2021-12-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Boat maneuvering support device and outboard motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0258156B2 (ja) | 1990-12-06 |
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