JPS61241294A - Fin-stabilizer device for vessel - Google Patents
Fin-stabilizer device for vesselInfo
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- JPS61241294A JPS61241294A JP8196385A JP8196385A JPS61241294A JP S61241294 A JPS61241294 A JP S61241294A JP 8196385 A JP8196385 A JP 8196385A JP 8196385 A JP8196385 A JP 8196385A JP S61241294 A JPS61241294 A JP S61241294A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、船体に装備されたフィンの迎角を調整するこ
とにより船体の動揺(m揺れや縦揺れ)を抑制する舶用
フィンスタビライザ装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a marine fin stabilizer device that suppresses ship body sway (m sway and pitching) by adjusting the angle of attack of fins installed on the ship body. .
一般に、波浪中を航行する船舶は、波によって横揺れ運
動(ローリング)を誘発される。かかる運動を抑制する
ために両舷に装備された操作端(フィン)の迎角を制御
する装置、即ちフィンスタビライザ装置が提案されてい
る。Generally, a ship sailing through waves is induced to roll by the waves. In order to suppress such movement, a device for controlling the angle of attack of operating ends (fins) provided on both sides, ie, a fin stabilizer device, has been proposed.
、第2図にフィンスタビライザ装置の基本的な構成図を
示す。かかる舶用フィンスタビライザ装置では、船体B
のロール角速度(動揺角速度)JRを検出するロール角
速度計6.船体Bの傾斜(傾斜角)θNを検出する傾斜
計8および船速VLを検出する船速計7からの信号が、
演算処理部1へ入力され、この演算処理部1が選択され
たモードに従った演算を行ない、フィン角指令信号θD
をサーボアンプ2へ出力するようになっている。その後
はサーボアンプ2にて増幅されたフィン角指令の信号が
油圧装置(フィン駆動装置)3へ供給され、これにより
船体動揺抑制用フィン4を駆動し、その結果、フィン4
の迎角が変更され調整されるようになっている。なお、
フィン4は、船首部寄り部分のほか、船尾部寄り部分に
も左右一対設けられる。, FIG. 2 shows a basic configuration diagram of the fin stabilizer device. In such a marine fin stabilizer device, the hull B
Roll angular velocity meter that detects the roll angular velocity (oscillation angular velocity) JR of 6. Signals from the inclinometer 8 that detects the inclination (inclination angle) θN of the hull B and the speedometer 7 that detects the ship speed VL are
The input signal is input to the calculation processing unit 1, which performs calculation according to the selected mode, and generates the fin angle command signal θD.
is output to servo amplifier 2. Thereafter, the fin angle command signal amplified by the servo amplifier 2 is supplied to the hydraulic device (fin drive device) 3, which drives the hull vibration suppression fin 4, and as a result, the fin 4
The angle of attack has been changed and adjusted. In addition,
A pair of left and right fins 4 are provided not only at a portion near the bow but also at a portion near the stern.
また、フィン角指示計5が設けられており1.二のフィ
ン角指示計5は笑フィン角θFをサーボアンプ2側にフ
ィードバック(負帰還)し、フィン翼角を制御するとと
もに、演算処理部1へ実フィン角θF(第2図のサイフ
ィクス1〜4は船体の前後左右に合計4つ設けられた各
フィンの実フィン角である)を入力し、この演算処理部
1にて実フィン角を表示することが行なわれる。Furthermore, a fin angle indicator 5 is provided.1. The second fin angle indicator 5 feeds back the fin angle θF to the servo amplifier 2 side (negative feedback) to control the fin blade angle, and also sends the actual fin angle θF to the arithmetic processing unit 1 (the fin angle θF shown in FIG. 2). .about.4 is the actual fin angle of each of the four fins provided on the front, rear, left, and right sides of the hull), and the arithmetic processing section 1 displays the actual fin angle.
上記のようにして、フィン4の迎角が調整されることに
より、船体ローリングが抑制されるが、従来のフィンス
タビライザ装置の制御は、自然傾斜モードによる制御方
式が一般的である。すなわちこれは、自然傾斜軸を基準
としてfilI4i!れ運動の抑制を行なうもので、ロ
ール角速度θRからフィン角指令θDが合成されるよう
にしたものである。As described above, hull rolling is suppressed by adjusting the angle of attack of the fins 4, but conventional fin stabilizer devices are generally controlled using a natural tilt mode. That is, filI4i! with respect to the natural tilt axis! The fin angle command θD is synthesized from the roll angular velocity θR.
その算式は次の通りである。The formula is as follows.
ここで、KPは比例ゲイン、TIは積分時間、TDは微
分時間、Sはラプラス変換演算子である。Here, KP is a proportional gain, TI is an integral time, TD is a differential time, and S is a Laplace transform operator.
」二式の制御ブロック図をPt53図に示す。A control block diagram of the two types is shown in diagram Pt53.
なお、第3図において、符号9,10はA/D変換器、
11.12はフィルタ処理部13のフィルタ、14は船
速処理部、15は比例ゲイン計算部」6゜積分ディン計
算部17および微分時間計算部18を有するゲイン処理
部、19は上記(1)式を演算する制御処理部、20は
操作制御ブロック部(油圧装置3やフィン4を含む)を
示している。In addition, in FIG. 3, symbols 9 and 10 are A/D converters,
11. 12 is a filter of the filter processing section 13, 14 is a ship speed processing section, 15 is a proportional gain calculation section; 19 is a gain processing section having an integral din calculation section 17 and a differential time calculation section 18; Reference numeral 20 indicates an operation control block section (including the hydraulic device 3 and the fins 4), which is a control processing section that calculates the equation.
しかしながら、従来の舶用フィンスタビライザ′fcr
aで採用さ゛れている自然傾斜モードによる制御方式は
、ロール角速度をOにする制御であり、船の傾斜を考慮
していないため、制御初期の段階で船がある方向に傾斜
していた場合は、その傾斜がいつまでも維持されて、船
体Bの姿勢が鉛直に戻らないという問題点がある。However, the conventional marine fin stabilizer 'fcr
The control method using the natural tilt mode adopted in a is a control that sets the roll angular velocity to O, and does not take the tilt of the ship into account, so if the ship is tilting in a certain direction at the initial stage of control, , there is a problem that the inclination is maintained forever and the posture of the hull B does not return to vertical.
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、常に船体の姿勢を鉛直に保持しながら船体動揺を抑制
できるようにした、舶用フィンスタビライザ装置を提供
することを目的とする。The present invention is intended to solve these problems, and an object of the present invention is to provide a marine fin stabilizer device that is capable of suppressing ship sway while always maintaining a vertical attitude of the ship.
このため、本発明の舶用フィンスタビライザ装置は、船
体に迎角の調整可能な船体動揺抑制用フィンと、同フィ
ンの迎角を変更するためのフィン駆動装置とをそなえ、
上記船体の動揺角速度を検出する動揺角速度検出手段と
、上記船体の傾斜角を検出する傾斜角検出手段とが設け
られるとともに、上記の動揺角速度検出手段および傾斜
角検出手段からの検出信号に基づき上記船体の姿勢を鉛
直に保持するための制御信号を上記フィン駆動装置へ出
力する制御手段が設けられたことを特徴としている。For this reason, the marine fin stabilizer device of the present invention is provided with a fin for suppressing hull oscillation whose angle of attack is adjustable, and a fin drive device for changing the angle of attack of the fin.
A rocking angular velocity detecting means for detecting the rocking angular velocity of the hull and a tilting angle detecting means for detecting the tilting angle of the hull are provided, and based on detection signals from the rocking angular velocity detecting means and the tilting angle detecting means. The present invention is characterized in that a control means is provided for outputting a control signal to the fin drive device to maintain the vertical attitude of the hull.
上述の本発明の舶用フィンスタビライザ装置では、動揺
角速度検出手段および傾斜角検出手段に基づき船体の姿
勢を鉛直に保持するための制御信号が制御手段からフィ
ン駆動装置へ出力される。In the above-described marine fin stabilizer device of the present invention, a control signal for maintaining the posture of the ship vertically is output from the control device to the fin drive device based on the oscillation angular velocity detection device and the inclination angle detection device.
これによりフィンの迎角が船体の姿勢を鉛直に保持する
ように調整される。As a result, the angle of attack of the fins is adjusted to maintain the vertical attitude of the hull.
以下、図面により本発明の一実施例としての舶用フィン
スタビライザ装置について説明すると、第1図はその制
御ブロック図であり、第1図中、第2,3図と同じ符号
はほぼ同様の部分を示す。Hereinafter, a marine fin stabilizer device as an embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings. FIG. 1 is a control block diagram thereof, and in FIG. 1, the same reference numerals as in FIGS. show.
本装置の場合も、その基本枯或は第1図に示すものとほ
ぼ同じである。すなわち船体Bに迎角の調整可能な船体
動揺抑制用フィン4が例えば合計4個設けられており、
さらに各フィン4の迎角を変更するための油圧装置(フ
ィン駆動装置)3が設けられている。The basic structure of this device is almost the same as that shown in FIG. That is, the hull B is provided with, for example, a total of four fins 4 for suppressing hull oscillation, the angle of attack of which can be adjusted.
Furthermore, a hydraulic device (fin drive device) 3 for changing the angle of attack of each fin 4 is provided.
また、船体Bのロール角速度(動揺角速度)aRを検出
するロール角速度計(動揺角速度検出手段)6、船体B
の傾斜角θNを検出する傾斜計(傾斜角検出手段)8お
よび船速VLを検出する船速計7が設けられていて、こ
れらのロール角速度計6.船速計7.傾斜計8からの検
出信号は演算処理?)ISIへ入力されるようになって
いる。Further, a roll angular velocity meter (swaying angular velocity detection means) 6 for detecting the roll angular velocity (swaying angular velocity) aR of the hull B;
An inclinometer (inclination angle detection means) 8 for detecting the inclination angle θN of the ship and a ship speed meter 7 for detecting the ship speed VL are provided, and these roll angular velocity meters 6. Ship speedometer7. Is the detection signal from inclinometer 8 processed by calculation? ) is input to ISI.
そして、演算処理部1からはフィン角指令信号θ0が出
力され、この信号がサーボアンプ2で増幅されて油圧装
置3へ出力されるようになっていしかしながら、本装置
では、第3図で説明した自然傾斜モードによる制御方式
の欠点を補うために、この自然傾斜モード制御系に第1
図に示すごとく、強制的に船体Bの姿勢を鉛直に保持す
るための傾斜角θNによる制御系(強制直立モードと称
す)を加元な点が従来のものと異なる。Then, a fin angle command signal θ0 is output from the arithmetic processing unit 1, and this signal is amplified by the servo amplifier 2 and output to the hydraulic device 3. However, in this device, the fin angle command signal θ0 is In order to compensate for the drawbacks of the natural slope mode control system, the first
As shown in the figure, this differs from the conventional one in that it uses a control system (referred to as forced upright mode) based on the inclination angle θN for forcibly maintaining the attitude of the hull B vertically.
すなわちこの強制直立モードによれば、傾斜計8からの
船体Bの傾斜角θNをA/D変換器21でA/D変換し
、フィルタ22で処理した後、制御処理部23内で船型
によって定まる調整用パラメータK。を加えて、前述の
自然傾斜モードに付加し、フィン角指令値θDを合成算
出するのである。かかる制御処理部23内でなされる演
算の算式は次の通りである。That is, according to this forced upright mode, the inclination angle θN of the hull B from the inclinometer 8 is A/D converted by the A/D converter 21, processed by the filter 22, and then determined by the ship shape in the control processing section 23. Adjustment parameter K. is added to the above-mentioned natural inclination mode, and the fin angle command value θD is synthetically calculated. The formula for the calculation performed within the control processing section 23 is as follows.
・・(2)
ここで、KPは比例ゲイン、TIは積分時間、TDは微
分時間、Sはラプラス変換演算子、θRはロール角速度
、Koは調整パラメータ、θNは傾斜角を示す。(2) Here, KP is a proportional gain, TI is an integral time, TD is a differential time, S is a Laplace transform operator, θR is a roll angular velocity, Ko is an adjustment parameter, and θN is a tilt angle.
このようにして、制御処理部23はロール角速度計6お
よび傾斜計8からの検出信号に基づき上記(2)式を演
算して船体Bの姿勢を鉛直に保持するための制御信号を
操作制御ブロック部20(この操作制御ブロック部20
は油圧装置3やフィン4を含む)へ出力する制御手段を
構成するのである。In this way, the control processing unit 23 calculates the above equation (2) based on the detection signals from the roll angular velocity meter 6 and the inclinometer 8, and generates a control signal for maintaining the vertical attitude of the hull B into the control block. section 20 (this operation control block section 20
constitutes a control means for outputting to the hydraulic device 3 and fins 4).
なお、自然傾斜モードおよび強制直立モードでのKP、
T、、TDはそれぞれ異なる値である。In addition, KP in natural tilt mode and forced upright mode,
T, TD are different values.
このように、自然傾斜軸を基準として横揺れ運動の抑制
を行なう自然傾斜モードに傾斜角を入力信号として船の
姿勢を鉛直に保つための制御モード(強制直立モード)
を加え、さらに船速をベースに制御パラメータを決定し
、船のロール角および傾斜角を抑制することが行なわれ
る。即ち船の姿勢を鉛直に保つため自然傾斜信号と傾斜
角との両方よりフィン4の迎角を合成することが行なわ
れるのである。In this way, the control mode (forced upright mode) uses the heel angle as an input signal to maintain the ship's attitude vertically in the natural heel mode, which suppresses rolling motion based on the natural heel axis.
In addition, control parameters are determined based on the ship's speed to suppress the ship's roll angle and heel angle. That is, in order to maintain the vertical attitude of the ship, the angle of attack of the fin 4 is synthesized from both the natural heeling signal and the heeling angle.
このようにしで、鉛直に船体を保持することができるた
め、船の推進性能を向上させ、優れた省燃費効果が発揮
されるとともに、ヘリコプタ−等の着船時等における安
全性の確保がはかれる。In this way, the hull can be held vertically, which improves the ship's propulsion performance, achieves excellent fuel efficiency, and ensures safety when landing helicopters, etc. .
また、傾斜角に調整用パラメータK。を設け、船型によ
り船体のローリング運動特性の変化に対する適応性をも
たせているので、種々の船舶に対し適応できる。In addition, there is a parameter K for adjusting the inclination angle. It is possible to adapt to changes in the rolling motion characteristics of the hull depending on the hull shape, so it can be adapted to a variety of ships.
なお、本装置によって、ローリングに限らず、ピッチン
グやヨーイングあるいはヒービングを抑制することもで
きる。Note that this device can suppress not only rolling but also pitching, yawing, and heaving.
以上詳述したように、本発明の舶用フィンスタビライザ
装置によれば、船体に迎角の調整可能な船体動揺抑制用
フィンと、同フィンの迎角を変更するためのフィン駆動
装置とをそなえ、上記船体の動揺角速度を検出する動揺
角速度検出手段と、上記船体の傾斜角を検出する傾斜角
検出手段とが設けられるとともに、上記の動揺角速度検
出手段および傾斜角検出手段からの検出信号に基づき上
記船体の姿勢を鉛直に保持するための制御信号を上記フ
ィン駆動装置へ出力する制御手段が設けられるという簡
素な構成で、船体動揺を十分に抑制しながら、船体の姿
勢を鉛直に保持できる利点がある。As described in detail above, according to the marine fin stabilizer device of the present invention, the ship body is provided with a hull vibration suppressing fin whose angle of attack is adjustable, and a fin drive device for changing the angle of attack of the fin, A rocking angular velocity detecting means for detecting the rocking angular velocity of the hull and a tilting angle detecting means for detecting the tilting angle of the hull are provided, and based on detection signals from the rocking angular velocity detecting means and the tilting angle detecting means. With a simple configuration that includes a control means for outputting a control signal to the fin drive device to maintain the hull attitude vertically, it has the advantage of being able to maintain the hull attitude vertically while sufficiently suppressing hull oscillation. be.
第1図は本発明の一実施例としての舶用フィンスタビラ
イザ装置の制御ブロック図であり、第2図は舶用フィン
スタビライザ装置の概略溝成図であり、第3図は従来の
舶用フィンスタビライザ装置の制御ブロック図である。
1・・演算処理部、2・・サーボアンプ、3・・フィン
駆動装置としての油圧装置、4・・船体動揺抑制用フィ
ン、5・・フィン角指示計、6・・ロール角速度計(動
揺角速度検出手段)、7・・船速計、8・・傾斜計(傾
斜角検出手段)、9,10・・A/D変換器、11.1
2・・フィルタ、13・・フィルタ処理部、14・・船
速処理部、15・・ゲイン処理部、16・・比例ゲイン
計算部、17・・積分ディン計算部、18・・微分時間
計算部、20・・操作制御ブロック部、21・・A/D
変換器、22・・フィルタ、23・・制御処環部(制御
手段)、B・・船体。FIG. 1 is a control block diagram of a marine fin stabilizer device as an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic groove diagram of the marine fin stabilizer device, and FIG. 3 is a conventional marine fin stabilizer device. It is a control block diagram. 1. Arithmetic processing unit, 2. Servo amplifier, 3. Hydraulic system as fin drive device, 4. Fin for suppressing hull oscillation, 5. Fin angle indicator, 6. Roll angular velocity meter (oscillation angular velocity Detection means), 7... Ship speedometer, 8... Inclinometer (inclination angle detection means), 9, 10... A/D converter, 11.1
2...Filter, 13...Filter processing section, 14...Ship speed processing section, 15...Gain processing section, 16...Proportional gain calculation section, 17.. Integral DIN calculation section, 18.. Differential time calculation section , 20...operation control block section, 21...A/D
Converter, 22... Filter, 23... Control processing unit (control means), B... Hull.
Claims (1)
ィンの迎角を変更するためのフィン駆動装置とをそなえ
、上記船体の動揺角速度を検出する動揺角速度検出手段
と、上記船体の傾斜角を検出する傾斜角検出手段とが設
けられるとともに、上記の動揺角速度検出手段および傾
斜角検出手段からの検出信号に基づき上記船体の姿勢を
鉛直に保持するための制御信号を上記フィン駆動装置へ
出力する制御手段が設けられたことを特徴とする、舶用
フィンスタビライザ装置。a sway angular velocity detection means for detecting the oscillation angular velocity of the hull; An inclination angle detection means for detecting an angle is provided, and a control signal for maintaining the attitude of the hull vertically is sent to the fin drive device based on the detection signals from the oscillation angular velocity detection means and the inclination angle detection means. A marine fin stabilizer device, characterized in that it is provided with a control means for outputting an output.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8196385A JPS61241294A (en) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | Fin-stabilizer device for vessel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8196385A JPS61241294A (en) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | Fin-stabilizer device for vessel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61241294A true JPS61241294A (en) | 1986-10-27 |
Family
ID=13761155
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8196385A Pending JPS61241294A (en) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | Fin-stabilizer device for vessel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61241294A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04122296U (en) * | 1991-04-17 | 1992-11-02 | 三菱重工業株式会社 | Marine fin stabilizer control device |
CN105539759A (en) * | 2015-12-22 | 2016-05-04 | 天津大学 | Control method of frog mouth type bilge keel |
-
1985
- 1985-04-17 JP JP8196385A patent/JPS61241294A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04122296U (en) * | 1991-04-17 | 1992-11-02 | 三菱重工業株式会社 | Marine fin stabilizer control device |
CN105539759A (en) * | 2015-12-22 | 2016-05-04 | 天津大学 | Control method of frog mouth type bilge keel |
CN105539759B (en) * | 2015-12-22 | 2018-01-16 | 天津大学 | A kind of control method of frog mouth formula bilge keelson |
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