JPS61279741A - Speed controller for underwater sailing body - Google Patents

Speed controller for underwater sailing body

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Publication number
JPS61279741A
JPS61279741A JP12215685A JP12215685A JPS61279741A JP S61279741 A JPS61279741 A JP S61279741A JP 12215685 A JP12215685 A JP 12215685A JP 12215685 A JP12215685 A JP 12215685A JP S61279741 A JPS61279741 A JP S61279741A
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JP
Japan
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controller
speed
signal
propeller
engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP12215685A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Arinaga
真司 有永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP12215685A priority Critical patent/JPS61279741A/en
Publication of JPS61279741A publication Critical patent/JPS61279741A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D41/1402Adaptive control

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make improvements in controlling capacity, by coping with variations of a responsive characteristic in a rotational driving system of a propeller, while regulating characteristics of a model norm adaptive controller, making a revolving speed a controlled variable, on the basis of a valve opening regulating signal, a revolving speed detecting signal and a revolving speed setting value signal. CONSTITUTION:In case of an underwater sailing body sailing with a propeller rotated by an engine unit 7, a propeller speed detecting signal y(t) and a speed setting value signal r(t) both are inputted into a controller 4 controlling the speed. The controller 4 is constituted as a model norm adaptive controller which makes the detecting signal y(t) a controlled variable as receiving the setting value signal r(t) as a norm input, having a norm model and an adaptive gain Ki(t) (i=1, 2, ..., m+n+1) built-in, and it catches a variation in a responsive characteristic of propeller speed, whereby regulates the said adaptive gain according to the specified adaptive rule. And, from this controller 4, an opening regulating signal u(t) is outputted to a fuel control valve of the engine.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水中航走体の速度を制御する装置に関し、特
に水中敗走体のエンジンによるプロペラの回転駆動系に
おける応答特性の変動に対処できるようにした、水中航
走体の速度制御装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a device for controlling the speed of an underwater vehicle, and in particular can deal with variations in response characteristics in the rotational drive system of a propeller driven by an engine of an underwater vehicle. The present invention relates to a speed control device for an underwater vehicle.

〔従来の技術〕                  
        1−殻に、水中航走体の速度制御装置
は、13図           1に示すように構成
されており、エンジン1によりプロペラ2を回転駆動し
て航走する水中航走体に8、イ1...*や、−o工2
−オ6゜713、     )プ°<′’;#>@@数
数回回転数″″F3+。より検出          
 1し、この検出信号y(t)がコントローラ4に入力
される。
[Conventional technology]
1-A speed control device for an underwater vehicle is constructed as shown in FIG. .. .. *ya, -o engineering 2
-O6゜713, )P°<'';#>@@Several times Rotation speed ″″F3+. more detected
1, and this detection signal y(t) is input to the controller 4.

そして、このコントローラ4には回転数設定値信号r(
t)も入力され、同コントローラ4かラエンジン1の燃
料制御バルブ5ヘバルブ間度調節信号u(t)を出力し
て、プロペラ2の回転数が回転数数         
  i定値信号r(t)によって設定される回転数とな
るよく うに、燃料タンク6からエンジン1への燃料供給、”・
量を、燃料制御バルブ5の開度の調節により制御し、プ
ロペラ2の回転数つまり水中航走体の速度      
     、、5を制御する            
                  ff従来、その
コントローラ4としてはPIDコントローラ4aが用い
られ、その制御系のシステム構成は第4図(ブロック線
図)に示すようになっており、エンノン11プロペラ2
.燃料制御バルブ5およVa料タンク6よりなる水中航
走体のエンジン装置7から出力されるプロペラ2の回転
数の検出信号y(t)を制御量とし、コントローラ4に
おけるPIDコントローラ4aにより、バルブ開度調節
信号u(L)を、水中航走体のエンノン装置7への制御
入力として出力して、フィードバック制御が行なわれて
いる。
Then, this controller 4 receives a rotation speed setting value signal r(
t) is also input, and the controller 4 outputs a valve gap adjustment signal u(t) to the fuel control valve 5 of the engine 1, so that the rotation speed of the propeller 2 is set to the rotation speed.
The fuel is supplied from the fuel tank 6 to the engine 1 so that the rotation speed is set by the constant value signal r(t).
The amount is controlled by adjusting the opening degree of the fuel control valve 5, and the rotation speed of the propeller 2, that is, the speed of the underwater vehicle.
,,control 5
ff Conventionally, a PID controller 4a has been used as the controller 4, and the system configuration of the control system is shown in FIG. 4 (block diagram).
.. The detection signal y(t) of the rotation speed of the propeller 2 output from the engine device 7 of the underwater vehicle consisting of the fuel control valve 5 and the Va fuel tank 6 is used as the control amount, and the PID controller 4a in the controller 4 controls the valve. Feedback control is performed by outputting the opening adjustment signal u(L) as a control input to the ennon device 7 of the underwater vehicle.

なお、信号r(t)yu(t)*y(t)におけるtは
時間を示し、これらの信号r(t)yu(t)*y(t
)が時間により変化する変数であることを表わしている
Note that t in the signals r(t)yu(t)*y(t) indicates time, and these signals r(t)yu(t)*y(t
) is a variable that changes over time.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところで、水中航走体では、その速度や深度等の航走条
件によって、制御対象としてのプロペラ2の回転数の応
答特性が非常に大軽く変動する。
By the way, in an underwater vehicle, the response characteristic of the rotation speed of the propeller 2 as a controlled object fluctuates very slightly depending on the traveling conditions such as its speed and depth.

しかし、従来の水中航走体の速度制御装置では、コント
ローラ4としてPIDコントローラ4aが用いられてい
て、同PIDコントローラ4aにおいては、ある定めら
れた航走条件のみで良好な制御性能を発揮できるように
同PIDコントローラ4aの特性が設定されている。
However, in a conventional speed control device for an underwater vehicle, a PID controller 4a is used as the controller 4, and the PID controller 4a is designed to exhibit good control performance only under certain specified navigation conditions. The characteristics of the PID controller 4a are set in .

したがって、航走条件の変化等により、上述のように、
プロペラ2の回転数の応答特性が変動した場合、所期の
制御性能が得られなくなるばかりか、PIDコントロー
ラ4aを設けない場合よりも制御性能が悪化することさ
えありうる。
Therefore, due to changes in sailing conditions, etc., as mentioned above,
If the response characteristic of the rotational speed of the propeller 2 fluctuates, not only will the desired control performance not be obtained, but the control performance may even become worse than when the PID controller 4a is not provided.

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、水中航走体の回転駆動系の応答特性の変動に対処
して、所期の良好な制御性能を維持できるようにした、
水中航走体の速度制御装置を提供することを目的とする
The present invention aims to solve these problems, and makes it possible to maintain desired good control performance by dealing with fluctuations in the response characteristics of the rotational drive system of an underwater vehicle. ,
The purpose of the present invention is to provide a speed control device for an underwater vehicle.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

このため、本発明の水中競走体の速度制御装置は、エン
クンによるプロペラの回転駆動系をそなえた水中航走体
の速度を制御すべ(、上記回転駆動系の回転数センサか
らの検出信号と回転数設定値信号とを受けて上記エンジ
ンの燃料制御バルブ            −ヘバル
ブ闇度調節信号を送るコントローラをそなえ、同コント
ローラが、上記回転数設定値信号を規範入力として受け
ながら上記回転駆動系の回転数を制御量とするモデル規
範適応制御器として構成されて、同制御器から上記エン
ジンの操作量としての上記バルブ開度調節信号が出力さ
れることを特徴としている。
Therefore, the speed control device for an underwater race vehicle of the present invention is capable of controlling the speed of an underwater vehicle equipped with a rotary drive system for a propeller using an encun. The controller is provided with a controller that receives the numerical setting value signal and sends a valve darkness adjustment signal to the fuel control valve of the engine, and the controller controls the rotational speed of the rotational drive system while receiving the rotational speed setting value signal as a standard input. The present invention is characterized in that it is configured as a model-norm adaptive controller that uses the control amount as a control amount, and outputs the valve opening degree adjustment signal as the operation amount of the engine.

〔作 用〕[For production]

上述の本発明の水中航走体の速度制御装置では、モデル
規範適応制御器において、エンジンによるプロペラの回
転駆動系の応答特性の変動に対処し、バルブ開度調節信
号と回転数センサがらの検出信号と回転数設定値信号と
に基づいて、上記制御器の特性が適応的に調整される。
In the above-mentioned speed control device for an underwater vehicle according to the present invention, the model standard adaptive controller deals with fluctuations in the response characteristics of the rotational drive system of the propeller caused by the engine, and detects the valve opening adjustment signal and the rotation speed sensor. Based on the signal and the rotational speed setpoint signal, the characteristics of the controller are adaptively adjusted.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面により本発明の一実施例としての水中航走体
の速度制御装置について説明すると、第1図(a)はそ
のシステム構成を示すブロック線図、第1図(b)はそ
の適応機構を説明するためのブロック線図、第2図(、
)はそのシステム構成を詳細に示すブロック線図、第2
図(b)はその適応8!構を詳細に示すブロック線図で
ある。
Below, a speed control device for an underwater vehicle as an embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings. FIG. 1(a) is a block diagram showing its system configuration, and FIG. 1(b) is its adaptive mechanism. Figure 2 is a block diagram for explaining the
) is a block diagram showing the system configuration in detail.
Figure (b) shows its adaptation 8! FIG. 2 is a block diagram showing the structure in detail.

本発明の一実施例としての水中航走体の速度制御装置に
おいても、その全体構成は従来のものとほぼ同様になっ
ており、エンジン1(第3図参照)により回転駆動系と
してのプロペラ2(第3図番            
 1照)を回転駆動して航走する水中航走体において、
             1q*=p*工。工□ユ1
□オ、えヵ1o、ア。、ウ             
[2の回転数を回転数センサ3(第3図参照)により検
出し・2′)検出信号y(lが°′ト°−ラ4に入  
           1力される。1′ そして、このコントローラ4には回転数設定値    
        1信号r(L)も入力され、同コント
ローラ4からエンジ″1′燃料制御パ1プ5(第3図参
照)゛バルブ          −゛:開度調節信号
u(t)を出力して、プロペラ2の回転数が回転数設定
値信号r(t)によって設定される回        
    ):転数となるように、燃料タンク6(第3図
参照)からエンノン1への燃料供給量を、燃料制御バル
ブ             ・・。
In the speed control device for an underwater vehicle as an embodiment of the present invention, the overall configuration is almost the same as that of the conventional one, and an engine 1 (see FIG. 3) drives a propeller 2 as a rotational drive system. (Figure 3 number
In an underwater vehicle that travels by rotationally driving the
1q*=p*engineering. Engineering□Yu1
□Oh, Eka1o, A. ,cormorant
[The rotation speed of 2 is detected by the rotation speed sensor 3 (see Fig. 3), and the detection signal y (l is input to the
1 force is applied. 1' And this controller 4 has a rotation speed setting value.
1 signal r(L) is also input, and the controller 4 outputs an opening adjustment signal u(t) for the engine ``1'' fuel control pipe 5 (see Figure 3) ``valve -'': propeller 2. The rotation speed is set by the rotation speed set value signal r(t).
): Control the amount of fuel supplied from the fuel tank 6 (see Figure 3) to the ennon 1 so that the fuel control valve...

5の開度の調節により制御し、プロペラ2の回転   
          1゛数91.*中航走体。速度オ
制御オ4.(”; ところで、本発明におけるコントローラ4は、回転数設
定値信号r(t)を規範入力として受けながらプロペラ
2の回転数[回転数センサ3の検出信号y(t)]を制
御量とするモデル規範適応制御器として構成されている
。そして、コントローラ4からエンジン1の操作量とし
てのバルブ開度調節信号u(t)が出力される。
The rotation of propeller 2 is controlled by adjusting the opening degree of 5.
1゛number 91. *Medium navigation vehicle. Speed control 4. (''; By the way, the controller 4 in the present invention receives the rotation speed setting value signal r(t) as a reference input and uses the rotation speed of the propeller 2 [detection signal y(t) of the rotation speed sensor 3] as a control amount. The controller 4 is configured as a model standard adaptive controller, and a valve opening adjustment signal u(t) is outputted from the controller 4 as a manipulated variable for the engine 1.

すなわち、第1図(a)および第2図(a)に示すよう
に、規範モデルと、適応ゲインkc(t)(i= 1 
+ 2 +・・・・・・4+n+1)を内蔵したコント
ローラ4とにより、水中航走体のエンジン1により駆動
されるプロペラ2の回転数が制御される。このとき、第
1図(b)および第2図(b)に示すように、適応機構
が、制御対象としての水中航走体のエンノン装置7にお
けるプロペラ2の回転数の応答特性の変化をとらえ、後
述の適応則に従って上記適応ディンkc(1(i=1.
2.・・・・・・、■+n+1)をllI整するのであ
る。
That is, as shown in FIGS. 1(a) and 2(a), the reference model and the adaptive gain kc(t) (i=1
+ 2 +...4+n+1) The rotational speed of the propeller 2 driven by the engine 1 of the underwater vehicle is controlled by the controller 4 having a built-in engine. At this time, as shown in FIG. 1(b) and FIG. 2(b), the adaptive mechanism captures the change in the response characteristic of the rotation speed of the propeller 2 in the ennon device 7 of the underwater vehicle as the controlled object. , the adaptive din kc(1(i=1.
2. ..., ■+n+1) is adjusted to llI.

上述のようなモデル規範適応制御系は、以下に述べるよ
うな理論に基づいて設計されている。
The model-based adaptive control system as described above is designed based on the theory described below.

まず、制御対象としての水中航走体のエンジン装置7に
おけるプロペラ2の回転駆動系の数学モデルとして、次
のような動的方程式が与えられでいるものとする。
First, it is assumed that the following dynamic equation is given as a mathematical model of the rotational drive system of the propeller 2 in the engine device 7 of the underwater vehicle to be controlled.

A(p)・y(t)=b=B(p)・u(t)  ・・
・(1)A(p)=p”十an−1e pH−1+ ・
= + al e p + a6B(p)−p″+b、
−3・p1桐+・・・+b、−p+b。
A(p)・y(t)=b=B(p)・u(t)...
・(1) A(p)=p”10an-1e pH-1+ ・
= + al e p + a6B(p)-p″+b,
-3・p1 Paulownia+...+b, -p+b.

y(t)は出力、すなわち制御量としてのプロペラ2の
回転数の検出信号、u(L)は制御入力、すなわちエン
ジン1の操作量としての燃料制御バルブ開度調節信号、
a4(i= O* 1 、+++fi+ 1 )、b+
(J= 0 + 1 t・・・、w  1)、bは未知
パラメータ、pは微分演算子である。
y(t) is an output, that is, a detection signal of the rotation speed of the propeller 2 as a controlled variable, u(L) is a control input, that is, a fuel control valve opening adjustment signal as a manipulated variable of the engine 1,
a4 (i=O* 1, +++fi+ 1), b+
(J=0+1t...,w1), b is an unknown parameter, and p is a differential operator.

次に、上記回転駆動系の望ましい動特性を有する安定な
規範モデルを、次式のように与える。
Next, a stable reference model having desirable dynamic characteristics of the rotational drive system is given as shown in the following equation.

Am(p) ・ym(t)= Bm(p) ・r(t)
     ・ ・ ・ (2)Am(p)=p”+ f
fn−+  −p”−’+−+ CI +  ・pHQ
Am(p) ・ym(t)= Bm(p) ・r(t)
・ ・ ・ (2) Am(p)=p"+f
fn-+ -p''-'+-+ CI + ・pHQ
.

Bm(p)=p”+βト、・p(−1+・・・+β1 
・p+β。
Bm(p)=p"+βto,・p(-1+...+β1
・p+β.

yJt)は規範出力、すなわち制御量の目標値、r(t
)は規範入力、すなわち回転数設定値信号であり、’z
(!=Oy1w・・・tn−1)tβ+l= Ov 1
 +・・・tql)は規範モデルの動特性を決定するパ
ラメータであユニで、次の条件が満たされているものと
する。
yJt) is the standard output, that is, the target value of the controlled variable, r(t
) is the reference input, i.e. the rotation speed set value signal, and 'z
(!=Oy1w...tn-1)tβ+l=Ov 1
+...tql) is a parameter that determines the dynamic characteristics of the reference model, and it is assumed that the following conditions are satisfied.

(i)  (1)式において、bの符号(正負)は既知
であること。
(i) In equation (1), the sign (positive or negative) of b is known.

(ii)(1)式の系においてすべでの零点がS平面の
左半面に存在すること。
(ii) In the system of equation (1), all zero points exist on the left half of the S plane.

(iii)+a≧q (iv)出力y(t)の微分値?(tLM(It・tf
′−”(t)が入手可能であること。
(iii) +a≧q (iv) Differential value of output y(t)? (tLM(It・tf
'-''(t) is available.

以上を前提として、コントローラ4の作用と、同コント
ローラ4に内蔵された適応ゲインkl(t)(i= 1
 、21−、+a+n+ 1 )の調整期とについて説
明する。
Assuming the above, the action of the controller 4 and the adaptive gain kl(t) (i=1
, 21-, +a+n+ 1 ) adjustment period will be explained.

(1)?(2)式におけるA (p)とAn(p)とは
モニツクなn次多項式であるから、 Am(p)=A(p)+5(p)         ・
 ・ ・(3)を満たすS (p)* a S (p)
≦n−1が存在する。ここで、B S (p)は、S 
(p)の次数を表わす、 A(p)の係数が未知である
から、S (p)の係数も未知であ一方、出力誤差は次
式で与えられる。
(1)? Since A (p) and An (p) in equation (2) are n-th degree polynomials, Am (p) = A (p) + 5 (p) ・
・ ・S (p) * a S (p) that satisfies (3)
≦n-1 exists. Here, B S (p) is S
Since the coefficient of A(p) representing the order of (p) is unknown, the coefficient of S(p) is also unknown, while the output error is given by the following equation.

e(L)=y(t)−yIl(1* + ・(4)ここ
で、(1)〜(4)式から、 A・(2)・・(t)= A・(1)・(y(t)−y
s(t)l          f]・ =Am(p)・y(t)   Am(p)・yJt) 
                         
      ’= A (p)・y(t)+ S (p
)・y(t)−A m(p)・y、(t)      
 j=b−B(p)・ u(L)+5(t)・ y(t
)                        
           ’−B曽(p)・「(t)  
   ・・・(5)[したがって、         
                    I。
e(L)=y(t)-yIl(1*+・(4)Here, from equations (1) to (4), A・(2)・・(t)=A・(1)・( y(t)-y
s(t)l f]・ =Am(p)・y(t) Am(p)・yJt)

'= A (p)・y(t)+S (p
)・y(t)−A m(p)・y,(t)
j=b-B(p)・u(L)+5(t)・y(t
)
'-Bso (p)・'(t)
...(5) [Therefore,
I.

1               (・e(t)”  
  □b・IB(p)・u(t)          
        IAu(p)           
                IJ・l:′ ここで、安定でモニックな多環式〇 (p)、a H(
p)=mを適当に与えて、(6)式の右辺を次のように
変形する。                    
            、2:さらに、モニフクな多
項式D(p)[ただし、aD(p)”n−m −11を
導入し、H(p) ・D(p)/A論(p)が強正実に
なるようにD(p)を定める。そして、 と置くと、(7)式は次式のようm:変形される。
1 (・e(t)”
□b・IB(p)・u(t)
IAu(p)
IJ・l:′ Here, stable and monic polycyclic 〇 (p), a H(
By appropriately giving p)=m, the right-hand side of equation (6) is transformed as follows.
, 2: In addition, we introduce a monomorphic polynomial D(p) [where aD(p)''nm −11, so that H(p) ・D(p)/A theory (p) becomes strongly true. Define D(p) as . Then, by setting , equation (7) is transformed as m: as in the following equation.

ここで、状態変数フィルタ1/H(p)を用ν1て、補
助信号ζ、(シ)を発生させる。
Here, the auxiliary signal ζ, (sh) is generated using the state variable filter 1/H(p).

さらに、 なる関係が得られる。 S +(p)+ as +(p
)=曽−1は一個の未知パラメータを持つ多項式である
。*た、γ、(i=0.1.・・・、ρ)も未知パラメ
ータである。
Furthermore, we obtain the following relationship. S + (p) + as + (p
)=so-1 is a polynomial with one unknown parameter. *, γ, (i=0.1..., ρ) are also unknown parameters.

(9)式は、(10)、 (11)式を用いて次のよう
に表わされる。
Equation (9) can be expressed as follows using equations (10) and (11).

ζ(1)=[ζ1(1)、・・・、ζmanや+(t)
]”                1φ=[ψ5.
ψ2.・・・、φ、φ、+1.・・・、ψ21ψ2m+
+t・・・、ψll+。、ψm+n+I]”ここで、φ
1.・・・、φ、は(B (p) −H(p))の未知
パラメータ、ψ11411・・・、ψ2゜は(1/b)
・S+(p)の未知パラメータ、ψ21ヤ、、・・・、
φ、+。はそれぞれ(1/b)−γI 、−、<1/b
)−γn−5−+、ψ@+lllは(−1/b)である
ζ(1) = [ζ1(1), ..., ζman or +(t)
]” 1φ=[ψ5.
ψ2. ..., φ, φ, +1. ..., ψ21ψ2m+
+t..., ψll+. , ψm+n+I]”where, φ
1. ..., φ is an unknown parameter of (B (p) - H (p)), ψ11411..., ψ2゜ is (1/b)
・Unknown parameter of S+(p), ψ21ya,...
φ, +. are (1/b)-γI, -, <1/b, respectively
)-γn-5-+, ψ@+ll is (-1/b).

コントローラ4は次式にしたがって制御人力u(t)を
発生させる。
The controller 4 generates control human power u(t) according to the following equation.

u(t)”kT(t) ・E (t)    ・・・(
13)ただし、k(t)は適応デインベク)7しで、k
”(t)=[k+ (tLk2(t)+・・・lkl+
+。++(1)]。
u(t)”kT(t) ・E(t) ・・・(
13) However, k(t) is an adaptive vector)7, and k
”(t)=[k+ (tLk2(t)+...lkl+
+. ++(1)].

そして、(13)式を(12)式に代入すると、さらに
、パラメータ誤差ベクトル19(t)を、e(t)=k
(t)+16   −−−(15)と定義すると、(1
4)式は次式のようになる。
Then, by substituting equation (13) into equation (12), the parameter error vector 19(t) becomes e(t)=k
(t)+16 ---(15), then (1
4) The formula is as follows.

さて、l −+ 00のときにe、1(t)−〇とする
ためには、パラメータ誤差ベクトルθ(1)を次の調整
期によっで調整すればよいことが、安定筒から導出され
る6e(t)=−r−ζ(t)・ej(t)・・・(1
7):ここでrは設計者によって設定される任意の正定
値行列であり、(15)式を(17)式に代入すること
によって、次式のような適応ゲイン調整剤が得られる。
Now, in order to set e, 1(t) - 〇 when l - + 00, it is derived from the stability cylinder that the parameter error vector θ(1) needs to be adjusted in the next adjustment period. 6e(t)=-r-ζ(t)・ej(t)...(1
7): Here, r is an arbitrary positive definite matrix set by the designer, and by substituting equation (15) into equation (17), an adaptive gain adjustment agent as shown in the following equation can be obtained.

ff1(t)=−r−ζ(t)・e4(t)・・・(1
8)[・1;: したがって、上記適応剤をコントローラ4に施    
        1゜すことによって、t−*Oo″c
e、1(t)−*0となる。ソノ、+。
ff1(t)=-r-ζ(t)・e4(t)...(1
8) [・1;: Therefore, the above adaptation agent is applied to the controller 4.
By moving 1°, t-*Oo″c
e, 1(t)-*0. Sono, +.

L (8)t°I″l””b e(tゝ−°°76° 
                ;コニ<nJ:31
:Lf・*IJ 1141 y (t ) l”・′″
y>[@1”t″            1ジ1″7
.jJI111!1.″“(t)lニー!tZ、に3+
16n?A              +iる。  
                         
        ・I。
L (8) t°I″l””b e(tゝ-°°76°
;Koni<nJ:31
:Lf・*IJ 1141 y (t) l”・′″
y>[@1"t"1ji1"7
.. jJI111!1. ”“(t)l knee! tZ, 3+
16n? A+iru.

・I.

、イ 本発明の水中航走体の速度制御Ivc置では、以上  
          ・iのようにして、モデル規範適
応制御器としてのコ             1′;
ントローラ4に内蔵された適応ゲインkt(t)(i=
              1.、)1.2.・・・
、m+n+1)が適応的にllI整されることにより、
同コントローラ4は、適切な制御人力u(t)を発生さ
せる。その結果、同制御人力u(t)によって燃料制御
バルブ5の開度が制御され、水中航走体のエンジン1に
よるプロペラ2の回転数は、その応答特性が大きく変動
した場合にも、所期の制御性能を維持しつつ規範入力と
しての回転数設定値信号r(t)に追従することが可能
になるのである。
, A. In the speed control Ivc device of the underwater vehicle of the present invention, the above
・Co as a model-norm adaptive controller as i 1′;
The adaptive gain kt(t) (i=
1. ,)1.2. ...
, m+n+1) are adaptively adjusted,
The controller 4 generates an appropriate control force u(t). As a result, the opening degree of the fuel control valve 5 is controlled by the control human power u(t), and the rotational speed of the propeller 2 by the engine 1 of the underwater vehicle remains as expected even when its response characteristics vary greatly. This makes it possible to follow the rotational speed setting value signal r(t) as a reference input while maintaining control performance.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したように、本発明の水中航走体の速度制御装
置によれば、エンジンによるプロペラの回転駆動系をそ
なえた水中航走体の速度を制御すべく、上記回転駆動系
の回転数センサからの検出信号と回転数設定値信号とを
受けて上記エンジンの燃料制御バルブへバルブ開度調節
信号を送るコントローラをそなえ、同コントローラが、
上記回転数設定値信号を規範入力として受けながら上記
回転駆動系の回転数を制御量とするモデル規範適応制御
器として構成されて、同制御器から上記エンジンの操作
量としての上記バルブ開度調節信号が出力されるので、
上記回転駆動系の応答特性の変動に対処して、所期の良
好な制御性能が維持されるようになるのである。
As described in detail above, according to the speed control device for an underwater vehicle of the present invention, in order to control the speed of an underwater vehicle equipped with a rotational drive system for a propeller driven by an engine, the speed of the rotational drive system is The controller includes a controller that receives a detection signal from the sensor and a rotational speed setting value signal and sends a valve opening adjustment signal to the fuel control valve of the engine, and the controller:
The controller is configured as a model standard adaptive controller that receives the rotational speed set value signal as a standard input and uses the rotational speed of the rotary drive system as a control variable, and adjusts the valve opening degree from the controller as a manipulated variable of the engine. Since the signal is output,
By dealing with the fluctuations in the response characteristics of the rotary drive system, the desired good control performance can be maintained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

@1.2図は本発明の一実施例としての水中競走体の速
度制御装置を示すもので、第1図(、)はそのシステム
構成を示すブロック線図、第1図(b)はその適応機構
を説明するためのブロック線図、第2図(a)はそのシ
ステム構成を詳細に示すブロック線図、第2図(b)は
その適応機構を詳細に示すブロック線図であり、第3図
は一般的な水中航走体の速度制御装置を示す楳式的なブ
ロック線図であり、第4図は従来の水中航走体の速度制
御装置のシステム構成を示すブロック線図である。 1・・エンジン、2・・回転駆動系としてのプロペラ、
3・・回転数センサ、4・・モデル規範適応制御器とし
てのコントローラ、5・・燃料制御バルブ、6・・燃料
タンク、7・・水中航走体のエンジン装置。 復代理人 弁理士 飯 沼 義 彦 第2図 (b) 第3図 □ □
@ Figure 1.2 shows a speed control device for an underwater race vehicle as an embodiment of the present invention, Figure 1 (,) is a block diagram showing the system configuration, and Figure 1 (b) is its system configuration. FIG. 2(a) is a block diagram for explaining the adaptation mechanism; FIG. 2(a) is a block diagram showing the system configuration in detail; FIG. 2(b) is a block diagram showing the adaptation mechanism in detail; FIG. 3 is a block diagram showing a typical speed control device for an underwater vehicle, and FIG. 4 is a block diagram showing the system configuration of a conventional speed control device for an underwater vehicle. . 1. Engine, 2. Propeller as a rotational drive system,
3. Rotation speed sensor, 4. Controller as model standard adaptive controller, 5. Fuel control valve, 6. Fuel tank, 7. Engine device for underwater vehicle. Sub-Agent Patent Attorney Yoshihiko Iinuma Figure 2 (b) Figure 3 □ □

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] エンジンによるプロペラの回転駆動系をそなえた水中航
走体の速度を制御すべく、上記回転駆動系の回転数セン
サからの検出信号と回転数設定値信号とを受けて上記エ
ンジンの燃料制御バルブへバルブ開度調節信号を送るコ
ントローラをそなえ、同コントローラが、上記回転数設
定値信号を規範入力として受けながら上記回転駆動系の
回転数を制御量とするモデル規範適応制御器として構成
されて、同制御器から上記エンジンの操作量としての上
記バルブ開度調節信号が出力されることを特徴とする、
水中航走体の速度制御装置。
In order to control the speed of an underwater vehicle equipped with a rotation drive system for a propeller driven by an engine, a detection signal from a rotation speed sensor of the rotation drive system and a rotation speed setting value signal are sent to the fuel control valve of the engine. The controller is equipped with a controller that sends a valve opening adjustment signal, and the controller is configured as a model standard adaptive controller that receives the rotation speed set value signal as a standard input and uses the rotation speed of the rotary drive system as a controlled variable. characterized in that the valve opening adjustment signal is outputted from the controller as a manipulated variable of the engine;
Speed control device for underwater vehicles.
JP12215685A 1985-06-05 1985-06-05 Speed controller for underwater sailing body Pending JPS61279741A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03117653A (en) * 1989-09-29 1991-05-20 Mazda Motor Corp Power train control device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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