JPS6210877B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6210877B2 JPS6210877B2 JP56176816A JP17681681A JPS6210877B2 JP S6210877 B2 JPS6210877 B2 JP S6210877B2 JP 56176816 A JP56176816 A JP 56176816A JP 17681681 A JP17681681 A JP 17681681A JP S6210877 B2 JPS6210877 B2 JP S6210877B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- heading
- gear mechanism
- deviation
- course
- 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.)
- Expired
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 21
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
- B63H25/02—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring
- B63H25/04—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring automatic, e.g. reacting to compass
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、船舶用自動操舵装置の制御性能の
改善に関する。
改善に関する。
第１図に、従来の船舶用自動操舵装置の概略構
成を示す。この図において、符号１で示す部分は
ジヤイロコンパスである。このジヤイロコンパス
１は、例えば液槽２と転輪球３とからなる船体方
位の変化検出部分、この変化検出部分から出力さ
れる信号（方位偏差信号）を増幅する追従増幅器
４、この追従増幅器４の出力によつて駆動される
追従電動機５、この追従電動機５の回転を発信シ
ンクロ６に伝達する歯車機構７、発信シンクロ６
に同期回転する追従受信シンクロ８、この追従受
信シンクロ８の回転を前記液槽２に伝達し液槽２
を転輪球３に追従させる歯車機構９等からなる公
知のジヤイロコンパスである。このジヤイロコン
パス１内の発信シンクロ６から出力される船首方
位信号ψｉは針路偏差発信機構１０における受信
シンクロ１１を同期回転させ、この受信シンクロ
１１の回転は、減速歯車機構１２を介して差動歯
車機構１３の一方の入力軸へ伝達される。一方、
操船者が希望する目標方位ψｓは方位設定ツマミ
（方位設定装置）１４によつて設定され、この方
位設定ツマミ１４の回転が前記差動歯車機構１３
の他方の入力軸へ伝達される。この差動歯車機構
１３の出力軸の回転は針路偏差発信シンクロ１５
に伝達され、この針路偏差発信シンクロ１５から
は、針路偏差信号ψ（ここで、ψ＝ψｓ−ψｉ）
が出力される。この針路偏差信号ψは、演算回路
１６における比例演算部１７、微分演算部１８に
各々供給され、比例演算部１７の出力K1・ψと
微分演算部１８の出力K2・ψ〓とが加算器１９に
よつて加算される。この加算結果は、操舵信号δ
０（ここで、δ０＝K1・ψ＋K2・ψ〓）として出
力端子２０から出力される。
成を示す。この図において、符号１で示す部分は
ジヤイロコンパスである。このジヤイロコンパス
１は、例えば液槽２と転輪球３とからなる船体方
位の変化検出部分、この変化検出部分から出力さ
れる信号（方位偏差信号）を増幅する追従増幅器
４、この追従増幅器４の出力によつて駆動される
追従電動機５、この追従電動機５の回転を発信シ
ンクロ６に伝達する歯車機構７、発信シンクロ６
に同期回転する追従受信シンクロ８、この追従受
信シンクロ８の回転を前記液槽２に伝達し液槽２
を転輪球３に追従させる歯車機構９等からなる公
知のジヤイロコンパスである。このジヤイロコン
パス１内の発信シンクロ６から出力される船首方
位信号ψｉは針路偏差発信機構１０における受信
シンクロ１１を同期回転させ、この受信シンクロ
１１の回転は、減速歯車機構１２を介して差動歯
車機構１３の一方の入力軸へ伝達される。一方、
操船者が希望する目標方位ψｓは方位設定ツマミ
（方位設定装置）１４によつて設定され、この方
位設定ツマミ１４の回転が前記差動歯車機構１３
の他方の入力軸へ伝達される。この差動歯車機構
１３の出力軸の回転は針路偏差発信シンクロ１５
に伝達され、この針路偏差発信シンクロ１５から
は、針路偏差信号ψ（ここで、ψ＝ψｓ−ψｉ）
が出力される。この針路偏差信号ψは、演算回路
１６における比例演算部１７、微分演算部１８に
各々供給され、比例演算部１７の出力K1・ψと
微分演算部１８の出力K2・ψ〓とが加算器１９に
よつて加算される。この加算結果は、操舵信号δ
０（ここで、δ０＝K1・ψ＋K2・ψ〓）として出
力端子２０から出力される。
ところで、上述したような従来の自動操舵装置
はジヤイロコンパス１内に歯車機構７を、また針
路偏差発信機構１０内に減速歯車機構１２、差動
歯車機構１３を各々有しており、これらの各機構
には、機械的なガタツキあるいは歯車のバツクラ
ツシユ等による不感帯が存在する。このため液槽
２、転輪球３によつて検出される船首方位の微少
な変化は、この不感帯に吸収されて船首方位信号
ψiあるいは針路偏差信号ψとして現われないこ
とがある。したがつて、従来の自動操舵装置を用
いた場合、少くともこの不感帯に相当する船首方
位の変化範囲においては、船は無制御状態であ
り、このためヨーイングが避けられなかつた。そ
して特に肥大船のような慣性の大きい船舶におい
ては、この不感帯に起因するヨーイングによつて
舵角量が増大してしまい、このため燃料や航行時
間が余計に費やされてしまうという問題があつ
た。
はジヤイロコンパス１内に歯車機構７を、また針
路偏差発信機構１０内に減速歯車機構１２、差動
歯車機構１３を各々有しており、これらの各機構
には、機械的なガタツキあるいは歯車のバツクラ
ツシユ等による不感帯が存在する。このため液槽
２、転輪球３によつて検出される船首方位の微少
な変化は、この不感帯に吸収されて船首方位信号
ψiあるいは針路偏差信号ψとして現われないこ
とがある。したがつて、従来の自動操舵装置を用
いた場合、少くともこの不感帯に相当する船首方
位の変化範囲においては、船は無制御状態であ
り、このためヨーイングが避けられなかつた。そ
して特に肥大船のような慣性の大きい船舶におい
ては、この不感帯に起因するヨーイングによつて
舵角量が増大してしまい、このため燃料や航行時
間が余計に費やされてしまうという問題があつ
た。
この発明は、上記事情に鑑み、ジヤイロコンパ
ス自身の追従不感帯、あるいは使用される歯車機
構等のガタツキやバツクラツシユに起因する不感
帯のため生ずるヨーイングを減少させることによ
り、前記諸問題を解消した船舶用自動操舵装置を
提供するもので、操舵信号δ０を出力する演算回
路に、針路偏差信号ψ以外に、ジヤイロコンパス
における追従増幅器の入力信号すなわち方位偏差
信号の整流信号を新たに入力信号として追加し、
これにより前記不感帯を補償したものである。
ス自身の追従不感帯、あるいは使用される歯車機
構等のガタツキやバツクラツシユに起因する不感
帯のため生ずるヨーイングを減少させることによ
り、前記諸問題を解消した船舶用自動操舵装置を
提供するもので、操舵信号δ０を出力する演算回
路に、針路偏差信号ψ以外に、ジヤイロコンパス
における追従増幅器の入力信号すなわち方位偏差
信号の整流信号を新たに入力信号として追加し、
これにより前記不感帯を補償したものである。
以下、この発明の一実施例を図面を参照して詳
細に説明する。
細に説明する。
第２図は、この発明の一実施例の構成を示すブ
ロツク図であり、この図において、第１図の各部
に対応する部分には同一の符号が付してある。第
２図において、転輪球３と、液槽２に設けられた
電極２１，２２との間に各々存在する抵抗２３
（値r1）、２４（値r2）と、これらの両電極２１，
２２間に介挿された抵抗２５（値R1）、２６（値
R2）とは、ホイーストンブリツジを形成してい
る。電極２１，２２は追従増幅器４の各入力端に
接続され、同追従増幅器４の各出力端間には追従
電動機５の制御巻線２７が介挿されている。前記
抵抗２５，２６の接続点と液槽２の電極２８との
間には交流電源２９が印加され、またこの交流電
源２９は追従電動機５の励磁巻線３０にも印加さ
れている。そしてこの場合、液槽２が転輪球３に
完全に追従している場合は抵抗２３〜２６からな
るホイーストンブリツジがバランスして端子２
１，２２間の電圧は零となり、液槽２と転輪球３
とが船首方位の変化に応じて変化した場合は前記
ホイーストンブリツジのバランスが崩れて端子２
１，２２間にこの変位量に応じた交流電圧ｅ（方
位偏差信号に対応する）が発生するようになつて
いる。一方追従電動機５のロータの回転は歯車機
構７を介して発信シンクロ６のロータに伝達され
る。また発信シンクロ６に同期回転するように結
線された追従受信シンクロ８のロータ回転は、歯
車比360：１の歯車機構９を介して液槽２に伝達
されるように構成されている。次に符号３１で示
すものは、前記交流電圧ｅを交流電源２９に同期
させて整流し、交流電圧ｅの振幅と位相に対応す
る信号ψｇに変換して出力する同期整流回路であ
る。この同期整流回路３１の出力ψｇは、演算回
路１６における加算器１９に供給されている。
ロツク図であり、この図において、第１図の各部
に対応する部分には同一の符号が付してある。第
２図において、転輪球３と、液槽２に設けられた
電極２１，２２との間に各々存在する抵抗２３
（値r1）、２４（値r2）と、これらの両電極２１，
２２間に介挿された抵抗２５（値R1）、２６（値
R2）とは、ホイーストンブリツジを形成してい
る。電極２１，２２は追従増幅器４の各入力端に
接続され、同追従増幅器４の各出力端間には追従
電動機５の制御巻線２７が介挿されている。前記
抵抗２５，２６の接続点と液槽２の電極２８との
間には交流電源２９が印加され、またこの交流電
源２９は追従電動機５の励磁巻線３０にも印加さ
れている。そしてこの場合、液槽２が転輪球３に
完全に追従している場合は抵抗２３〜２６からな
るホイーストンブリツジがバランスして端子２
１，２２間の電圧は零となり、液槽２と転輪球３
とが船首方位の変化に応じて変化した場合は前記
ホイーストンブリツジのバランスが崩れて端子２
１，２２間にこの変位量に応じた交流電圧ｅ（方
位偏差信号に対応する）が発生するようになつて
いる。一方追従電動機５のロータの回転は歯車機
構７を介して発信シンクロ６のロータに伝達され
る。また発信シンクロ６に同期回転するように結
線された追従受信シンクロ８のロータ回転は、歯
車比360：１の歯車機構９を介して液槽２に伝達
されるように構成されている。次に符号３１で示
すものは、前記交流電圧ｅを交流電源２９に同期
させて整流し、交流電圧ｅの振幅と位相に対応す
る信号ψｇに変換して出力する同期整流回路であ
る。この同期整流回路３１の出力ψｇは、演算回
路１６における加算器１９に供給されている。
次に以上の構成におけるこの実施例の作用につ
いて説明する。
いて説明する。
今、船の船首方位が変化したとすると、液槽２
と転輪球３との間にこれに応じた変位が生じる。
このため、抵抗２３〜２６からなるホイーストン
ブリツジのバランスが崩れて、端子２１，２２間
には船首方位の変化に応じた交流電圧ｅが発生す
る。この結果追従電動機５が回転し、発信シンク
ロ６が回転され、この発信シンクロ６が出力して
いる船首方位信号ψｉが変化される。一方、追従
受信シンクロ８は、発信シンクロ６に同期して回
転し、歯車機構９を介して液槽２を前記交流電圧
ｅが零になるまで変位させる。したがつてこの場
合、交流電圧ｅの振幅と、船首方位信号ψｉとの
関係は近似的に、 交流電圧ｅの振幅＝ｄψｉ／ｄｔ として扱うことができる。そして、この交流電圧
ｅは同期整流回路３１によつて同交流電圧ｅの振
幅と位相に対応する信号ψｇに変換される。次い
でこの信号ψｇは加算器１９において（K1・ψ
＋K2・ψ〓）と加算されて操舵信号δ０となり出
力端子２０から出力される。この場合、操舵信号
δ０は、 δ０＝K1・ψ＋K2・ψ〓＋ψｇ となる。
と転輪球３との間にこれに応じた変位が生じる。
このため、抵抗２３〜２６からなるホイーストン
ブリツジのバランスが崩れて、端子２１，２２間
には船首方位の変化に応じた交流電圧ｅが発生す
る。この結果追従電動機５が回転し、発信シンク
ロ６が回転され、この発信シンクロ６が出力して
いる船首方位信号ψｉが変化される。一方、追従
受信シンクロ８は、発信シンクロ６に同期して回
転し、歯車機構９を介して液槽２を前記交流電圧
ｅが零になるまで変位させる。したがつてこの場
合、交流電圧ｅの振幅と、船首方位信号ψｉとの
関係は近似的に、 交流電圧ｅの振幅＝ｄψｉ／ｄｔ として扱うことができる。そして、この交流電圧
ｅは同期整流回路３１によつて同交流電圧ｅの振
幅と位相に対応する信号ψｇに変換される。次い
でこの信号ψｇは加算器１９において（K1・ψ
＋K2・ψ〓）と加算されて操舵信号δ０となり出
力端子２０から出力される。この場合、操舵信号
δ０は、 δ０＝K1・ψ＋K2・ψ〓＋ψｇ となる。
したがつて、この実施例によれば、船首方位の
変化が、歯車機構７、減速歯車機構１２、差動歯
車機構１３のガタツキやバツクラツシユによる不
感帯の範囲内にある程小さく、したがつて針路偏
差信号ψが発生しなかつたとしても、同期整流回
路３１から出力される信号ψｇ（方位偏差信号に
対応する信号）によつて操舵信号δ０が変化され
ることになるので、船は、前記船首方位の微少な
変化に対しても適切に操舵され、方位設定ツマミ
１４によつて設定された目標針路に沿つてヨーイ
ングすることなく航行することができる。
変化が、歯車機構７、減速歯車機構１２、差動歯
車機構１３のガタツキやバツクラツシユによる不
感帯の範囲内にある程小さく、したがつて針路偏
差信号ψが発生しなかつたとしても、同期整流回
路３１から出力される信号ψｇ（方位偏差信号に
対応する信号）によつて操舵信号δ０が変化され
ることになるので、船は、前記船首方位の微少な
変化に対しても適切に操舵され、方位設定ツマミ
１４によつて設定された目標針路に沿つてヨーイ
ングすることなく航行することができる。
以上の説明から明らかなように、この発明によ
る船舶用自動操舵装置によれば、ジヤイロコンパ
スが出力する船首方位信号と方位設定装置が出力
する目標方位信号との差から針路偏差信号を生成
する針路偏差発信装置と、ジヤイロコンパス内に
ある追従増幅器の入力信号（ジヤイロの方位偏差
信号）に対応する信号と、針路偏差信号の少なく
とも比例成分および微分成分との和を操舵信号と
して出力する演算回路とを設け、前記追従増幅器
の入力信号（ジヤイロの方位偏差信号）に対応す
る信号を、操舵信号の生成用信号として、歯車機
構等を介すことなく電気信号として直接演算回路
に供給するようにしたので、船は、その船首方位
の変化が、ジヤイロコンパス自体の不感帯あるい
は、使用されている歯車機構等のガタツキやバツ
クラツシユに吸収されてしまう程微小なものであ
つても確実に操舵されるようになり、この結果目
標針路に沿つてヨーイングすることなく（すなわ
ち高い保針性を持つて）航行することができる。
またこの保針性の向上によつて、燃料および航行
時間を大幅に節約することが可能になる。
る船舶用自動操舵装置によれば、ジヤイロコンパ
スが出力する船首方位信号と方位設定装置が出力
する目標方位信号との差から針路偏差信号を生成
する針路偏差発信装置と、ジヤイロコンパス内に
ある追従増幅器の入力信号（ジヤイロの方位偏差
信号）に対応する信号と、針路偏差信号の少なく
とも比例成分および微分成分との和を操舵信号と
して出力する演算回路とを設け、前記追従増幅器
の入力信号（ジヤイロの方位偏差信号）に対応す
る信号を、操舵信号の生成用信号として、歯車機
構等を介すことなく電気信号として直接演算回路
に供給するようにしたので、船は、その船首方位
の変化が、ジヤイロコンパス自体の不感帯あるい
は、使用されている歯車機構等のガタツキやバツ
クラツシユに吸収されてしまう程微小なものであ
つても確実に操舵されるようになり、この結果目
標針路に沿つてヨーイングすることなく（すなわ
ち高い保針性を持つて）航行することができる。
またこの保針性の向上によつて、燃料および航行
時間を大幅に節約することが可能になる。
第１図は従来の船舶用自動操舵装置の概略構成
を示すブロツク図、第２図はこの発明の一実施例
の構成を示すブロツク図である。 １……ジヤイロコンパス、４……追従増幅器、
１０……針路偏差発信装置、１４……方位設定装
置（方位設定ツマミ）、１６……演算回路、１７
……比例演算部、１８……微分演算部、１９……
加算器、３１……整流回路（同期整流回路）。
を示すブロツク図、第２図はこの発明の一実施例
の構成を示すブロツク図である。 １……ジヤイロコンパス、４……追従増幅器、
１０……針路偏差発信装置、１４……方位設定装
置（方位設定ツマミ）、１６……演算回路、１７
……比例演算部、１８……微分演算部、１９……
加算器、３１……整流回路（同期整流回路）。
Claims (1)
- １ ジヤイロコンパスが出力する船首方位信号
と、方位設定装置が出力する目標方位信号との差
から、船首方位と目標方位との差に対応する針路
偏差信号を生成する針路偏差発信装置と、前記
ジヤイロコンパスの追従増幅器に入力される方位
偏差信号に対応する信号と、前記針路偏差信号の
少なくとも比例成分および微分成分との和を操舵
信号として出力する演算回路とを具備してなるこ
とを特徴とする船舶用自動操舵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56176816A JPS5878893A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 船舶用自動操舵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56176816A JPS5878893A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 船舶用自動操舵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5878893A JPS5878893A (ja) | 1983-05-12 |
| JPS6210877B2 true JPS6210877B2 (ja) | 1987-03-09 |
Family
ID=16020341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56176816A Granted JPS5878893A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 船舶用自動操舵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5878893A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61207917A (ja) * | 1985-03-12 | 1986-09-16 | Yokogawa Electric Corp | 方位測定装置 |
-
1981
- 1981-11-04 JP JP56176816A patent/JPS5878893A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5878893A (ja) | 1983-05-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0209297B1 (en) | Electric power steering apparatus | |
| EP3170735B1 (en) | Boat maneuvering control method for boat and boat maneuvering control system for boat | |
| US6186267B1 (en) | Method and apparatus for operating a steering system for a motor vehicle | |
| US20060206244A1 (en) | Remote control system for a vehicle | |
| US20220009546A1 (en) | Vehicle steering device | |
| JPS6210877B2 (ja) | ||
| RU2223197C1 (ru) | Аппаратура автоматического управления движением судна | |
| JPS6255293A (ja) | 船舶の旋回制御装置 | |
| EP3494039A1 (en) | Sailboat steering system and method for steering a sailboat | |
| JPH0240537B2 (ja) | Sharyoyodendopawasutearingusochinoseigyohoshiki | |
| JPH08216989A (ja) | 船舶の自動操船装置 | |
| JP2007331552A (ja) | 船用操舵装置 | |
| JPS6234000B2 (ja) | ||
| JPH08282589A (ja) | 潜水船用姿勢角制御装置 | |
| JPS6233998B2 (ja) | ||
| JPH0578476B2 (ja) | ||
| JPS5926517B2 (ja) | 船舶用自動操舵装置の針路設定機構 | |
| JPH0443840B2 (ja) | ||
| US3618879A (en) | Pitch/roll to yaw flight coordinator | |
| JPH04317889A (ja) | 船舶推進機用操舵システム | |
| JPH0262439B2 (ja) | ||
| JP2772646B2 (ja) | 船外機付ボートのパワーステアリング装置 | |
| SU1150155A1 (ru) | Устройство дл управлени движением судна | |
| JPS5926518B2 (ja) | 船舶用自動操舵装置 | |
| US3830183A (en) | Sailboat steering aid |