JPS62292594A - 舶用自動操舵装置 - Google Patents
舶用自動操舵装置Info
- Publication number
- JPS62292594A JPS62292594A JP61136959A JP13695986A JPS62292594A JP S62292594 A JPS62292594 A JP S62292594A JP 61136959 A JP61136959 A JP 61136959A JP 13695986 A JP13695986 A JP 13695986A JP S62292594 A JPS62292594 A JP S62292594A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steering angle
- equivalent
- signal
- disturbance
- ship
- 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.)
- Granted
Links
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 33
- 230000010485 coping Effects 0.000 abstract 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000221535 Pucciniales Species 0.000 description 1
- 230000025518 detection of mechanical stimulus involved in sensory perception of wind Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 201000009482 yaws Diseases 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
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】
３、発明の詳細な説明
〈産業上の利用分野〉
本発明は、舶用自動操舵装置に係り、特に船体に当る風
向や風速等の外乱に影響されない保針性向上を果した舶
用自動操舵装置に関する。
向や風速等の外乱に影響されない保針性向上を果した舶
用自動操舵装置に関する。
〈従来の技術：〉
以下に従来の技術を第６図の従来の舶用自動操舵装置の
ブロック系統図を用いて説明する。
ブロック系統図を用いて説明する。
第６図において、針路方位信号ψと設定コース信号ψＣ
との偏差である針路（偏差信号Δψは、減算器１から比
例演算部（Ｐ）２ａと積分演算部（１）２ｂと微分演口
部（Ｄ）２ｃと加専部２ｄとから成るＰＩＤ演算制御部
２に導かれる。比例演算部（Ｐ）２ａ、Ｍ分演算部＜Ｉ
）２ｂ、微分演（）部（Ｄ）２ｃ７：ＰＩＤ演算された
針路偏差信号△ψは、加咋器２ｄで加算され命令舵角信
号Ｕとなって舵機３に導かれて舵機３を動作さびる。
との偏差である針路（偏差信号Δψは、減算器１から比
例演算部（Ｐ）２ａと積分演算部（１）２ｂと微分演口
部（Ｄ）２ｃと加専部２ｄとから成るＰＩＤ演算制御部
２に導かれる。比例演算部（Ｐ）２ａ、Ｍ分演算部＜Ｉ
）２ｂ、微分演（）部（Ｄ）２ｃ７：ＰＩＤ演算された
針路偏差信号△ψは、加咋器２ｄで加算され命令舵角信
号Ｕとなって舵機３に導かれて舵機３を動作さびる。
その結果、舵機３から実舵角信号δが加篩器４に送出さ
れる。ところで船体５には風、波、潮流等の外乱が動い
ており、このため針路方位は不規則な変動をする。この
外乱の中で風の占める部分は大きく、変動開明が長く、
一般的には定常外乱として数少われる。そこでこの実際
の外乱の大きさと笠盾の舵角装置１条えた信号δｄを加
枠器４に供給してこの加算器４で実舵角信号δに加算さ
れた上で船体５に供給して舵５ａを駆動する。この結果
、船体５は所定の回／頭角速度（ターンレート）ψで運
航される。この船体の運航状態はジトイロコンパス６で
測定され、釧路方位信号（ρとして減輝器１にフィード
バックされる。
れる。ところで船体５には風、波、潮流等の外乱が動い
ており、このため針路方位は不規則な変動をする。この
外乱の中で風の占める部分は大きく、変動開明が長く、
一般的には定常外乱として数少われる。そこでこの実際
の外乱の大きさと笠盾の舵角装置１条えた信号δｄを加
枠器４に供給してこの加算器４で実舵角信号δに加算さ
れた上で船体５に供給して舵５ａを駆動する。この結果
、船体５は所定の回／頭角速度（ターンレート）ψで運
航される。この船体の運航状態はジトイロコンパス６で
測定され、釧路方位信号（ρとして減輝器１にフィード
バックされる。
く発明が解決しようとする問題点゛−
ところでこの従来の舶用自動操舵装置においては次のよ
うな問題がある。ＬＰＧ船、ＬＮＧ船。
うな問題がある。ＬＰＧ船、ＬＮＧ船。
コンテナ船等の水上構造物が大ぎな船では風圧面積も大
きくなり、風外乱が保針性に及ぼす影響は非常に大きい
。このため従来の技術にあっては、Ｐｉ１外乱による船
体運動を、直接制御するのではなく、針路偏差の積分制
御という形で行なっている。
きくなり、風外乱が保針性に及ぼす影響は非常に大きい
。このため従来の技術にあっては、Ｐｉ１外乱による船
体運動を、直接制御するのではなく、針路偏差の積分制
御という形で行なっている。
このために、鳳外乱の変化に即応できない。■〕ら、定
常外乱に抗するために積分制御を加えてはいるが、積分
の時定数は長く、船体５に対して風向。
常外乱に抗するために積分制御を加えてはいるが、積分
の時定数は長く、船体５に対して風向。
風速が大きく影響する場合や船体５の針路方位が変化し
た場合等においては、設定コースからの大きなズレや、
設定コースに戻るまでには長い時間を必要とする。この
ことは狭水通航行中においては大きな危険がともなうこ
ととなる。
た場合等においては、設定コースからの大きなズレや、
設定コースに戻るまでには長い時間を必要とする。この
ことは狭水通航行中においては大きな危険がともなうこ
ととなる。
本発明は、この従来技術の問題点に鑑みてなされたもの
であって、屓の影響による船体運動を予測することによ
り、これに抗するための的確な命令舵角を演専して船体
を操舵することが可能な舶用自動操舵装置をｊｐ供する
ことを目的とする。
であって、屓の影響による船体運動を予測することによ
り、これに抗するための的確な命令舵角を演専して船体
を操舵することが可能な舶用自動操舵装置をｊｐ供する
ことを目的とする。
く問題点を解決するための手段〉
」−述の目的を達成するための本発明の第１の舶用−ω
ｊ操舵装置は、針路方位信号とδ９定コース信号との偏
差である針路偏差信号をＰＩＤ演算制御部に導いて命令
舵角を１ｉ２ｉ算し、この命令舵角で舵機を肋Ｙ＋させ
て船体を運航する構成の舶用自動操舵装置にＪ５いて、
前記船体の運航上の外乱要素となる風向、風速、船速及
び喫水等の測定値又はこれに相当する手動設定端が導か
れて外乱等価舵角を演算する等ｌｌＩ舵角演算部と、該
等価舵角演算部と前記ＰＩＤｉ與Ｈｉｉｌ制御部が接続
されて前記外乱等価舵角に基づいて前記命令舵角を補正
して新命令舵角を演口して前記舵−に出力する新命令舵
角演ｉ部とから成ることを持ｉＭどするものである。
ｊ操舵装置は、針路方位信号とδ９定コース信号との偏
差である針路偏差信号をＰＩＤ演算制御部に導いて命令
舵角を１ｉ２ｉ算し、この命令舵角で舵機を肋Ｙ＋させ
て船体を運航する構成の舶用自動操舵装置にＪ５いて、
前記船体の運航上の外乱要素となる風向、風速、船速及
び喫水等の測定値又はこれに相当する手動設定端が導か
れて外乱等価舵角を演算する等ｌｌＩ舵角演算部と、該
等価舵角演算部と前記ＰＩＤｉ與Ｈｉｉｌ制御部が接続
されて前記外乱等価舵角に基づいて前記命令舵角を補正
して新命令舵角を演口して前記舵−に出力する新命令舵
角演ｉ部とから成ることを持ｉＭどするものである。
又、上述の目的を達成するための本発明の第２の舶用自
動操舵菰ｆ１は、針路方位信号と設定コース信号との偏
差である針路偏差信号をＰＩＤ演痺１リ面部に導いて命
令舵角を演停し、この命令舵角で舵機を動作させて船体
を運航する構成の舶用自動操舵装置において、ＰＩＤの
各制御ゲインがＩＬ制御可能な構成のゲイン可変形ＰＩ
Ｄ演膣制御７Ｉ１部と、前記船体の運航−りの外乱要素
となる風向、扇体船速及び喫水等の、１１ｔ′値又はこ
れに子ｎ当する手動設定１＋ＴＩ ／ｆｉ導かれて外乱
等価舵角を演算する等１１山舵角演算部と、該等価舵角
演算器が接続されて前記外乱等価舵角に塁づいて前記Ｐ
ＩＤの各制御ゲインを制御づるゲイン制御信号を発信す
る制御ゲイン発信部とを具備し、前記ゲイン制ｔｎ信号
にもとづいて制御された前記ゲイン可変形Ｐ Ｉ Ｄ
ｉｉｊ＋鈴１制御部の各制御ゲインにより演停された訴
命令袷角で前記舵機を駆動するように構成したことを１
・Ｔ倣とするものである。
動操舵菰ｆ１は、針路方位信号と設定コース信号との偏
差である針路偏差信号をＰＩＤ演痺１リ面部に導いて命
令舵角を演停し、この命令舵角で舵機を動作させて船体
を運航する構成の舶用自動操舵装置において、ＰＩＤの
各制御ゲインがＩＬ制御可能な構成のゲイン可変形ＰＩ
Ｄ演膣制御７Ｉ１部と、前記船体の運航−りの外乱要素
となる風向、扇体船速及び喫水等の、１１ｔ′値又はこ
れに子ｎ当する手動設定１＋ＴＩ ／ｆｉ導かれて外乱
等価舵角を演算する等１１山舵角演算部と、該等価舵角
演算器が接続されて前記外乱等価舵角に塁づいて前記Ｐ
ＩＤの各制御ゲインを制御づるゲイン制御信号を発信す
る制御ゲイン発信部とを具備し、前記ゲイン制ｔｎ信号
にもとづいて制御された前記ゲイン可変形Ｐ Ｉ Ｄ
ｉｉｊ＋鈴１制御部の各制御ゲインにより演停された訴
命令袷角で前記舵機を駆動するように構成したことを１
・Ｔ倣とするものである。
く第１の発明の実施例〉
以下第１の発明の実施例を図面に基づき詳句１に説明す
る。尚、以下の図面において第６図とｉ［’ｆ３２する
部分は同一の番号・記号を用いてその説ｉ：Ｊ］ Ｉま
省略する。
る。尚、以下の図面において第６図とｉ［’ｆ３２する
部分は同一の番号・記号を用いてその説ｉ：Ｊ］ Ｉま
省略する。
第１図は、第１の発明の具体的実施例を示す舶用自動操
舵装置のシステム系統図である。
舵装置のシステム系統図である。
第１図において、７は船体に働く風外乱即ち相対風向Ｗ
ｄと相対風速Ｗｔを計測する風向・風速削、８は船速Ｖ
ｓを計測する船速計、９は載荷に応じた水線上の船体側
面ＨＡ Ａ ｓを計惇するため船体の喫水位置を削測す
る喫水計、１０はこれ等計測値が導かれて風圧力（外乱
）の等価舵角（δＷ）を演算する等価舵角演桿部である
。この等価舵角演０部の橢能を第２図の保針中の船体運
動図を用いて説明する。第２図から風による船体５が受
ける横方向の力Ｙｗと重心周りのモーメントＮｗは、Ｙ
ｕ＋＝（ρａ／２） ・Ａｓ −Ｃｙ −Ｗａ２ ＝（
Ｉ）Ｎｗ＝（ρａ／２）・Ａｓ−Ｌ−ＣＮ−Ｗｄ２・・
・（２） で表される。但し、ρａ：空気密度、Ｃｙ：Ｉｌａ圧係
数、Ｌ：船長、 ＣＮ ：８ａ圧モーメント係数とする
。この時、風圧係数Ｃｙ、風圧モーメント係数ＣＮは相
対風向Ｗｄ及び水線上の船体構造物により決まる係数で
あり、水線上の船体側面積Ａ５は船長し、乾舷と水線上
の構造物より計口される。
ｄと相対風速Ｗｔを計測する風向・風速削、８は船速Ｖ
ｓを計測する船速計、９は載荷に応じた水線上の船体側
面ＨＡ Ａ ｓを計惇するため船体の喫水位置を削測す
る喫水計、１０はこれ等計測値が導かれて風圧力（外乱
）の等価舵角（δＷ）を演算する等価舵角演桿部である
。この等価舵角演０部の橢能を第２図の保針中の船体運
動図を用いて説明する。第２図から風による船体５が受
ける横方向の力Ｙｗと重心周りのモーメントＮｗは、Ｙ
ｕ＋＝（ρａ／２） ・Ａｓ −Ｃｙ −Ｗａ２ ＝（
Ｉ）Ｎｗ＝（ρａ／２）・Ａｓ−Ｌ−ＣＮ−Ｗｄ２・・
・（２） で表される。但し、ρａ：空気密度、Ｃｙ：Ｉｌａ圧係
数、Ｌ：船長、 ＣＮ ：８ａ圧モーメント係数とする
。この時、風圧係数Ｃｙ、風圧モーメント係数ＣＮは相
対風向Ｗｄ及び水線上の船体構造物により決まる係数で
あり、水線上の船体側面積Ａ５は船長し、乾舷と水線上
の構造物より計口される。
従って外乱等価舵角（δＷ）は、
δｗ−−ｆ （１１７） ・＜１１）ｔ ／Ｖｓ ）
２・＝（３）から演算される。ここでｆ （ＩＪＪ）は
、／ （１１７）−（（ＮｗＹａ ＹｗＮａ ）／（
ＮδＹβ−Ｙ８Ｎβ））・・・（４〉とする。但し、Ｙ
β：横流れによる横方向の抵抗。
２・＝（３）から演算される。ここでｆ （ＩＪＪ）は
、／ （１１７）−（（ＮｗＹａ ＹｗＮａ ）／（
ＮδＹβ−Ｙ８Ｎβ））・・・（４〉とする。但し、Ｙ
β：横流れによる横方向の抵抗。
Ｙ ：操舵による横方向の力、Ｎβ：横流れによる重心
周りの抵抗モーメント、Ｎδ：操舵による重心周りのモ
ーメントと゛し、これ等大々の（１ｖは船体固有の構造
により決定される値である。このようにして演算された
外乱等価舵角δＷが例えば加減舜回路等から成る新命令
舵角演算部１１に出力される。新命令舵角演算部１１は
等価舵角演口部１０とＰＩＤ演算制御部２が接続されて
外乱等１而舵角信号δＷに基づいて命令舵角信号（Ｊを
補正し、舵機３にこの補正して得た新命令舵角信号ＵＮ
Ｉを出力する。
周りの抵抗モーメント、Ｎδ：操舵による重心周りのモ
ーメントと゛し、これ等大々の（１ｖは船体固有の構造
により決定される値である。このようにして演算された
外乱等価舵角δＷが例えば加減舜回路等から成る新命令
舵角演算部１１に出力される。新命令舵角演算部１１は
等価舵角演口部１０とＰＩＤ演算制御部２が接続されて
外乱等１而舵角信号δＷに基づいて命令舵角信号（Ｊを
補正し、舵機３にこの補正して得た新命令舵角信号ＵＮ
Ｉを出力する。
ところで減粋＠１乃至新命令舵角演算部１１までの間を
例えばマイクロコンピュータを利用して構成すると第３
図のようなハードウェアブロック図で表すことができる
。
例えばマイクロコンピュータを利用して構成すると第３
図のようなハードウェアブロック図で表すことができる
。
第３図において、ａは演算部（ＣＰＵ）、ｂは演算プロ
グラムを記憶するリードオンリメモリ（ＲＯＭ＞、Ｃは
各種演算に必要なデータを記憶するランダムアクセスメ
モリ（ＲＡＭ）、ｄは設定コース信号ΦＣを入力する設
定コース入力インターフェイス（以下ｒ Ｉ／ＦＪとい
う）、ｅは風向・風速み１７からのＯ〜３６０°の相対
風向検出値と相対風速検出値を入力する風向・風速人力
Ｉ／Ｆ１ｆは船速削８からの船速く例えば−５ｋｔ〜＋
３０ｋｔ）検出値を入力する船速入力１／Ｆ１ｑは喫水
計９からの喫水（例えば０〜１０ｍ）検出値を入力する
喫水入力１／Ｆ、ｈは針路方位信号ψを入力する方位人
力１／Ｆ、ｉは新命令舵角信号ＵＮＩを出力する舵角出
力１７／Ｆ１ｊは等価舵角演粋に必要な船体固有の諸係
数等を記憶する不揮発メモリである。
グラムを記憶するリードオンリメモリ（ＲＯＭ＞、Ｃは
各種演算に必要なデータを記憶するランダムアクセスメ
モリ（ＲＡＭ）、ｄは設定コース信号ΦＣを入力する設
定コース入力インターフェイス（以下ｒ Ｉ／ＦＪとい
う）、ｅは風向・風速み１７からのＯ〜３６０°の相対
風向検出値と相対風速検出値を入力する風向・風速人力
Ｉ／Ｆ１ｆは船速削８からの船速く例えば−５ｋｔ〜＋
３０ｋｔ）検出値を入力する船速入力１／Ｆ１ｑは喫水
計９からの喫水（例えば０〜１０ｍ）検出値を入力する
喫水入力１／Ｆ、ｈは針路方位信号ψを入力する方位人
力１／Ｆ、ｉは新命令舵角信号ＵＮＩを出力する舵角出
力１７／Ｆ１ｊは等価舵角演粋に必要な船体固有の諸係
数等を記憶する不揮発メモリである。
第４図は第１の発明の舶用自動操舵装置の動作を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
第４図から、設定コース入力［／Ｆから読込んだ設定コ
ース信号ψＣと方位人力１／Ｆから読込んだ針路方位イ
を号ψとをもとにＣＰＵで命令舵角が演算され、その結
果が一時ＲＡＭに記憶される。
ース信号ψＣと方位人力１／Ｆから読込んだ針路方位イ
を号ψとをもとにＣＰＵで命令舵角が演算され、その結
果が一時ＲＡＭに記憶される。
次に風向・風速人力１／Ｆに読込まれた相対風向検出値
Ｗｄ、相対風速検出１＋１１ Ｗ ｔと、船速入力Ｉ／
Ｆ１．：読込まれた船速検出値Ｖｓと、喫水人力Ｉ／Ｆ
に読込まれた喫水検出１ａ ｄとから（１）〜（４）式
に基づいて風外乱に抗するための外乱等価舵角の演算が
行なわれる。この後に先に演算されて一時記憶された命
令舵角が読出されて外乱″！１ＩＩＩｉ舵角との間で演
算されて新命令舵角信＠ＵＮが舵角出力Ｉ／Ｆから舵機
３に出力される。
Ｗｄ、相対風速検出１＋１１ Ｗ ｔと、船速入力Ｉ／
Ｆ１．：読込まれた船速検出値Ｖｓと、喫水人力Ｉ／Ｆ
に読込まれた喫水検出１ａ ｄとから（１）〜（４）式
に基づいて風外乱に抗するための外乱等価舵角の演算が
行なわれる。この後に先に演算されて一時記憶された命
令舵角が読出されて外乱″！１ＩＩＩｉ舵角との間で演
算されて新命令舵角信＠ＵＮが舵角出力Ｉ／Ｆから舵機
３に出力される。
従って、舵Ｉ１３から出力される実舵角信号δ。
に含まれる風外乱に抗するための外乱等価舵角信号δＷ
は、夙外乱による船体運動を等価舵角として演算したも
のを符号反転したものであるから、実際の外乱の大きさ
と等１ｉ１１ｉの舵角に置換えた信号δｄの向風外乱の
部分と相殺されるので、風外、ｆｌｔによる船体運動を
押えた信号として舵５ａを駆動することができる。
は、夙外乱による船体運動を等価舵角として演算したも
のを符号反転したものであるから、実際の外乱の大きさ
と等１ｉ１１ｉの舵角に置換えた信号δｄの向風外乱の
部分と相殺されるので、風外、ｆｌｔによる船体運動を
押えた信号として舵５ａを駆動することができる。
ところで第１の発明は第１図の構成に限定されるもので
はない。例えば、第１図に破線で示すように、船体５の
運航上の外乱要素となる相対風向。
はない。例えば、第１図に破線で示すように、船体５の
運航上の外乱要素となる相対風向。
…対風速、船速及び喫水等の検出値に代ってこれに相当
する千〇設定ｆａ１を手動設定入力部１２を設けて等価
舵角演幹器１０に導いて上記したような演算を行なうよ
うに構成してもよい。更に又、相対風向、相対風速、船
速及び喫水等の検出１直と手動設定値とを同じ＜ｆ／ｌ
線で示ず切特部１３を用いて必要に応じて切替えた上で
等価舵角演咋器１゜に導いて上記の演Ｃ）を行なうよう
に構成してもよい。要は舵機３から出力される実舵角信
号δ１に含まれる粛外乱に抗するための外乱等価舵角が
、実際の外乱の大きさと等価の舵角に置換えた信号δ３
１の向風外乱の部分と相段されて風外乱による船体運動
を押えた信号として舵５ａを駆動することができるよう
に構成されていればよい。尚、このよ゛うな入力時にＪ
−３ける構造に関しては次に述べる第２の発明の入力に
おいても同様である。
する千〇設定ｆａ１を手動設定入力部１２を設けて等価
舵角演幹器１０に導いて上記したような演算を行なうよ
うに構成してもよい。更に又、相対風向、相対風速、船
速及び喫水等の検出１直と手動設定値とを同じ＜ｆ／ｌ
線で示ず切特部１３を用いて必要に応じて切替えた上で
等価舵角演咋器１゜に導いて上記の演Ｃ）を行なうよう
に構成してもよい。要は舵機３から出力される実舵角信
号δ１に含まれる粛外乱に抗するための外乱等価舵角が
、実際の外乱の大きさと等価の舵角に置換えた信号δ３
１の向風外乱の部分と相段されて風外乱による船体運動
を押えた信号として舵５ａを駆動することができるよう
に構成されていればよい。尚、このよ゛うな入力時にＪ
−３ける構造に関しては次に述べる第２の発明の入力に
おいても同様である。
く第２の発明の実施例〉
刑１外乱に抗するための構成は、−上記した第１の発明
に限定されるものではない。
に限定されるものではない。
以下用２の発明の実施例を第５図の第２の発明の具体的
実施例を示す舶用自動操舵装置のシステム系統図に基づ
き詳細に説明する。尚、以下の図面において第１図及び
第６図と重複する部分は同一の番号・記号を用いてその
説明は省略する。
実施例を示す舶用自動操舵装置のシステム系統図に基づ
き詳細に説明する。尚、以下の図面において第１図及び
第６図と重複する部分は同一の番号・記号を用いてその
説明は省略する。
一般に、船体後方から風を受ける場合は保２Ｆあり御シ
ステム全体としては不安定な方向に移行するため大さな
ヨーイングを翔生しやすい。これを防止するためには制
御ゲインを大きくすればよい。
ステム全体としては不安定な方向に移行するため大さな
ヨーイングを翔生しやすい。これを防止するためには制
御ゲインを大きくすればよい。
逆に船体前方から強い風を受ける場合は周期の短いヨー
イングが発生するので無駄舵を防ＩＦするために制御ゲ
インを小さくすればよいことが分っている。本発明の第
２はこれに基づいて成される。
イングが発生するので無駄舵を防ＩＦするために制御ゲ
インを小さくすればよいことが分っている。本発明の第
２はこれに基づいて成される。
第５図にβ３いて、２０はＰ Ｉ Ｄ演算部の各演紳機
能２０ａ、２０ｂ、２０Ｃの各制御ゲインが、１制御可
能な構成のゲイン可変形Ｐ Ｉ Ｄ演咋制御１］部ｒ−
ある。１４はその入力として前記第１の発明で説明した
と同様の入力が導かれる外乱制御演算部である。即ち、
この外乱制御演算部１４は、船体の運航−ヒの外乱′￥
５索となる風向、風速、船速及び喫水専の検出１ｎ又は
これに相当する手動設定値〈前記第１の発明のところで
述べたように検出値又は手動設定１直［含切昌値ｊ）が
導かれて外乱等価舵角を演算する等価舵角演帥部１０と
、この等衛舵角演の器１０が接続されて外乱等価舵角に
基づいてゲイン可変形ＰｒＤ演稈制御部２０の各演算機
能２０ａ、２０ｂ、２０Ｇの各制御ゲインＫｐ。
能２０ａ、２０ｂ、２０Ｃの各制御ゲインが、１制御可
能な構成のゲイン可変形Ｐ Ｉ Ｄ演咋制御１］部ｒ−
ある。１４はその入力として前記第１の発明で説明した
と同様の入力が導かれる外乱制御演算部である。即ち、
この外乱制御演算部１４は、船体の運航−ヒの外乱′￥
５索となる風向、風速、船速及び喫水専の検出１ｎ又は
これに相当する手動設定値〈前記第１の発明のところで
述べたように検出値又は手動設定１直［含切昌値ｊ）が
導かれて外乱等価舵角を演算する等価舵角演帥部１０と
、この等衛舵角演の器１０が接続されて外乱等価舵角に
基づいてゲイン可変形ＰｒＤ演稈制御部２０の各演算機
能２０ａ、２０ｂ、２０Ｇの各制御ゲインＫｐ。
Ｋａ、ｆａ＋を、１ｉ＋＋御するゲインＩｌｌ Ｉ２’
Ｊ信号を光信する制御０ゲイン光信部１５とから成る。
Ｊ信号を光信する制御０ゲイン光信部１５とから成る。
このように構成することで前記ゲイン制御信号にもとづ
いて制御されたゲイン可変形ＰＩＤ演障り制御部２０の
各制ｉ卸ゲインにより新命令舵角（ＵＮ２ ）が演口さ
れて舵）１３に出力される。この時、ゲイン可変形ＰＩ
Ｄ演ｉ 、ｔｉｌｌ ｉ′１１部２０にま３いては、新
命令舵角は、（ＪＮ２− Ｋ Ｐ Δ ψ ＋ Ｋ ａ ％← △ ψ
＋ １＜、ｆ Δ φ ｄｔ ・・・ （５）から
夫々の各制御ゲインＫｐ 、Ｋｄ、Ｋｉが適宜可変され
ることで得られる。この各制ｆ１１ゲインＫｐ、Ｋｄ、
Ｋｔの可変値は過去の経験値やシ１ミレージョンから割
当てられたりすることができる。３このように構成して
も第１の発明の時と同様に洩１による外乱の影響を除去
した操舵を１１なうことができる。
いて制御されたゲイン可変形ＰＩＤ演障り制御部２０の
各制ｉ卸ゲインにより新命令舵角（ＵＮ２ ）が演口さ
れて舵）１３に出力される。この時、ゲイン可変形ＰＩ
Ｄ演ｉ 、ｔｉｌｌ ｉ′１１部２０にま３いては、新
命令舵角は、（ＪＮ２− Ｋ Ｐ Δ ψ ＋ Ｋ ａ ％← △ ψ
＋ １＜、ｆ Δ φ ｄｔ ・・・ （５）から
夫々の各制御ゲインＫｐ 、Ｋｄ、Ｋｉが適宜可変され
ることで得られる。この各制ｆ１１ゲインＫｐ、Ｋｄ、
Ｋｔの可変値は過去の経験値やシ１ミレージョンから割
当てられたりすることができる。３このように構成して
も第１の発明の時と同様に洩１による外乱の影響を除去
した操舵を１１なうことができる。
〈発明の効果〉
以上、実施例と共に具体的に本発明をβ１明したように
、本発明の舶用自動操舵装置によｔ）ば、風外乱による
船体運動をそれに児合った等価舵角として瞬時に計惇で
きるため、制御出力にこの８［面舵角を符号変換したも
のを１）ｏえることにより諭外乱による船体運動を押え
ることかできる。これにより風外乱の変化についても即
応て゛き、持に秋水通航１１時の保針性が改善され、船
の安全運航にご与できる。又、風外乱の等価舵角演算時
の各係数はその船自体の構造より得られる藺であるから
、船固４１の構造に合った的確な等洒舵角がせ１られう
、１更に又、船速及び喫水が自動的に入力されるので・
、船速の変化、載荷の変化の際にも等価舵角演算は自動
的に行なうことができる。その結果、船舶の安全性や省
エネルギー性を高めた操船を行なうことができるという
効果を得ることができる。
、本発明の舶用自動操舵装置によｔ）ば、風外乱による
船体運動をそれに児合った等価舵角として瞬時に計惇で
きるため、制御出力にこの８［面舵角を符号変換したも
のを１）ｏえることにより諭外乱による船体運動を押え
ることかできる。これにより風外乱の変化についても即
応て゛き、持に秋水通航１１時の保針性が改善され、船
の安全運航にご与できる。又、風外乱の等価舵角演算時
の各係数はその船自体の構造より得られる藺であるから
、船固４１の構造に合った的確な等洒舵角がせ１られう
、１更に又、船速及び喫水が自動的に入力されるので・
、船速の変化、載荷の変化の際にも等価舵角演算は自動
的に行なうことができる。その結果、船舶の安全性や省
エネルギー性を高めた操船を行なうことができるという
効果を得ることができる。
第１図は第１の発明の具体的実施例を示す舶用自動操舵
装置のシステム系統図、第２図は保針中の船体運動図、
第３図は本発明のハードウェアブロック図、第４図は第
１の発明の舶用自動操舵装置の動作を示すフローチャー
ト、第５図は第２の発明の具体的実施例を示す舶用自動
操舵装置のシステム系統図、第６図は従来の舶用自動操
舵′！！ｉ置のブロック系統図である。 ２・・・ＰＩＤ演算制御部、３・・・舵機、５・・・船
体、６・・・ジャイロコンパス、７・・・風向・風速計
、８・・・船速ｔ１．９・・・喫水も１．１０・・・等
価舵角演算部、１１・・・新命令舵角演算部、１４外乱
制御演暉部、２０・・・ゲイン可変形ＰＩＤ演算制御部
。
装置のシステム系統図、第２図は保針中の船体運動図、
第３図は本発明のハードウェアブロック図、第４図は第
１の発明の舶用自動操舵装置の動作を示すフローチャー
ト、第５図は第２の発明の具体的実施例を示す舶用自動
操舵装置のシステム系統図、第６図は従来の舶用自動操
舵′！！ｉ置のブロック系統図である。 ２・・・ＰＩＤ演算制御部、３・・・舵機、５・・・船
体、６・・・ジャイロコンパス、７・・・風向・風速計
、８・・・船速ｔ１．９・・・喫水も１．１０・・・等
価舵角演算部、１１・・・新命令舵角演算部、１４外乱
制御演暉部、２０・・・ゲイン可変形ＰＩＤ演算制御部
。
Claims (2)
- （１）針路方位信号と設定コース信号との偏差である針
路偏差信号をＰＩＤ演算制御部に導いて命令舵角を演算
し、この命令舵角で舵機を動作させて船体を運航する構
成の舶用自動操舵装置において、前記船体の運航上の外
乱要素となる風向、風速、船速及び喫水等の測定値又は
これに相当する手動設定値が導かれて外乱等価舵角を演
算する等価舵角演算部と、該等価舵角演算部と前記ＰＩ
Ｄ演算制御部が接続されて前記外乱等価舵角に基づいて
前記命令舵角を補正して新命令舵角を演算して前記舵機
に出力する新命令舵角演算部とから成ることを特徴とす
る舶用自動操舵装置。 - （２）針路方位信号と設定コース信号との偏差である針
路偏差信号をＰＩＤ演算制御部に導いて命令舵角を演算
し、この命令舵角で舵機を動作させて船体を運航する構
成の舶用自動操舵装置において、ＰＩＤの各制御ゲイン
が制御可能な構成のゲイン可変形ＰＩＤ演算制御部と、
前記船体の運航上の外乱要素となる風向、風速、船速及
び喫水等の測定値又はこれに相当する手動設定値が導か
れて外乱等価舵角を演算する等価舵角演算部と、該等価
舵角演算器が接続されて前記外乱等価舵角に基づいて前
記ＰＩＤの各制御ゲインを制御するゲイン制御信号を発
信する制御ゲイン発信部とを具備し、前記ゲイン制御信
号にもとづいて制御された前記ゲイン可変形ＰＩＤ演算
制御部の各制御ゲインにより演算された新命令舵角で前
記舵機を駆動するように構成したことを特徴とする舶用
自動操舵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61136959A JPS62292594A (ja) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | 舶用自動操舵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61136959A JPS62292594A (ja) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | 舶用自動操舵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62292594A true JPS62292594A (ja) | 1987-12-19 |
| JPH0578475B2 JPH0578475B2 (ja) | 1993-10-28 |
Family
ID=15187497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61136959A Granted JPS62292594A (ja) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | 舶用自動操舵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62292594A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009202792A (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 自動船位保持装置およびその方法並びにプログラム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61119493A (ja) * | 1984-11-15 | 1986-06-06 | Yokogawa Electric Corp | 舶用オ−トパイロツト |
-
1986
- 1986-06-12 JP JP61136959A patent/JPS62292594A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61119493A (ja) * | 1984-11-15 | 1986-06-06 | Yokogawa Electric Corp | 舶用オ−トパイロツト |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009202792A (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 自動船位保持装置およびその方法並びにプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0578475B2 (ja) | 1993-10-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8145370B2 (en) | Steering system for a marine vessel | |
| US9733645B1 (en) | System and method for controlling handling of a marine vessel | |
| US8265812B2 (en) | System and method for a marine vessel autopilot | |
| WO2005058691A1 (ja) | 自動操舵制御装置および自動操舵装置 | |
| JPS6347679B2 (ja) | ||
| US4089287A (en) | Method and apparatus for the automatic positioning of a ship to minimize the influence of external disturbance forces | |
| EP0441651A2 (en) | Autopilot system | |
| JP3033571B1 (ja) | 潜水船の深度保持制御方式 | |
| JPS62292594A (ja) | 舶用自動操舵装置 | |
| JP2002316697A (ja) | 船舶の航路保持制御方法及び装置並びに船舶 | |
| JPH03295793A (ja) | 船舶自動操縦装置 | |
| JP3377782B2 (ja) | 船舶の動揺軽減装置及びその制御方法 | |
| KR20200075506A (ko) | 선수각 제어 방법 | |
| JPH08119197A (ja) | 自動操舵装置 | |
| JP7330025B2 (ja) | 船速制御装置、船速制御方法、および、船速制御プログラム | |
| JPH0330557B2 (ja) | ||
| JPH01148696A (ja) | 船舶の定点保持装置 | |
| JP2522485B2 (ja) | 船舶用自動操舵方式 | |
| JPH0325094A (ja) | 船舶の接岸方法 | |
| EP4163200A1 (en) | Ship speed control apparatus, ship speed control method, and ship speed control program | |
| JPH042875Y2 (ja) | ||
| JPS6173015A (ja) | 自動航法システム | |
| EP3960619A1 (en) | A management module for a sailing boat | |
| GB2024460A (en) | Improvements in or relating to steering control systems for power- driven ships | |
| JP2000072094A (ja) | 船舶の船首方位制御設備 |