JPS6364360B2 - - Google Patents

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JPS6364360B2
JPS6364360B2 JP10445679A JP10445679A JPS6364360B2 JP S6364360 B2 JPS6364360 B2 JP S6364360B2 JP 10445679 A JP10445679 A JP 10445679A JP 10445679 A JP10445679 A JP 10445679A JP S6364360 B2 JPS6364360 B2 JP S6364360B2
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pid controller
turning angle
propeller
outputs
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【発明の詳細な説明】 この発明は首振り式プロペラを推力発生装置と
する海洋構造物の自動位置制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an automatic position control system for marine structures using an oscillating propeller as a thrust generating device.

この種海洋構造物に設けられている首振り式可
変翼プロペラには、プロペラ中心軸が360度向き
を変えることができるように旋回角サーボ機構が
装備されており、またプロペラ発生推力の大きさ
を変えるためにプロペラ翼角を制御する翼角サー
ボ機構が装備されている。したがつてプロペラ旋
回角とプロペラ翼角の適当な組合せにより船舶等
海洋構造物の操縦者は希望する推力ベクトルを発
生させることができる。たとえば第1図a,bに
示すように大深度海底石油掘削を目的とする半潜
水式2ロワーハル型プラツトフオーム1では、
風、潮流、波などの外乱に対して作業中の定位置
保持を行うために複数台の首振り式プロペラ21
〜24が装備されている。プラツトフオーム1が
第1図に示すように前方の右と左に2台の首振り
式プロペラ21,22と、後方の右と左に2台の首
振り式プロペラ23,24を装備する場合、この4
台の首振り式プロペラ21〜24の従来の操縦装置
を第2図a〜hに示す。各首振り式プロペラは右
前方プロペラ21、左前方プロペラ22、右後方プ
ロペラ23、左後方プロペラ24の順に第1、第
2、第3、第4のプロペラと呼称する。図におい
て00は第1の翼角レバー、01は第1の旋回角
レバー、02は第1の翼角サーボ機構、03は第
1の旋回角サーボ機構、04は第2の翼角レバ
ー、05は第2の旋回角レバー、06は第2の翼
角サーボ機構、07は第2の旋回角サーボ機構、
08は第3の翼角レバー、09は第3の旋回角レ
バー、10は第3の翼角サーボ機構、11は第3
の旋回角サーボ機構、12は第4の翼角レバー、
13は第4の旋回角レバー、14は第4の翼角サ
ーボ機構、15は第4の旋回角サーボ機構であ
り、第1ないし第4のプロペラ21〜24は上記第
1ないし第4の翼角レバーおよび第1ないし第4
の旋回角レバーそれぞれによつて操縦されるよう
になつている。
The oscillating variable-blade propeller installed on this type of offshore structure is equipped with a turning angle servo mechanism that allows the propeller center axis to change direction 360 degrees, and the propeller generates a large thrust force. It is equipped with a blade angle servo mechanism that controls the propeller blade angle to change the propeller blade angle. Therefore, by appropriately combining the propeller turning angle and the propeller blade angle, the operator of a marine structure such as a ship can generate a desired thrust vector. For example, as shown in Figures 1a and 1b, in a semi-submersible two-lower hull platform 1 intended for deep seabed oil drilling,
Multiple oscillating propellers 2 1 to maintain a fixed position during work against disturbances such as wind, currents, waves, etc.
~2 4 are equipped. As shown in Figure 1, the platform 1 has two oscillating propellers 2 1 , 2 2 on the front right and left, and two oscillating propellers 2 3 , 2 4 on the right and left rear. When equipped with this 4
Conventional control devices for the oscillating propellers 2 1 to 2 4 of the platform are shown in FIGS. 2a to 2h. The oscillating propellers are referred to as first, second, third, and fourth propellers in the order of right front propeller 2 1 , left front propeller 2 2 , right rear propeller 2 3 , and left rear propeller 2 4 . In the figure, 00 is the first blade angle lever, 01 is the first swing angle lever, 02 is the first blade angle servo mechanism, 03 is the first swing angle servo mechanism, 04 is the second blade angle lever, 05 is the second turning angle lever, 06 is the second blade angle servo mechanism, 07 is the second turning angle servo mechanism,
08 is the third blade angle lever, 09 is the third turning angle lever, 10 is the third blade angle servo mechanism, and 11 is the third blade angle lever.
12 is a fourth blade angle lever,
13 is a fourth turning angle lever, 14 is a fourth blade angle servo mechanism, 15 is a fourth turning angle servo mechanism, and the first to fourth propellers 2 1 to 2 4 are the first to fourth propellers. blade angle lever and the first to fourth
It is designed to be operated by each of the swing angle levers.

上記第1ないし第4の4台の首振り式可変翼プ
ロペラの各操縦装置の作用は全く同じなので、こ
れ以降では右前方プロペラ21の操縦装置につい
ての動作のみ説明する。まず操縦者が翼角レバー
00を動かすことにより推力の大きさを調整し、
旋回角レバー01を動かすことにより推力の方向
を調整する。いま翼角レバー00を操作すると、
翼角サーボ機構02が作動して右前方プロペラ2
の翼角が定まり発生推力の大きさが決まる。ま
た旋回角レバー01を操作すると、旋回角サーボ
機構03が作動して右前方プロペラ21の推力の
方向が決まる。これにより第3図に示すように右
前方プロペラ21の推力ベクトルT1が決まる。同
様に他の3台の翼角レバーおよび旋回角レバーを
操縦者が操作すると、それぞれ希望する推力ベク
トルT2,T3,T4が発生し、これらの推力ベクト
ルの組合せにより風、潮流などの外乱に対抗して
プラツトフオーム1の定位置保持を図つている。
Since the operation of each of the control devices of the first to fourth four oscillating variable-wing propellers is exactly the same, from now on, only the operation of the control device of the right front propeller 21 will be explained. First, the pilot adjusts the magnitude of thrust by moving the wing angle lever 00,
The direction of thrust is adjusted by moving the turning angle lever 01. If you operate the wing angle lever 00 now,
The blade angle servo mechanism 02 operates and the right forward propeller 2
The blade angle of 1 is determined, and the magnitude of the generated thrust is determined. Further, when the turning angle lever 01 is operated, the turning angle servo mechanism 03 is operated to determine the direction of the thrust of the right front propeller 2 1 . This determines the thrust vector T 1 of the right front propeller 2 1 as shown in FIG. Similarly, when the pilot operates the other three wing angle levers and turning angle levers, the desired thrust vectors T 2 , T 3 , and T 4 are generated, and the combination of these thrust vectors controls wind, current, etc. The purpose is to maintain the platform 1 in a fixed position against external disturbances.

次にプラツトフオーム1の定位置保持について
4つの推力ベクトルの組合せについて以下に詳細
に述べる。プラツトフオーム1が第4図中矢印で
示すように右前方より風あるいは潮流等の外乱を
受けた場合、プラツトフオーム1は重心Gに抵抗
力Fおよび重心周りに抵抗モーメントMを受け
る。したがつて重心Gより前方のO点に力FT
作用したのと等価な状態になる。この抵抗力FT
に対抗してプラツトフオーム1の位置および方位
を維持するためには、第5図a,b,cにそれぞ
れ示すように推力ベクトルT1,T2,T3,T4の3
種類の組合せが考えられる。図中のベクトルT12
は推力ベクトルT1とT2の合力ベクトル、ベクト
ルT34は推力ベクトルT3とT4の合力ベクトルで、
プラツトフオーム1の中心線上の作用点をそれぞ
れO1、O2とする。第5図a,b,cにそれぞれ
示す3種類の推力ベクトルの組合せのうちで、プ
ラツトフオーム1の右前方からの風あるいは潮流
等の外乱に対して安定なプラツトフオーム1の定
位置制御が実現できるのは第5図aに示した推力
ベクトルの組合せのみである。いまプラツトフオ
ーム1が右前方からの外乱を受けているときに、
第5図aに示す推力ベクトルの組合せにより外乱
力FTに対抗してプラツトフオーム1の定位置保
持を実現する状態を考える。プラツトフオーム1
の平面運動を垂直面内の運動と想定すると、プラ
ツトフオーム1の平面運動は重力場における振子
運動に置き換えて考えることができる。すなわち
第5図aにおいて、O点に作用する下向きの外乱
力FTおよびO2点に作用する下向きの合成推力ベ
クトルT34に対抗して上向きの合成推力ベクトル
T12がO1点に作用して力の平衡状態が保たれてい
る。したがつて第5図aではプラツトフオーム1
はO1点を支点とし、力FTおよびT34を受けている
安定振子と想定することができる。以上によりプ
ラツトフオーム1が右前方より外乱力を受けると
きには第5図aに示すようにプラツトフオーム1
前方にある第1および第2の首振り式プロペラ2
,22で前進推力T1およびT2を発生させ、プラ
ツトフオーム1後方にある第3および第4の首振
り式プロペラ23,24で後進推力T3およびT4
発生させると、プラツトフオーム1の運動はO1
点を支点とする安定振子とみなすことができ、外
乱力FTに対してプラツトフオーム1の安定な姿
勢制御が実現でき、後進推力T34を調整すること
により安定な位置保持制御が可能なことが判る。
Next, the combinations of four thrust vectors for holding the platform 1 in a fixed position will be described in detail below. When the platform 1 is subjected to a disturbance such as wind or current from the right front as shown by the arrow in FIG. 4, the platform 1 receives a resistance force F at the center of gravity G and a resistance moment M around the center of gravity. Therefore, the state is equivalent to a force F T acting on a point O ahead of the center of gravity G. This resistance force F T
In order to maintain the position and orientation of the platform 1 against
A combination of types is possible. Vector T 12 in the diagram
is the resultant force vector of thrust vectors T 1 and T 2 , vector T 34 is the resultant force vector of thrust vectors T 3 and T 4 ,
Let the points of action on the center line of the platform 1 be O 1 and O 2 , respectively. Among the three types of thrust vector combinations shown in Fig. 5 a, b, and c, fixed position control of platform 1 is stable against disturbances such as wind or tidal current from the right front of platform 1. can be realized only by the combination of thrust vectors shown in FIG. 5a. Now, when platform 1 is receiving a disturbance from the right front,
Consider a situation in which the platform 1 is held in a fixed position against the disturbance force F T by the combination of thrust vectors shown in FIG. 5a. Platform 1
Assuming that the planar motion of the platform 1 is a motion in a vertical plane, the planar motion of the platform 1 can be replaced with pendulum motion in a gravitational field. In other words, in Fig. 5a, an upward combined thrust vector T34 acts against the downward disturbance force F T acting on point O and the downward combined thrust vector T 34 acting on two points O.
T 12 acts on the O 1 point and the force is kept in equilibrium. Therefore, in Figure 5a, platform 1
can be assumed to be a stable pendulum with its fulcrum at point O and receiving forces F T and T 34 . As a result of the above, when the platform 1 receives a disturbance force from the right front, the platform 1
First and second oscillating propellers 2 in front
1 and 2 2 generate forward thrusts T 1 and T 2 , and the third and fourth oscillating propellers 2 3 and 2 4 located behind the platform 1 generate backward thrusts T 3 and T 4 . , the motion of platform 1 is O 1
It can be regarded as a stable pendulum with a point as a fulcrum, and stable attitude control of platform 1 can be achieved against disturbance force F T. Stable position holding control is possible by adjusting backward thrust T 34 . I understand that.

次に第5図bに示すような推力ベクトルの組合
せにより右前方より受ける外乱力FTに対抗して
プラツトフオーム1の定位置保持を行なう状態を
考える。第5図bではO点に作用する下向きの外
乱力FTおよびO1点に作用する下向きの合成推力
ベクトルT12に対抗して、上向きの合成推力ベク
トルT34がO2点に作用して力の平衡状態が保たれ
ている。したがつてプラツトフオーム1はO2
を支点とし力FTおよび力T12を受けている倒立振
子と設定することができる。以上によりプラツト
フオーム1が右前方より受ける外乱力に対して前
方にある2つの首振り式プロペラ21,22で後退
推力T1およびT2を発生させ、後方にある2つの
首振り式プロペラ23,24で前進推力T3および
T4を発生させると、プラツトフオーム1の運動
はO2点を支点とする倒立振子とみなすことがで
き、外乱力FTに対して安定な姿勢制御が不可能
となりそのため安定な位置保持制御が実現できな
いことになる。
Next, consider a situation in which the platform 1 is held in a fixed position against the disturbance force F T received from the right front by a combination of thrust vectors as shown in FIG. 5b. In Figure 5b, in opposition to the downward disturbance force F T acting on point O and the downward combined thrust vector T 12 acting on point O 1 , an upward combined thrust vector T 34 acts on point O 2 . A state of force equilibrium is maintained. Platform 1 can therefore be configured as an inverted pendulum which is fulcrumed at point O 2 and is subjected to forces F T and T 12 . As described above, in response to the disturbance force that the platform 1 receives from the right front, the two swing-type propellers 2 1 and 2 2 in the front generate backward thrusts T 1 and T 2 , and the two swing-type propellers in the rear Forward thrust T 3 and propellers 2 3 and 2 4
When T 4 is generated, the motion of platform 1 can be regarded as an inverted pendulum with the fulcrum at point O 2 , and stable posture control against the disturbance force F T is impossible, resulting in stable position maintenance control. will not be possible.

同様に第5図cに示すような推力ベクトルの組
合せにより右前方より受ける外乱力FTに対抗し
てプラツトフオーム1の定位置保持を行なう状態
を考える。プラツトフオーム1前方の2つの首振
り式プロペラ21,22は前進推力を発生している
ことから、プラツトフオーム1はO1点を支点と
する安定振子と考えられる。一方、プラツトフオ
ーム1後方の2つの首振り式プロペラ23,24
前進推力を発生しているためプラツトフオーム1
はO2点を支点とする倒立振子と考えられる。し
たがつて上述の第5図aおよびbの場合の説明か
ら判るように、第5図cの推力ベクトルの組合せ
を実現しているプラツトフオーム1の運動は、
O1点を支点とする安定振子運動とO2点を支点と
する倒立振子運動の合成と考えられるが、O1
を支点とする安定振子運動は第5図aで述べたよ
うにプラツトフオーム1の安定な姿勢制御を可能
とするが、O2点を支点とする倒立振子運動は第
5図bで述べたように安定なプラツトフオーム1
の姿勢制御は不可能である。そのため第5図cに
示す推力ベクトルの組合せではプラツトフオーム
1の安定な定位置制御は望めない。なお第6図
a,b,cではプラツトフオーム1に対して右前
方以外の各方向からの外乱に対して安定な定位置
保持制御を実現できる首振りプロペラの推力ベク
トルの組合せを示している。
Similarly, consider a situation in which the platform 1 is held in a fixed position against the disturbance force F T received from the right front by a combination of thrust vectors as shown in FIG. 5c. Since the two oscillating propellers 2 1 and 2 2 in front of the platform 1 generate forward thrust, the platform 1 is considered to be a stable pendulum with the O 1 point as the fulcrum. On the other hand, since the two oscillating propellers 2 3 and 2 4 at the rear of the platform 1 also generate forward thrust, the platform 1
can be considered as an inverted pendulum with the fulcrum at the O2 point. Therefore, as can be seen from the explanation of the cases in FIGS. 5a and 5b above, the motion of the platform 1 realizing the combination of thrust vectors in FIG. 5c is as follows:
It is thought to be a combination of stable pendulum motion with one point O as a fulcrum and inverted pendulum motion with two points O as a fulcrum, but stable pendulum motion with one point O as a fulcrum is based on a platform as described in Figure 5a. The inverted pendulum motion with the O2 point as a fulcrum enables stable posture control of platform 1, but as described in Figure 5b, stable posture control of platform 1 is possible.
posture control is impossible. Therefore, stable fixed position control of the platform 1 cannot be expected with the combination of thrust vectors shown in FIG. 5c. Furthermore, Figures 6a, b, and c show combinations of thrust vectors of the oscillating propeller that can realize stable fixed position control for platform 1 against disturbances from all directions other than the right front. .

以上により前方および後方にそれぞれ2台の首
振り式プロペラを有するプラツトフオーム1の安
定な定位置保持制御は右前方からの外乱に対して
は第5図aに示す推力ベクトルの組合せのみが実
現可能である。したがつて操縦者は上記第5図a
のような推力ベクトルの組合せとなるように4つ
の翼角レバーと4つの旋回角レバーを操作して、
プラツトフオーム1を目標とする地点にかつ所定
の方位を維持するように努めている。しかしなが
ら上記の様に前方と後方にそれぞれ2台の首振り
式プロペラ21〜24を装備したプラツトフオーム
1では、操縦者がプラツトフオーム1の位置およ
び方位のずれを計測器によつて判断しながら8つ
の操作量すなわち4つの翼角レバーと4つの旋回
角レバーをそれぞれ操作して定位置を保持させる
ため極めて困難な作業となり、操縦者の労力負担
が大きくまた作業能率も悪いものとなつている。
As a result of the above, stable fixed position holding control of platform 1, which has two oscillating propellers at the front and rear, is achieved only by the combination of thrust vectors shown in Figure 5a in response to disturbances from the right front. It is possible. Therefore, the pilot should follow Figure 5a above.
Operate the four wing angle levers and four turning angle levers so that the thrust vector combination is as follows.
Efforts are made to keep platform 1 on target and in a predetermined orientation. However, as described above, in the platform 1 equipped with two oscillating propellers 2 1 to 2 4 at the front and rear, the operator can measure the position and orientation deviation of the platform 1 using a measuring instrument. It is an extremely difficult task to maintain a fixed position by operating eight operation variables, ie, four wing angle levers and four turning angle levers, while making judgments, which places a large labor burden on the operator and reduces work efficiency. It's summery.

この発明は上記のような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は前方および後方それぞれの
左右に2台の首振り式プロペラまたは翼車プロペ
ラなどの推力発生装置が配置された海洋構造物に
おいて、その位置保持性能および旋回性能が高く
しかも操縦者の労力負担を減少させることができ
る海洋構造物の自動位置制御装置を提供すること
にある。
This invention was made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide a marine structure in which two thrust generating devices such as oscillating propellers or bladed propellers are arranged on the left and right sides of the front and rear sides. An object of the present invention is to provide an automatic position control device for a marine structure that has high position holding performance and turning performance and can reduce the labor burden on an operator.

すなわち、この発明では2台の首振り式プロペ
ラをそれぞれ前方と後方に装備したプラツトフオ
ームにおいて、操縦者が希望する設定値を入力す
る位置設定器と方位設定器、位置検出器、ジヤイ
ロコンパス、船位偏差変換器、PID制御器、加算
器、減算器、符号変換器、翼角検出器および旋回
角検出器、を設け、これらをうまく組合わせるこ
とによつて、操縦者が翼角レバー、旋回角レバー
を一切操作せず、風、潮流などの外乱力に対して
自動的に首振り式プロペラの推力ベクトルを調整
して、プラツトフオームを操縦者の希望する位置
および方位に保つことができるようにしたもので
ある。
That is, in this invention, in a platform equipped with two oscillating propellers at the front and rear, respectively, a position setting device and a direction setting device for inputting setting values desired by the operator, a position detector, and a gyro compass are provided. , a ship position deviation converter, a PID controller, an adder, a subtracter, a code converter, a wing angle detector, and a turning angle detector, and by skillfully combining these, the pilot can control the wing angle lever, The thrust vector of the oscillating propeller is automatically adjusted in response to disturbance forces such as wind and tidal currents, without having to operate the turning angle lever at all, and the platform can be maintained at the position and orientation desired by the pilot. It has been made possible.

以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説
明する。第7図はこの発明に係る海洋構造物の自
動位置制御装置を示すブロツク構成図である。図
において500は位置設定器、501は方位設定
器、502は位置検出器、503はジヤイロコン
パス、504は第1の減算器、505は第2の減
算器、506は第3の減算器、507は位置偏差
変換器、508は第1のPID制御器、509は第
2のPID制御器、510は第3のPID制御器、5
11は第4のPID制御器、512は第5のPID制
御器、513は第6のPID制御器、514は第7
のPID制御器、515は第8のPID制御器、51
6は第9のPID制御器、517は第10のPID制御
器、518は第11のPID制御器、519は第12の
PID制御器、520は第13のPID制御器、521
は第14のPID制御器、522は第15のPID制御
器、523は第16のPID制御器、524は第17の
PID制御器、525は第18のPID制御器、526
は第19のPID制御器、527は第20のPID制御
器、528は第21のPID制御器、529は第22の
PID制御器、530は第23のPID制御器、531
は第24のPID制御器、532は第1の符号変換
器、533は第1の加算器、534は第1の自動
手動切換装置、535は第1の翼角検出器、53
6は第1の乗算器、537は第2の符号変換器、
538は第2の加算器、539は第2の自動手動
切換装置、540は第1の旋回角検出器、541
は第3の符号変換器、542は第3の加算器、5
43は第3の自動手動切換装置、544は第2の
翼角検出器、545は第2の乗算器、546は第
4の符号変換器、547は第4の加算器、548
は第4の自動手動切換装置、549は第2の旋回
角検出器、550は第5の符号変換器、551は
第5の加算器、552は第5の自動手動切換装
置、553は第3の翼角検出器、554は第3の
乗算器、555は第6の符号変換器、556は第
6の加算器、557は第6の自動手動切換装置、
558は第3の旋回角検出器、559は第7の符
号変換器、560は第7の加算器、561は第7
の自動手動切換装置、562は第4の翼角検出
器、563は第4の乗算器、564は第8の符号
変換器、565は第8の加算器、566は第8の
自動手動切換装置、567は第4の旋回角検出器
であり、また他に従来と同様に00は第1の翼角
レバー、01は第1の旋回角レバー、02は第1
の翼角サーボ機構、03は第1の旋回角サーボ機
構、04は第2の翼角レバー、05は第2の旋回
角レバー、06は第2の翼角サーボ機構、07は
第2の旋回角サーボ機構、08は第3の翼角レバ
ー、09は第3の旋回角レバー、10は第3の翼
角サーボ機構、11は第3の旋回角サーボ機構、
12は第4の翼角レバー、13は第4の旋回角レ
バー、14は第4の翼角サーボ機構、15は第4
の旋回角サーボ機構である。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a block diagram showing an automatic position control system for marine structures according to the present invention. In the figure, 500 is a position setter, 501 is a direction setter, 502 is a position detector, 503 is a gyro compass, 504 is a first subtractor, 505 is a second subtractor, 506 is a third subtractor, 507 is a position error converter, 508 is a first PID controller, 509 is a second PID controller, 510 is a third PID controller, 5
11 is the fourth PID controller, 512 is the fifth PID controller, 513 is the sixth PID controller, and 514 is the seventh PID controller.
PID controller, 515 is the eighth PID controller, 51
6 is the 9th PID controller, 517 is the 10th PID controller, 518 is the 11th PID controller, and 519 is the 12th PID controller.
PID controller, 520 is the 13th PID controller, 521
is the 14th PID controller, 522 is the 15th PID controller, 523 is the 16th PID controller, and 524 is the 17th PID controller.
PID controller, 525 is the 18th PID controller, 526
is the 19th PID controller, 527 is the 20th PID controller, 528 is the 21st PID controller, and 529 is the 22nd PID controller.
PID controller, 530 is the 23rd PID controller, 531
is the 24th PID controller, 532 is the first code converter, 533 is the first adder, 534 is the first automatic manual switching device, 535 is the first blade angle detector, 53
6 is a first multiplier, 537 is a second code converter,
538 is a second adder, 539 is a second automatic manual switching device, 540 is a first turning angle detector, 541
is the third code converter, 542 is the third adder, 5
43 is a third automatic manual switching device, 544 is a second blade angle detector, 545 is a second multiplier, 546 is a fourth code converter, 547 is a fourth adder, 548
549 is the second turning angle detector, 550 is the fifth code converter, 551 is the fifth adder, 552 is the fifth automatic manual switching device, 553 is the third 554 is a third multiplier, 555 is a sixth code converter, 556 is a sixth adder, 557 is a sixth automatic manual switching device,
558 is the third turning angle detector, 559 is the seventh code converter, 560 is the seventh adder, and 561 is the seventh
562 is a fourth blade angle detector, 563 is a fourth multiplier, 564 is an eighth code converter, 565 is an eighth adder, and 566 is an eighth automatic manual switching device. , 567 is the fourth turning angle detector, and 00 is the first blade angle lever, 01 is the first turning angle lever, and 02 is the first turning angle lever.
blade angle servo mechanism, 03 is the first turning angle servo mechanism, 04 is the second blade angle lever, 05 is the second turning angle lever, 06 is the second blade angle servo mechanism, 07 is the second turning angle servo mechanism. Angle servo mechanism, 08 is a third blade angle lever, 09 is a third turning angle lever, 10 is a third blade angle servo mechanism, 11 is a third turning angle servo mechanism,
12 is a fourth blade angle lever, 13 is a fourth turning angle lever, 14 is a fourth blade angle servo mechanism, and 15 is a fourth blade angle lever.
This is a turning angle servo mechanism.

次に上記のように構成された装置の動作を説明
する。まず、操縦者は位置設定器500にあらか
じめ決められた空間固定座標系(x、y)での位
置座標設定値(xs、ys)、方位設定器501にプ
ラツトフオーム方位設定値Ψsをそれぞれ与える。
(第8図参照、x軸をΨ=0度に対応させている)
また位置検出器502はプラツトフオーム1の位
置座標(x、y)を検出し、ジヤイロコンパス5
03はプラツトフオーム方位Ψを検出する。第1
および第2の減算器504,505は位置設定器
500と位置検出器502の出力信号の差である
位置偏差信号(Δx=x−xS)(Δy=y=y−ys
をそれぞれに出力する。さらに第3の減算器50
6は方位設定器501とジヤイロコンパス503
の出力信号の差である方位偏差信号(ΔΨ=Ψs
Ψ)を出力する。そして位置偏差変換器507は
位置偏差信号(Δx、Δy)および方位設定信号Ψs
より、下記演算式(1)に基ずいて設定方位方向の位
置偏差信号Δx0および設定方位方向に直角の位置
変差信号Δy0を出力する。なお座標(Δx0、Δy0
は第8図で設定方位Ψs方位とこれに直角方向に
座標軸を一致させた座標系(x0、y0)での位置座
標を表わしている。
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be explained. First, the operator inputs position coordinate settings (x s , y s ) in a predetermined space fixed coordinate system (x, y) into the position setting device 500 and platform azimuth setting values Ψ s into the azimuth setting device 501 . give each.
(See Figure 8, the x-axis corresponds to Ψ = 0 degrees)
Further, the position detector 502 detects the position coordinates (x, y) of the platform 1, and the gyro compass 502 detects the position coordinates (x, y) of the platform 1.
03 detects the platform orientation Ψ. 1st
and second subtractors 504 and 505 are position deviation signals (Δx=x−x S ) (Δy=y=y−y S ) which are the difference between the output signals of the position setter 500 and the position detector 502.
Output each. Furthermore, a third subtractor 50
6 is a direction setter 501 and a gyro compass 503
The azimuth deviation signal (ΔΨ=Ψ s
Ψ) is output. The position error converter 507 receives the position error signals (Δx, Δy) and the orientation setting signal Ψ s
Therefore, a positional deviation signal Δx 0 in the set azimuth direction and a positional deviation signal Δy 0 perpendicular to the set azimuth direction are output based on the following calculation formula (1). Coordinates (Δx 0 , Δy 0 )
In FIG. 8, represents the set orientation Ψ s orientation and position coordinates in a coordinate system (x 0 , y 0 ) in which the coordinate axes are aligned perpendicularly thereto.

Δx0=ΔxcosΨs+ΔysinΨs Δy0=−ΔxsinΨs+ΔycosΨs ……(1) 以下、首振り式プロペラの推力はベクトル表示
とし「推力量」はベクトルの大きさを意味しプロ
ペラ翼角に比例する量で記号で表わす。「推力
方向」はベクトルの方向を意味し記号θで表わ
し、符号規則は正の推力量は前進推力を表わし負
の推力量は後進推力を表わす。また推力方向はプ
ラツトフオーム1の中心線方向を零度とし右舷側
の推力方向を正、左舷側の推力方向は負としそれ
ぞれ±90度を最大の推力方向とする。後進推力の
推力方向はベクトルの矢印を反対側に延ばしてプ
ラツトフオーム中心線となす角とする(第9図a
〜d参照)。
Δx 0 = ΔxcosΨ s + ΔysinΨ s Δy 0 = −ΔxsinΨ s + ΔycosΨ s ...(1) Below, the thrust of an oscillating propeller is expressed as a vector, and "the amount of thrust" means the magnitude of the vector and is proportional to the propeller blade angle. Expressed as a quantity and symbol. "Thrust direction" means the direction of a vector and is represented by the symbol θ, and the sign convention is that a positive thrust amount represents a forward thrust and a negative thrust amount represents a backward thrust. Further, the direction of thrust is set to zero degrees in the direction of the center line of the platform 1, the direction of thrust on the starboard side is positive, and the direction of thrust on the port side is negative, with ±90 degrees being the maximum thrust direction. The thrust direction of the backward thrust is the angle formed by extending the vector arrow to the opposite side and forming the platform center line (Figure 9a).
- d).

第1および第2のPID制御器508,509は
位置偏差変換器507の出力信号Δx0を入力とし
て第1の首振りプロペラ21の推力量に対する要
求信号1xと、推力方向に対する要求信号θ1xを
出力し、位置差Δx0が零になるようにする役割を
果す制御器である。ここで第1の首振りプロペラ
1に対する要求信号1xとθ1xは次のようになる。
The first and second PID controllers 508 and 509 input the output signal Δx 0 of the position error converter 507 and generate a request signal 1 x for the thrust amount of the first oscillating propeller 2 1 and a request signal θ for the thrust direction. This is a controller that outputs 1 x and plays the role of ensuring that the position difference Δx 0 becomes zero. Here, the request signal 1x and θ 1x for the first oscillating propeller 2 1 are as follows.

1x=Kpx1Δx0+KIx1∫Δ0dt+KDx1d/dt(Δx0) ……(2) (ここにKpx1、KIx1、KDx1<0と定めておく) θ1x=Kpx2Δx0+KIx2∫Δx0dt+KDx2d/dt(Δx0) ……(3) (ここにKpx2、KIx2、KDx2>0と定めておく) ここでΔx0は第10図に示す距離である。第1
0図に示すようにΔx0>0のときすなわち座標系
(x0、y0)でプラツトフオーム1の位置がy0軸よ
り上方にあるときは(2)式より1xは負となり第1
のプロペラ21に後進推力量を要求することによ
りプラツトフオーム1の位置を設定位置(xs
ys)に戻そうとする。(3)式よりθ1xは正となり推
力ベクトルが第11図a,bの状態にあるとき
は、推力ベクトルが矢印の方向に回転してプラツ
トフオーム1の前後方向の推力成分を減少させて
プラツトフオーム1を後方に下げて設定位置に戻
そうとする。推力ベクトルが第11図c,dの状
態にある場合にプラツトフオーム1を設定位置に
戻すためには、推力ベクトルを矢印の方向に回転
させる要がある。そのためは推力方向の要求信号
θ1xは負とする必要がある。第11図a,bの場
合、推力ベクトルは推力量検出信号1と旋回角
検出信号θ1の積1θ1が正となり、第11図c,d
の場合、推力ベクトルでは1θ1が負となるから、
第2のPID制御器509はプラツトフオーム1を
設定位置に戻すためには、検出信号の積1θ1が負
の場合は(3)式より算出された推力方向に対する要
求信号θ1xの符号を反転させて出力する必要があ
る。1θ1が負の場合に推力方向の要求信号θ1x
符号を反転させる役割は後述の符号変換器で行な
う。またΔx0<0のときは(2)式より1xは正とな
り第1のプロペラ21に前進推力量を要求するこ
とによりプラツトフオーム1を設定位置に戻そう
とする。(3)式よりθ1xは負となり推力ベクトルが
第11図a,bの状態にあるときは、推力ベクト
ルが第11図a,bの矢印とは逆の方向に回転し
てプラツトフオーム1を前方に戻そうとする。推
力ベクトルが第11図c,dの状態にあるときは
要求信号θ1xの符号を反転して正とするため、推
力ベクトルは第11図c,dの矢印の方向とは逆
方向に回転してプラツトフオーム1の位置を設定
位置に戻そうとする。上記(2)、(3)式の第2項の積
分項は風、潮流などの外乱があるときにプラツト
フオーム1が設定位置に戻つて位置偏差Δx0が零
の状態(このとき(2)、(3)式の第1項による要求信
号は零になる)でも、外乱力に対抗できる推力ベ
クトルを第1の首振りプロペラ21に保持し続け
るように要求信号を出力する役割を果す。(2)、(3)
式の第3項の微分項は第1のプロペラの推力ベク
トルによりプラツトフオーム1が設定位置に戻り
つつあるときに、設定位置より行き過ぎないよう
に第1のプロペラ21の推力ベクトルに制動効果
を持たせて安定な位置制御を実現する役割を果
す。
1x = K px1 Δx 0 +K Ix1 ∫Δ 0 dt+K Dx1 d/dt (Δx 0 ) ...(2) (Here, set K px1 , K Ix1 , K Dx1 < 0) θ 1x = K px2 Δx 0 +K Ix2 ∫Δx 0 dt+K Dx2 d/dt (Δx 0 ) ...(3) (Here, let K px2 , K Ix2 , K Dx2 > 0) Here, Δx 0 is the distance shown in Figure 10. . 1st
As shown in Figure 0, when Δx 0 > 0, that is, when the position of platform 1 is above the y 0 axis in the coordinate system (x 0 , y 0 ), 1x is negative from equation (2), and the first
The position of the platform 1 is set by requesting the amount of backward thrust from the propeller 2 1 of the set position (x s ,
y s ). From equation (3), θ 1x is positive and when the thrust vector is in the states shown in Figure 11 a and b, the thrust vector rotates in the direction of the arrow and reduces the thrust component in the longitudinal direction of platform 1. An attempt is made to lower the platform 1 backwards and return it to the set position. In order to return the platform 1 to the set position when the thrust vector is in the states shown in FIG. 11c and d, it is necessary to rotate the thrust vector in the direction of the arrow. For this purpose, the required signal θ 1x in the thrust direction needs to be negative. In the case of Fig. 11 a, b, the thrust vector is the product 1 θ 1 of the thrust amount detection signal 1 and the turning angle detection signal θ 1 is positive, and in Fig . 11 c, d
In this case, 1 θ 1 is negative in the thrust vector, so
In order to return the platform 1 to the set position, the second PID controller 509 must change the sign of the request signal θ 1x for the thrust direction calculated from equation (3) if the product 1 θ 1 of the detection signals is negative. It is necessary to invert and output. The role of inverting the sign of the thrust direction request signal θ 1x when 1 θ 1 is negative is performed by a sign converter described later. Further, when Δx 0 <0, 1x becomes positive from equation (2) and attempts to return the platform 1 to the set position by requesting forward thrust from the first propeller 2 1 . From equation (3), θ 1x is negative, and when the thrust vector is in the states shown in Fig. 11 a, b, the thrust vector rotates in the direction opposite to the arrows in Fig. 11 a, b, and the platform 1 trying to move it back to the front. When the thrust vector is in the states shown in Figures 11c and d, the sign of the request signal θ1x is inverted and made positive, so the thrust vector rotates in the opposite direction to the direction of the arrows in Figure 11c and d. the platform 1 to return it to the set position. The integral term in the second term of equations (2) and (3) above is the state in which the platform 1 returns to the set position when there is a disturbance such as wind or tidal current, and the position deviation Δx 0 is zero (in this case, (2 ), the request signal according to the first term of equation (3) becomes zero), it plays the role of outputting the request signal so that the first oscillating propeller 2 1 continues to maintain a thrust vector that can counter the disturbance force. . (2), (3)
The differential term in the third term of the equation has a braking effect on the thrust vector of the first propeller 21 to prevent it from going beyond the set position when the platform 1 is returning to the set position due to the thrust vector of the first propeller. It plays the role of realizing stable position control by providing

第3および第4のPID制御器510,511は
x0軸方向の位置偏差信号Δx0を入力として、第2
の首振りプロペラ22の推力量に対する要求信号
2xと推力方向に対する要求信号θ2xを出力し位置
偏差Δx0が零になるようにする。ここで第2の首
振りプロペラ22に対する要求信号2xとθ2xは次
のようになる。
The third and fourth PID controllers 510, 511
With the position deviation signal Δx 0 in the x 0 axis direction as input, the second
Request signal for thrust amount of oscillating propeller 2 2
2x and a request signal θ 2x for the thrust direction so that the positional deviation Δx 0 becomes zero. Here, the request signal 2x and θ 2x for the second oscillating propeller 2 2 are as follows.

2x=Kpx3Δx0+KIx3∫Δx0dt+KDx3d/dt(Δx0) ……(4) (ここにKpx3、KIx3、KDx3<0と定めておく) θ2x=Kpx4Δx0+KIx4∫Δx0dt+KDx4d/dt(Δx0) ……(5) (ここにKpx4、KIx4、KDx4>0と定めておく) 第2のプロペラ22に対する第3のPID制御器
510の役割は上述の第1のプロペラ21に対す
る第1のPID制御器508の役割と全く同様であ
るので作用の説明は省略する。第4のPID制御器
511の役割は上述の第2のPID制御器509の
役割と同じであり、第4のPID制御器511は第
2のプロペラ22の推力量検出信号2と旋回角検
出信号θ2の積が負の場合には要求信号θ2xの符号
を反転させて出力する必要がある。
2x = K px3 Δx 0 +K Ix3 ∫Δx 0 dt+K Dx3 d/dt (Δx 0 ) ...(4) (Here, set K px3 , K Ix3 , K Dx3 < 0) θ 2x = K px4 Δx 0 +K Ix4 ∫Δx 0 dt+K Dx4 d/dt (Δx 0 ) ...(5) (here, K px4 , K Ix4 , K Dx4 > 0 is defined) Third PID controller for second propeller 2 2 The role of the controller 510 is exactly the same as that of the first PID controller 508 for the first propeller 2 1 described above, so a description of the operation will be omitted. The role of the fourth PID controller 511 is the same as that of the second PID controller 509 described above, and the fourth PID controller 511 detects the thrust amount detection signal 2 of the second propeller 2 2 and the turning angle. If the product of the signals θ 2 is negative, it is necessary to invert the sign of the request signal θ 2x and output it.

第5および第6のPID制御器512,513は
x0軸方向の位置偏差信号Δx0を入力として、第3
の首振りプロペラ23の推力量に対する要求信号
3xと推力方向に対する要求信号θ3xを出力し位置
偏差Δx0が零になるようにする。ここで第3の首
振りプロペラ23に対する要求信号3xとθ3xは次
のようになる。
The fifth and sixth PID controllers 512 and 513
With the position deviation signal Δx 0 in the x 0 axis direction as input, the third
Request signal for thrust amount of oscillating propeller 2 3
3x and a request signal θ 3x for the thrust direction so that the positional deviation Δx 0 becomes zero. Here, the request signal 3x and θ 3x for the third oscillating propeller 2 3 are as follows.

3x=Kpx5Δx0+KIx5∫Δx0dt+KDx5d/dt(Δx0) ……(6) (ここにKpx5、KIx5、KDx5<0と定めておく) θ3x=Kpx6Δx0+KIx6∫Δx0dt+KDx6d/dt(Δx0) ……(7) (ここにKpx6、KIx6、KDx6>0と定めておく) 第3のプロペラ23に対する第5のPID制御器
512の役割は上述の第1のプロペラ21に対す
る第1のPID制御器508の役割と全く同様であ
るので作用の説明は省略する。第6のPID制御器
513の役割は上述の第2のPID制御器509の
役割と同じであり、第6のPID制御器513は第
3のプロペラ23の推力量検出信号3と旋回角検
出信号θ3の積が負の場合には要求信号θ3xの符号
を反転させて出力する必要がある。
3x = K px5 Δx 0 +K Ix5 ∫Δx 0 dt+K Dx5 d/dt (Δx 0 ) ...(6) (Here, set K px5 , K Ix5 , K Dx5 <0) θ 3x = K px6 Δx 0 +K Ix6 ∫Δx 0 dt+K Dx6 d/dt (Δx 0 ) ...(7) (here, K px6 , K Ix6 , K Dx6 > 0 is defined) Fifth PID controller for third propeller 2 3 The role of the controller 512 is exactly the same as the role of the first PID controller 508 for the first propeller 2 1 described above, so a description of the operation will be omitted. The role of the sixth PID controller 513 is the same as the role of the second PID controller 509 described above, and the sixth PID controller 513 detects the thrust amount detection signal 3 of the third propeller 23 and the turning angle. If the product of the signals θ 3 is negative, it is necessary to invert the sign of the request signal θ 3x and output it.

第7および第8のPID制御器514,515は
x0軸方向の位置偏差信号Δx0を入力として、第4
のプロペラ24の推力量に対する要求信号4xと推
力方向に対する要求信号θ4xを出力し位置偏差
Δx0が零になるようにする。ここで第4の首振り
プロペラ24に対する要求信号4xとθ4xは次のよ
うになる。
The seventh and eighth PID controllers 514 and 515
With the position deviation signal Δx 0 in the x 0 axis direction as input, the fourth
A request signal 4x for the amount of thrust of the propeller 2 4 and a request signal θ 4x for the thrust direction are outputted so that the positional deviation Δx 0 becomes zero. Here, the request signal 4x and θ 4x for the fourth oscillating propeller 2 4 are as follows.

4x=Kpx7Δx0+KIx7∫Δx0dt+KDx7d/dt(Δx0) ……(8) (Kpx7、KIx7、KDx7<0と定めておく) θ4x=Kpx8Δx0+KIx8∫Δx0dt+KDx8d/dt(Δx0) ……(9) (Kpx8、KIx8、KDx8>0と定めておく) 第4のプロペラ24に対する第7のPID制御器
514の役割は上述の第1のプロペラに対する第
1のPID制御器508の役割と全く同様であるの
で作用の説明は省略する。第8のPID制御器51
5の役割は上述の第2のPID制御器509の役割
と同じであり、第8のPID制御器515は第4の
プロペラ24の推力量検出信号4と旋回角検出信
号θ4の積が負の場合には要求信号θ4xの符号を反
転させて出力する必要がある。
4x = K px7 Δx 0 +K Ix7 ∫Δx 0 dt+K Dx7 d/dt (Δx 0 ) ...(8) (K px7 , K Ix7 , K Dx7 <0) θ 4x = K px8 Δx 0 +K Ix8 ∫Δx 0 dt+K Dx8 d/dt (Δx 0 ) ...(9) (K px8 , K Ix8 , K Dx8 >0 is defined) The role of the seventh PID controller 514 for the fourth propeller 24 is Since the role is exactly the same as that of the first PID controller 508 for the first propeller described above, a description of the operation will be omitted. Eighth PID controller 51
5 is the same as the role of the second PID controller 509 described above, and the eighth PID controller 515 determines that the product of the thrust amount detection signal 4 of the fourth propeller 24 and the turning angle detection signal θ4 is If it is negative, it is necessary to invert the sign of the request signal θ 4x and output it.

上記(4)〜(9)式の積分項は(2)、(3)式の積分項と同
様にプラツトフオーム1の位置偏差Δx0が零の状
態でも、外乱力に対抗できる推力ベクトルをそれ
ぞれのプロペラに保持し続ける役割を果す。また
(4)〜(9)式の微分項は(2)、(3)式の微分項と同様にプ
ラツトフオーム1の位置偏差修正時にそれぞれの
プロペラの推力ベクトルに制動効果を持たせて安
定な位置制御を実現する役割を果す。
Similar to the integral terms in equations (2) and (3), the integral terms in equations (4) to (9) above determine the thrust vector that can counter the disturbance force even when the positional deviation Δx 0 of platform 1 is zero. It plays the role of holding each propeller in place. Also
Similar to the differential terms in equations (2) and (3), the differential terms in equations (4) to (9) provide stability by giving a braking effect to the thrust vector of each propeller when correcting the position error of platform 1. It plays the role of realizing position control.

第9および第10のPID制御器516,517は
位置偏差変換器507の出力信号Δy0を入力とし
て、第1の首振りプロペラ21の推力量に対する
要求信号1yと推力方向に対する要求信号θ1yを出
力し、位置偏差Δy0が零になるようにする役割を
果す。ここで第1の首振りプロペラ21に対する
要求信号1y、θ1yは次のようになる。
The ninth and tenth PID controllers 516 and 517 receive the output signal Δy 0 of the position error converter 507 as input, and generate a request signal 1y for the amount of thrust of the first oscillating propeller 2 1 and a request signal θ 1y for the thrust direction. It plays the role of outputting and ensuring that the positional deviation Δy 0 becomes zero. Here, the request signals 1y and θ 1y for the first oscillating propeller 2 1 are as follows.

1y=Kpy9Δy0+KIy9∫Δy0dt+KDy9d/dt(Δy0) ……(10) (ここにKpy9、KIy9、KDy9<0と定めておく) θ1y=Kpy10Δy0+KIy10∫Δy0dt+KDy10d/dt(Δy
0) ……(11) (ここにKpy10、KIy10、KDy10<0と定めておく) ここでΔy0は第12図に示す距離である。プラ
ツトフオーム1が右前方より風、潮流などの外乱
を受けて流されx0軸より左側に来たとすると、こ
のときΔy0<0となり(10)、(11)式より第1の首振り
プロペラ21に対する要求信号1y、θ1yは次のよ
うにななる。1y >0 θ1y>0 したがつて第1の首振りプロペラ21の推力ベ
クトルは第13図aに示すように第1象限内にあ
り、右前方からの外乱に対し前記第5図aに示す
推力ベクトルT1が実現され、安定な定位置制御
を可能とする。
1y = K py9 Δy 0 +K Iy9 ∫Δy 0 dt+K Dy9 d/dt (Δy 0 ) ...(10) (Here, set K py9 , K Iy9 , K Dy9 < 0) θ 1y = K py10 Δy 0 +K Iy10 ∫Δy 0 dt+K Dy10 d/dt(Δy
0 )...(11) (Here, it is determined that K py10 , K Iy10 , K Dy10 <0) Here, Δy 0 is the distance shown in FIG. If platform 1 is moved from the front right by disturbances such as wind and current and comes to the left of the x 0 axis, then Δy 0 < 0, and from equation (10), the first swing The request signals 1y and θ 1y for the propeller 2 1 are as follows. 1y >0 θ 1y >0 Therefore, the thrust vector of the first oscillating propeller 21 is within the first quadrant as shown in Figure 13a, and the thrust vector of the first oscillating propeller 21 is within the first quadrant as shown in Figure 13a, and the The thrust vector T 1 shown in the figure is realized, and stable fixed position control is possible.

次にプラツトフオーム1が左前方からの外乱に
よりx0軸の右側に来た場合すなわちΔy0>0のと
きは、(10)、(11)式より第1のプロペラ21の推力ベ
クトルに対する要求信号1y、θ1yは次のようにな
る。1y <0 θ1y<0 したがつて第1のプロペラ21の推力ベクトル
は第13図b中の破線矢印で示すように第4象限
内に生じ、この推力ベクトルでは位置偏差をます
ます増大させることになる。しかし前述したよう
に左前方の外乱に対してプラツトフオーム1の安
定な定位置保持制御を実現できる推力ベクトルの
組合せは前記第6図aに示す組合せでなければな
らないため、旋回角検出信号θ1が負の場合は推力
量の要求信号1yの符号を変換する必要がある。
したがつて第9のPID制御器516は第1のプロ
ペラ21の旋回角検出信号θ1が負のときは、推力
量の要求信号1yの符号を変換して出力し、第1
3図b中実線の矢印で示す推力ベクトルが第1の
プロペラ21に実現でき、プラツトフオーム1の
安定な位置制御が可能となる。旋回角検出信号θ1
が負のときに推力量の要求信号1yの符号を変換
する役割は後述の符号変換器で行なわせる。
Next, when platform 1 comes to the right side of the x 0 axis due to disturbance from the left front, in other words when Δy 0 > 0, from equations (10) and (11), the thrust vector of the first propeller 2 1 is The request signals 1y and θ 1y are as follows. 1y <0 θ 1y <0 Therefore, the thrust vector of the first propeller 2 1 occurs in the fourth quadrant as shown by the dashed arrow in Fig. 13b, and in this thrust vector, the positional deviation increases more and more. It turns out. However, as mentioned above, the combination of thrust vectors that can realize stable fixed position control of the platform 1 against left front disturbances must be the combination shown in FIG. 6a, so the turning angle detection signal θ If 1 is negative, it is necessary to convert the sign of the thrust amount request signal 1y .
Therefore, when the turning angle detection signal θ 1 of the first propeller 2 1 is negative, the ninth PID controller 516 converts the sign of the thrust amount request signal 1y and outputs it.
The thrust vector shown by the solid arrow in FIG. 3b can be realized in the first propeller 21 , and stable position control of the platform 1 can be achieved. Turning angle detection signal θ 1
The role of converting the sign of the thrust amount request signal 1y when is negative is performed by a sign converter, which will be described later.

第11および第12のPID制御器518,519は
y0軸方向の位置偏差信号Δy0を入力として、第2
の首振りプロペラ22の推力量に対する要求信号
2yおよび推力方向に対する要求信号θ2yを出力し
位置偏差Δy0が零になるようにする。ここで第2
の首振りプロペラ22に対する要求信号2y,θ2y
は次のようになる。
The 11th and 12th PID controllers 518 and 519
With the position deviation signal Δy 0 in the y 0 axis direction as input, the second
Request signal for thrust amount of oscillating propeller 2 2
2y and a request signal θ 2y for the thrust direction so that the positional deviation Δ y0 becomes zero. Here the second
Request signal 2y for the oscillating propeller 2 2 , θ 2y
becomes as follows.

2y=Kpy11Δy0+KIy11∫Δy0dt+KDy11d/dt(Δy
0) ……(12) (ここにKpy11、KIy11、KDy11<0と定めておく) θ2y=Kpy12Δy0+KIy12∫Δy0dt+KDy12d/dt(Δy
0) ……(13) (ここにKpy12、KIy12、KDy12<0と定めておく) 第2のプロペラ22に対する第11および第12の
PID制御器518,519の役割は、上述の第1
のプロペラ21に対するそれぞれ第および第10の
PID制御器516,517の役割と全く同様であ
るので作用の説明は省略する。第1のプロペラ2
の場合と同様に第11のPID制御器518は第2
のプロペラ22の旋回角検出信号θ2が負のときは
推力量の要求信号2yの符号を変換して出力する
ことにより、第2のプロペラ22は安定な位置制
御を可能とする推力ベクトルが実現できる。
2y =K py11 Δy 0 +K Iy11 ∫Δy 0 dt+K Dy11 d/dt(Δy
0 ) ...(12) (Here we set K py11 , K Iy11 , K Dy11 < 0) θ 2y = K py12 Δy 0 +K Iy12 ∫Δy 0 dt+K Dy12 d/dt(Δy
0 ) ...(13) (Here we define K py12 , K Iy12 , K Dy12 <0) The 11th and 12th for the second propeller 2 2
The role of the PID controllers 518 and 519 is to
propellers 2 and 10 respectively for 1
Since the role is exactly the same as that of the PID controllers 516 and 517, explanation of the operation will be omitted. first propeller 2
1 , the 11th PID controller 518
When the turning angle detection signal θ 2 of the propeller 2 2 is negative, the sign of the thrust amount request signal 2y is converted and output, so that the second propeller 2 2 has a thrust vector that enables stable position control. can be realized.

第13および第14のPID制御器520,521は
y0軸方向の位置偏差信号Δy0を入力として、第3
の首振りプロペラ23の推力量に対する要求信号
3yおよび推力方向に対する要求信号θ3yを出力
し、位置偏差Δy0が零になるようにする。ここで
第3のプロペラ23に対する要求信号3y、θ3y
次のようになる。
The 13th and 14th PID controllers 520 and 521
Using the position deviation signal Δy 0 in the y 0 axis direction as input, the third
Request signal for thrust amount of oscillating propeller 2 3
A request signal θ 3y for 3y and the thrust direction is output so that the positional deviation Δy 0 becomes zero. Here, the request signals 3y and θ 3y for the third propeller 2 3 are as follows.

3y=Kpy13Δy0+KIy13∫Δy0dt+KDy13d/dt(Δy
0) ……(14) (ここにKpy13、KIy13、KDy13<0と定めておく) θ3y=Kpy14Δy0+KIy14∫Δy0dt+KDy14d/dt(Δy
0) ……(15) (ここにKpy14、KIy14、KDy14>0と定めておく) プラツトフオーム1が右前方より外乱を受けて
x0軸の左側に来たとすると(第14図a参照)、
このときΔy0<0となり(14)、(15)式より第3
のプロペラ23の推力ベクトルに対する要求信号
3y、θ3yは次のようになる。3y >0 θ3y<0 したがつて第3のプロペラ23の推力ベクトル
は第14図a中の破線の矢印で示すように第2象
限内に生じ、この推力ベクトルでは位置偏差をま
すます増大させることになる。しかし前述したよ
うに右前方の外乱に対してプラツトフオーム1の
安定な位置制御を実現できる推力ベクトルの組合
せは前記第5図aに示す組合せでなければならな
いので、第1のプロペラ21の要求信号の場合と
同様に、旋回角検出信号θ3が負の場合は推力量の
要求信号3yの符号を変換する必要がある。した
がつて第13のPID制御器520は第3のプロペラ
3の旋回角検出信号θ3が負のときは推力量の要
求信号3yの符号を変換して出力すると、第14
図aの実線の矢印で示す推力ベクトルが第3のプ
ロペラ23に実現でき、プラツトフオーム1の安
定な位置制御が可能となる。また旋回角検出信号
θ3が負のときに推力量の要求信号3yの符号を変
換する役割は後述の符号変換器で行なわせる。
3y =K py13 Δy 0 +K Iy13 ∫Δy 0 dt+K Dy13 d/dt(Δy
0 ) ...(14) (Here we set K py13 , K Iy13 , K Dy13 <0) θ 3y = K py14 Δy 0 +K Iy14 ∫Δy 0 dt+K Dy14 d/dt(Δy
0 ) ...(15) (Here, set K py14 , K Iy14 , K Dy14 > 0) Platform 1 receives a disturbance from the right front.
If it comes to the left side of the x 0 axis (see Figure 14a),
At this time, Δy 0 <0, (14), and from equation (15), the third
Request signal for thrust vector of propeller 2 3
3y and θ 3y are as follows. 3y > 0 θ 3y < 0 Therefore, the thrust vector of the third propeller 2 3 occurs in the second quadrant as shown by the dashed arrow in Figure 14a, and in this thrust vector, the positional deviation increases more and more. I will let you do it. However, as mentioned above, the combination of thrust vectors that can realize stable position control of the platform 1 against disturbances in the front right direction must be the combination shown in FIG . As in the case of the request signal, when the turning angle detection signal θ 3 is negative, it is necessary to convert the sign of the thrust amount request signal 3y . Therefore, when the turning angle detection signal θ 3 of the third propeller 2 3 is negative, the 13th PID controller 520 converts the sign of the thrust amount request signal 3y and outputs it.
The thrust vector indicated by the solid arrow in Figure a can be realized in the third propeller 23 , and stable position control of the platform 1 is possible. Further, when the turning angle detection signal θ 3 is negative, a code converter, which will be described later, performs the role of converting the sign of the thrust amount request signal 3y .

次にプラツトフオーム1が左前方から外乱を受
けてx0軸の右側に来たとすると、Δy0>0とな
り、(14)、(15)式より第3のプロペラ23の推力
ベクトルに対する要求信号3y、θ3yは次のように
なる。3y <0 θ3y>0 したがつて第3のプロペラ23の推力ベクトル
は第14図bに示すように第3象限内に生じ、左
前方からの外乱に対し前記第6図aに示す推力ベ
クトルが実現され、安定な定位置制御を可能とす
る。
Next , if the platform 1 receives a disturbance from the front left and comes to the right side of the The signals 3y and θ 3y are as follows. 3y <0 θ 3y >0 Therefore, the thrust vector of the third propeller 2 3 occurs in the third quadrant as shown in Fig. 14b, and the thrust shown in Fig. 6a is generated in response to the disturbance from the left front. A vector is realized and stable fixed position control is possible.

第15および第16のPID制御器522,523は
y0軸方向の位置偏差信号Δy0を入力として、第4
の首振りプロペラ24の推力量に対する要求信号
4yと推力方向に対する要求信号θ4yを出力し、位
置偏差Δy0が零になるようにする。第4の首振り
プロペラ24に対する要求信号4y、θ4yは次のよ
うになる。
The 15th and 16th PID controllers 522 and 523
With the position deviation signal Δy 0 in the y 0 axis direction as input, the fourth
Request signal for thrust amount of oscillating propeller 2 4
4y and the request signal θ 4y for the thrust direction so that the positional deviation Δy 0 becomes zero. The request signals 4y and θ 4y for the fourth oscillating propeller 2 4 are as follows.

4y=Kpy15Δy0+KIy15∫Δy0dt+KDy15d/dt(Δy
0) ……(16) (ここにKpy15、KIy15、KDy15<0と定めておく) θ4y=Kpy16Δy0+KIy16∫Δy0dt+KDy16d/dt(Δy
0) ……(17) (ここにKpy16、KIy16、KDy16>0と定めておく) 第4のプロペラ24に対する第15および第16の
PID制御器522,523の役割は、上述の第3
のプロペラ23に対するそれぞれ第13および第14
のPID制御器520,521の役割と全く同様で
あるので作用の説明は省略する。第3のプロペラ
3の場合と同様に第15のPID制御器522は、
第4のプロペラ24の旋回角検出信号θ4が負のと
きは推力量の要求信号4yの符号を変換して出力
することにより、第4のプロペラ24は安定な位
置制御を可能とする推力ベクトルが実現できる。
4y =K py15 Δy 0 +K Iy15 ∫Δy 0 dt+K Dy15 d/dt(Δy
0 ) ...(16) (Here we set K py15 , K Iy15 , K Dy15 <0) θ 4y = K py16 Δy 0 +K Iy16 ∫Δy 0 dt+K Dy16 d/dt(Δy
0 ) ...(17) (Here we define K py16 , K Iy16 , K Dy16 > 0) The 15th and 16th propellers for the 4th propeller 2 4
The role of the PID controllers 522 and 523 is the third
13th and 14th respectively for propellers 2 and 3
Since the role is exactly the same as that of the PID controllers 520 and 521, the explanation of the operation will be omitted. As in the case of the third propeller 23 , the fifteenth PID controller 522 is
When the turning angle detection signal θ 4 of the fourth propeller 2 4 is negative, the fourth propeller 2 4 enables stable position control by converting the sign of the thrust amount request signal 4y and outputting it. Thrust vector can be realized.

上記(10)〜(17)式の第2項の積分項はプラツト
フオーム1が設定位置に戻つて位置偏差Δy0が零
の状態(このとき第1項による要求信号は零にな
る)でも、風、潮流などの外乱力に対抗できる推
力ベクトルをそれぞれの首振りプロペラに保持し
続けるように要求信号を出力する役割を果す。ま
た(10)〜(17)式の第3項の微分項はそれぞれのプ
ロペラの推力ベクトルによりプラツトフオーム1
が設定位置に戻りつつあるときに、設定位置より
行き過ぎないようにプロペラの推力ベクトルに制
動効果を持たせて安定な位置制御を実現する役割
を果す。
The integral term in the second term of equations (10) to (17) above applies even when the platform 1 returns to the set position and the position deviation Δy 0 is zero (at this time, the request signal due to the first term becomes zero). It plays the role of outputting a request signal so that each oscillating propeller continues to maintain a thrust vector capable of resisting disturbances such as wind and current. In addition, the differential term in the third term of equations (10) to (17) is determined by the thrust vector of each propeller.
When the propeller is returning to the set position, the thrust vector of the propeller has a braking effect to prevent it from going too far beyond the set position, thereby achieving stable position control.

第17および第18のPID制御器524,525は
第3の減算器506の出力すなわち方位偏差信号
ΔΨとジヤイロコンパス503の出力信号Ψを入
力として、第1の首振りプロペラ21の推力量に
対する要求信号1〓と推力方向に対する要求信号
θ1〓を出力して、方位偏差ΔΨが零になるように
する役割を果す。第1の首振りプロペラ21に対
する要求信号1〓、θ1〓は次のようになる。
The 17th and 18th PID controllers 524 and 525 input the output of the third subtractor 506, that is, the azimuth deviation signal ΔΨ, and the output signal Ψ of the gyro compass 503, and receive the thrust amount of the first oscillating propeller 21 . It outputs a request signal 1 〓 for the thrust direction and a request signal θ 1 〓 for the thrust direction, and plays the role of making the azimuth deviation ΔΨ become zero. The request signals 1 〓, θ 1 〓 for the first oscillating propeller 2 1 are as follows.

1〓=KP17ΔΨ+KI17∫ΔΨdt−KD17dΨ/dt ……(18) (ここにKp17、KI17、KD17<0と定めておく) θ1〓=Kp18ΔΨ+KI18∫ΔΨdt−KD18dΨ/dt ……(19) (ここにKp18、KI18、KD18>0と定めておく) プラツトフオーム1が外乱を受けて方位の偏差
信号(ΔΨ=Ψs−Ψ)が正のとき、すなわち第1
5図aに示すようにプラツトフオーム方位を右側
に旋回させる必要があるときは、(18)、(19)式
より第1の首振りプロペラ21の推力ベクトルに
対する要求信号1〓、θ1〓は次のようになる。1 〓<0 θ1〓>0 したがつて第1のプロペラ21の推力ベクトル
は第15図aに示すように第3象限内に実現され
る。
1 〓=K P17 ΔΨ+K I17 ∫ΔΨdt−K D17 dΨ/dt ...(18) (Here, set K p17 , K I17 , K D17 <0) θ 1 〓=K p18 ΔΨ+K I18 ∫ΔΨdt−K D18 dΨ/dt ……(19) (Here, set K p18 , K I18 , K D18 >0 ) When platform 1 receives a disturbance and the direction deviation signal (ΔΨ = Ψ s - Ψ) is positive, that is, the first
As shown in Figure 5a, when it is necessary to turn the platform direction to the right, the required signal 1 〓, θ 1 for the thrust vector of the first oscillating propeller 2 1 is obtained from equations (18) and (19). 〓 becomes as follows. 1 〓<0 θ 1 〓>0 Therefore, the thrust vector of the first propeller 2 1 is realized within the third quadrant as shown in FIG. 15a.

第19および第20のPID制御器526,527は
方位偏差信号ΔΨとジヤイロコンパス503の出
力信号Ψを入力として、第2の首振りプロペラ2
の推力量に対する要求信号2〓と推力方向に対す
る要求信号θ2〓を出力し、方位偏差ΔΨが零にな
るようにする制御器である。第2のプロペラ22
に対する要求信号2〓、θ2〓は次のようになる。
The 19th and 20th PID controllers 526 and 527 input the azimuth deviation signal ΔΨ and the output signal Ψ of the gyro compass 503, and control the second oscillating propeller 2.
This controller outputs a request signal 2 〓 for the thrust amount of 2 and a request signal θ 2 〓 for the thrust direction so that the azimuth deviation ΔΨ becomes zero. Second propeller 2 2
The request signals 2 〓, θ 2 〓 for θ 2 〓 are as follows.

2〓=Kp19ΔΨ+KI19∫ΔΨdt−KD19dΨ/dt ……(20) (ここにKp19、KI19、KD19>0と定めておく) θ2〓=Kp20ΔΨ+KI20∫ΔΨdt−KD20dΨ/dt ……(21) (ここにKp20、KI20、KD20>0と定めておく) 第15図aに示すようにプラツトフオーム1の
方位偏差信号ΔΨが正のときは(20)、(21)式よ
り第2の首振りプロペラ22の推力ベクトルに対
する要求信号2〓、θ2〓は次のようになる。2 〓>0 θ2〓>0 したがつて方位偏差信号ΔΨが正のときは第2
のプロペラ22の推力ベクトルは第15図aに示
すように第1象限内に実現される。以上により方
位偏差信号ΔΨが正のときは第15図aに示すよ
うに、第1のプロペラ21および第2のプロペラ
2には方位偏差を小さくするような旋回モーメ
ントを発生する推力ベクトルの組合せが形成され
ることが判る。
2 〓=K p19 ΔΨ+K I19 ∫ΔΨdt−K D19 dΨ/dt ...(20) (Here, set K p19 , K I19 , K D19 >0) θ 2 〓=K p20 ΔΨ+K I20 ∫ΔΨdt−K D20 dΨ/dt ……(21) (Here, set K p20 , K I20 , K D20 >0 ) As shown in Fig. 15a, when the azimuth deviation signal ΔΨ of the platform 1 is positive, from equations (20) and (21), the required signal 2 for the thrust vector of the second oscillating propeller 2 2 〓, θ 2 〓 becomes as follows. 2 〓>0 θ 2 〓>0 Therefore, when the direction deviation signal ΔΨ is positive, the second
The thrust vector of the propeller 2 2 is realized in the first quadrant as shown in FIG. 15a. As a result of the above, when the azimuth deviation signal ΔΨ is positive , as shown in FIG . It can be seen that a combination is formed.

一方第15図bに示すようにプラツトフオーム
1の方位偏差信号ΔΨが負の場合は、(18)、(19)
式より第1のプロペラ21の推力ベクトルに対す
る要求信号1〓、θ1〓は次のようになる。1 〓>0 θ1〓<0 したがつて第1のプロペラ21の推力ベクトル
は図示するように第2象限内に実現される。同じ
く方位偏差信号ΔΨが負のときに第2のプロペラ
2の推力ベクトルに対する要求信号2〓、θ2〓は
(20)、(21)式より次のようになる。2 〓<0 θ2〓<0 したがつて第2のプロペラ22の推力ベクトル
は図示するように第4象限内に実現される。以上
により方位偏差信号ΔΨが負のときは第15図b
に示すように、第1のプロペラ21および第2の
プロペラ22には、方位偏差ΔΨを小さくするよ
うな旋回モーメントを発生する推力ベクトルの組
合せが形成される。
On the other hand, as shown in Fig. 15b, if the azimuth deviation signal ΔΨ of platform 1 is negative, (18), (19)
From the formula, the required signals 1 〓 and θ 1 〓 for the thrust vector of the first propeller 2 1 are as follows. 1 〓>0 θ 1 〓<0 Therefore, the thrust vector of the first propeller 2 1 is realized within the second quadrant as shown. Similarly, when the azimuth deviation signal ΔΨ is negative, the required signals 2 〓 and θ 2 〓 for the thrust vector of the second propeller 2 2 are as follows from equations (20) and (21). 2 〓<0 θ 2 〓<0 Therefore, the thrust vector of the second propeller 2 2 is realized within the fourth quadrant as shown. As a result of the above, when the azimuth deviation signal ΔΨ is negative, Fig. 15b
As shown in FIG. 2, a combination of thrust vectors is formed in the first propeller 2 1 and the second propeller 2 2 that generates a turning moment that reduces the azimuth deviation ΔΨ.

第21および第22のPID制御器528,529は
方位偏差信号ΔΨとジヤイロコンパス503の出
力信号Ψを入力として、第3の首振りプロペラ2
の推力量に対する要求信号3〓と推力方向に対す
る要求信号θ3〓を出力し、方位偏差ΔΨが零にな
るようにする制御器である。第3のプロペラ23
に対する要求信号3〓、θ3〓は次のようになる。
The 21st and 22nd PID controllers 528 and 529 input the azimuth deviation signal ΔΨ and the output signal Ψ of the gyro compass 503, and control the third oscillating propeller 2.
This controller outputs a request signal 3 〓 for the thrust amount of 3 and a request signal θ 3 〓 for the thrust direction so that the azimuth deviation ΔΨ becomes zero. Third propeller 2 3
The request signals 3 〓, θ 3 〓 for θ 3 〓 are as follows.

3〓=Kp21ΔΨ+KI21∫ΔΨdt−KD21dΨ/dt ……(22) (ここにKp21、KI21、KD21<0と定めておく) θ3〓=Kp22ΔΨ+KI22∫ΔΨdt−KD22dΨ/dt ……(23) (ここにKp22、KI22、KD22>0と定めておく) プラツトフオーム1が外乱を受けて方位偏差信
号ΔΨが正のときは、(22)、(23)式より第3の
首振りプロペラ23の推力ベクトルに対する要求
信号3〓、θ3〓は次のようになる。3 〓<0 θ3〓>0 したがつて第3のプロペラ23の推力ベクトル
は第16図aに示すように第3象限内に実現され
る。
3 〓=K p21 ΔΨ+K I21 ∫ΔΨdt−K D21 dΨ/dt ...(22) (Here, set K p21 , K I21 , K D21 <0) θ 3 〓=K p22 ΔΨ+K I22 ∫ΔΨdt−K D22 dΨ/dt ...(23) (Here, set K p22 , K I22 , K D22 >0 ) When the platform 1 receives a disturbance and the azimuth deviation signal ΔΨ is positive, the required signals 3 〓, θ 3 〓 for the thrust vector of the third oscillating propeller 2 3 are obtained from equations (22) and (23). It will look like this: 3 〓<0 θ 3 〓>0 Therefore, the thrust vector of the third propeller 2 3 is realized within the third quadrant as shown in FIG. 16a.

第23および第24のPID制御器530,531は
方位偏差信号ΔΨと方位信号Ψを入力として、第
4の首振りプロペラ24の推力量に対する要求信
4〓と推力方向に対する要求信号θ4〓を出力し、
方位偏差ΔΨが零になるようにする制御器であ
る。第4のプロペラ24に対する要求信号4〓、
θ4〓は次のようになる。
The 23rd and 24th PID controllers 530 and 531 input the azimuth deviation signal ΔΨ and the azimuth signal Ψ, and generate a request signal 4 〓 for the thrust amount of the fourth oscillating propeller 2 4 and a request signal θ 4 〓 for the thrust direction. output,
This is a controller that makes the azimuth deviation ΔΨ zero. Request signal 4 for the fourth propeller 2 4 〓,
θ 4 〓 becomes as follows.

4〓=Kp23ΔΨ+KI23∫ΔΨdt−KD23dΨ/dt ……(24) (ここにKp23、KI23、KD23>0と定めておく) θ4〓=Kp24ΔΨ+KI24∫ΔΨdt−KD24dΨ/dt ……(25) (ここにKp24、KI24、KD24>0と定めておく) 第16図aに示すようにプラツトフオーム1の
方位偏差信号ΔΨが正のときは、(24)、(25)式
より第4のプロペラ24の推力ベクトルに対する
要求信号4〓、θ4〓は次のようになる。4 〓>0 θ4〓>0 したがつて方位偏差信号ΔΨが正のときは第4
のプロペラ24の推力ベクトルは図示するように
第1象限内に実現される。以上により方位偏差信
号ΔΨが正のときは図示するように第3のプロペ
ラ23および第4のプロペラ24には方位偏差を小
さくするような旋回モーメントを発生する推力ベ
クトルの組合せが形成されることが判る。
4 〓=K p23 ΔΨ+K I23 ∫ΔΨdt−K D23 dΨ/dt ...(24) (Here, set K p23 , K I23 , K D23 > 0) θ 4 〓=K p24 ΔΨ+K I24 ∫ΔΨdt−K D24 dΨ/dt ……(25) (Here, set K p24 , K I24 , K D24 >0 ) When the azimuth deviation signal ΔΨ of the platform 1 is positive as shown in FIG . 〓 becomes as follows. 4 〓>0 θ 4 〓>0 Therefore, when the direction deviation signal ΔΨ is positive, the fourth
The thrust vector of the propeller 2 4 is realized within the first quadrant as shown. As a result of the above, when the azimuth deviation signal ΔΨ is positive, a combination of thrust vectors that generates a turning moment that reduces the azimuth deviation is formed in the third propeller 2 3 and the fourth propeller 2 4 as shown in the figure. I understand that.

一方第16図bに示すようにプラツトフオーム
1の方位偏差信号ΔΨが負の場合は、(22)、(23)
式より第3のプロペラ23の推力ベクトルに対す
る要求信号3〓、θ3〓は次のようになる。3 〓>0 θ3〓<0 したがつて第3のプロペラ23の推力ベクトル
は図示するように第2象限内に実現される。同じ
く方位偏差信号ΔΨが負のときに、第4のプロペ
ラ24の推力ベクトルに対する要求信号4〓、θ4
は(24)、(25)式より次のようになる。4 〓<0 θ4〓<0 したがつて第4のプロペラ24の推力ベクトル
は図示するように第4象限内に実現される。以上
により方位偏差信号ΔΨが負のときは、第16図
bに示すように第3のプロペラ23および第4の
プロペラ24には方位偏差を小さくするような旋
回モーメントを発生する推力ベクトルの組合せが
形成される。
On the other hand, if the azimuth deviation signal ΔΨ of platform 1 is negative as shown in FIG. 16b, (22), (23)
From the formula, the required signals 3 〓 and θ 3 〓 for the thrust vector of the third propeller 2 3 are as follows. 3 〓>0 θ 3 〓<0 Therefore, the thrust vector of the third propeller 2 3 is realized within the second quadrant as shown. Similarly, when the azimuth deviation signal ΔΨ is negative, the request signal 4 〓, θ 4 〓 for the thrust vector of the fourth propeller 2 4
From equations (24) and (25), it becomes as follows. 4 〓<0 θ 4 〓<0 Therefore, the thrust vector of the fourth propeller 2 4 is realized within the fourth quadrant as shown. As described above, when the azimuth deviation signal ΔΨ is negative, the third propeller 2 3 and the fourth propeller 2 4 have a thrust vector that generates a turning moment that reduces the azimuth deviation, as shown in FIG. 16b. A combination is formed.

上記(18)〜(25)式の第2項の積分項はプラ
ツトフオーム1が設定方向に戻つて方位偏差ΔΨ
が零の状態(このとき第1項による要求信号は零
になる)でも、風、潮流などの外乱力に対抗でき
る推力ベクトルをそれぞれの首振りプロペラに保
持し続けるように要求信号を出力する役割を果
す。さらに(18)〜(25)式の第3項の微分項は
それぞれのプロペラの推力ベクトルによりプラツ
トフオーム1が設定方位に戻りつつあるときに、
設定方位より行き過ぎないようにプロペラの推力
ベクトルに制動効果を持たせて安定な方位制御を
実現する役割を果す。
The second integral term in equations (18) to (25) above is the azimuth deviation ΔΨ when the platform 1 returns to the set direction.
The role of outputting a request signal so that each oscillating propeller continues to maintain a thrust vector that can counter disturbance forces such as wind and current even when fulfill. Furthermore, the differential term in the third term of equations (18) to (25) is expressed as follows: When the platform 1 is returning to the set orientation due to the thrust vector of each propeller,
It plays the role of achieving stable azimuth control by providing a braking effect to the propeller's thrust vector so that it does not go beyond the set azimuth.

第1の符号変換器532は第1の首振りプロペ
ラ21の旋回角が負すなわち推力ベクトルが左向
きの場合に、第9のPID制御器516が出力する
第1のプロペラ21の推力量に対する要求信号の
符号を変換して第1のプロペラ21に位置偏差
Δy0の修正を効果的に行えるような推力ベクトル
を実現する役割をもつ。したがつて第1の符号変
換器532は第9のPID制御器516と後述する
第1のプロペラ21の旋回角検出器の各出力信号
を入力として、旋回角検出信号θ1が負の場合は第
9のPID制御器516の出力信号の符号を変換し
て出力し、旋回角検出信号が正の場合は第9の
PID制御器516の出力信号の符号を変換せずそ
のまま出力する。
The first code converter 532 controls the amount of thrust of the first propeller 2 1 output by the ninth PID controller 516 when the turning angle of the first oscillating propeller 2 1 is negative, that is, the thrust vector is leftward. It has the role of converting the sign of the request signal to realize a thrust vector that allows the first propeller 2 1 to effectively correct the positional deviation Δy 0 . Therefore, the first code converter 532 inputs each output signal of the ninth PID controller 516 and the turning angle detector of the first propeller 21 described later, and when the turning angle detection signal θ 1 is negative, converts the sign of the output signal of the ninth PID controller 516 and outputs it, and if the turning angle detection signal is positive, the sign of the output signal of the ninth PID controller 516 is output.
The output signal of the PID controller 516 is output as is without converting the sign.

第1の加算器533は第1のPID制御器508
と第1の符号変換器532および第17のPID制御
器524の出力信号を入力として、第1の首振り
プロペラ21の推力量に対する要求信号1dとして
下記(26)式の加算結果を出力する。1d =Kpx1Δx0+KIx1∫Δx0dt+KDx1d(x0)/dt ±(Kpy9Δy0+KIy9∫Δy0dt+KDy9d(Δy0)/dt) +Kp17ΔΨ+KI17∫ΔΨdt−KD17dΨ/dt ……(26) (θ1>0のとき+符号選択 θ1<0のとき−符号選択) 上記(26)式の第1〜第3項の風、潮流などの
外乱に対抗して第1のプロペラ21の推力量を変
えることにより、プラツトフオーム1の位置偏差
Δx0が零になるように安定な位置制御を行う役割
を果す。さらに第4〜第6項は位置偏差Δy0を零
にする役割を果し、第7〜第9項は方位偏差ΔΨ
を零にする役割を果す。また上記(26)式の符号
の選択は上述の第1の符号変換器532が行う。
The first adder 533 is connected to the first PID controller 508
and the output signals of the first code converter 532 and the 17th PID controller 524, and output the addition result of the following equation (26) as the request signal 1d for the thrust amount of the first oscillating propeller 21 . . 1d =K px1 Δx 0 +K Ix1 ∫Δx 0 dt+K Dx1 d(x 0 )/dt ±(K py9 Δy 0 +K Iy9 ∫Δy 0 dt+K Dy9 d(Δy 0 )/dt) +K p17 ΔΨ+K I17 ∫ ΔΨdt−K D17 dΨ/dt ...(26) (When θ 1 > 0 + sign selection When θ 1 < 0 - sign selection) Wind and current in the first to third terms of equation (26) above By changing the amount of thrust of the first propeller 21 in response to disturbances such as these, it plays the role of performing stable position control so that the positional deviation Δx0 of the platform 1 becomes zero. Furthermore, the fourth to sixth terms serve to make the positional deviation Δy 0 zero, and the seventh to ninth terms serve to reduce the azimuth deviation ΔΨ
It plays the role of bringing the value to zero. Further, the selection of the code in the above equation (26) is performed by the above-mentioned first code converter 532.

第1の自動手動切換装置534は既存の第1の
翼角レバー00と第1の加算器533の出力信号
を入力として、操縦者は希望する運転モードに応
じていずれかの信号を出力させる。既存の第1の
翼角サーボ機構02は第1の自動手動切換装置5
34の出力信号により第1の首振りプロペラ21
の推力量1を調節する。第1の翼角検出器53
5は第1のプロペラ21の推力量を検出する。第
1の乗算器536は第1の翼角検出器535と後
述の第1のプロペラ21の旋回角検出器の出力信
号と入力としてその積を出力する。第2の符号変
換器537は第1のプロペラ21の推力量信号と
旋回角信号の積が負の場合に、第2のPID制御器
509が出力する第1のプロペラ21の推力方向
に対する要求信号の符号を変換して、第1のプロ
ペラ21に位置偏差Δx0の修正を効果的に行なえ
るような推力ベクトルを実現する役割をもつ。し
たがつて第2の符号変換器537は第2のPID制
御器509と第1の乗算器536の各出力信号を
入力として、第1の乗算器536の出力信号が負
の場合は第2のPID制御器509の出力信号の符
号を変換して出力し、乗算器536の出力信号が
正の場合は第2のPID制御器509の出力信号の
符号を変換せずそのまま出力する。
The first automatic manual switching device 534 inputs the output signals of the existing first blade angle lever 00 and the first adder 533, and causes the operator to output one of the signals depending on the driving mode desired. The existing first blade angle servo mechanism 02 is the first automatic manual switching device 5.
34 output signal causes the first oscillating propeller 2 1
Adjust the amount of thrust 1 . First blade angle detector 53
5 detects the amount of thrust of the first propeller 2 1 . The first multiplier 536 outputs the product of the first blade angle detector 535 and the output signal of the turning angle detector of the first propeller 2 1 described later as an input. The second sign converter 537 converts the thrust direction of the first propeller 2 1 output from the second PID controller 509 when the product of the thrust amount signal and the turning angle signal of the first propeller 2 1 is negative. It has the role of converting the sign of the request signal to realize a thrust vector that allows the first propeller 2 1 to effectively correct the positional deviation Δx 0 . Therefore, the second code converter 537 inputs each output signal of the second PID controller 509 and the first multiplier 536, and when the output signal of the first multiplier 536 is negative, the second code converter 537 The sign of the output signal of the PID controller 509 is converted and outputted, and when the output signal of the multiplier 536 is positive, the sign of the output signal of the second PID controller 509 is not converted and is output as is.

第2の加算器538は第2の符号変換器537
と第10のPID制御器517と第18のPID制御器5
25の出力信号を入力として、第1のプロペラ2
の推力方向に対する要求信号θ1dとして下記の
(27)式の加算結果を出力する。
The second adder 538 is the second sign converter 537
and the 10th PID controller 517 and the 18th PID controller 5
25 output signal as input, the first propeller 2
The addition result of the following equation (27) is output as the request signal θ 1d for the thrust direction of 1 .

θ1d=±(Kpx2Δx0+KIx2∫Δx0dt+KDx2d(Δx0)/
dt) +Kpy10Δy0+KIy10∫Δy0dt+KDy10d/dt(Δy0) +Kp18ΔΨ+KI18∫ΔΨdt−KD18dΨ/dt ……(27) (1θ1>0のとき+符号選択1 θ1<0のとき−符号選択) 上記(27)式の第1〜第3項は外乱に対して第
1のプロペラ21の推力方向を変えることにより、
プラツトフオーム1の位置偏差Δx0が零になるよ
うにする役割を果す。また第4〜第6項は位置偏
差Δy0を零にする役割を果し、第7〜第9項は方
位偏差ΔΨを零にする役割を果す。そして上記
(27)式の符号の選択は上述の第2の符号変換器
537が行う。
θ 1d = ±(K px2 Δx 0 +K Ix2 ∫Δx 0 dt+K Dx2 d(Δx 0 )/
dt) +K py10 Δy 0 +K Iy10 ∫Δy 0 dt+K Dy10 d/dt (Δy 0 ) +K p18 ΔΨ+K I18 ∫ΔΨdt−K D18 dΨ/dt ...(27) ( 1 θ 1 > 0 When + sign selection 1 When θ 1 < 0 - sign selection) The first to third terms of the above equation (27) are as follows: By changing the thrust direction of the first propeller 2 1 in response to the disturbance,
It plays the role of ensuring that the positional deviation Δx 0 of the platform 1 becomes zero. Furthermore, the fourth to sixth terms serve to make the positional deviation Δy 0 zero, and the seventh to ninth terms serve to make the azimuth deviation ΔΨ zero. The selection of the code in equation (27) is performed by the second code converter 537.

第2の自動手動切換装置539は既存の旋回角
レバー01と第2の加算器538の出力信号を入
力として、操縦者は希望する運転モードに応じて
いずれかの信号を出力させる。既存の第1の旋回
角サーボ機構03は第2の自動手動切換装置53
9の出力信号を入力として第1のプロペラの旋回
角を調節する。第1の旋回角検出器540は第1
のプロペラ21の旋回角を検出する。旋回角検出
信号は上述の第1の乗算器536と第1の符号変
換器532に入力される。第3の符号変換器54
1は第1のプロペラ21における符号変換器53
2と同じ役割を第2のプロペラ22で果すもので、
第11のPID制御器518と後述する第2のプロペ
ラ22の旋回角検出器の各出力信号を入力として、
旋回角検出信号が負の場合は第11のPID制御器5
18の出力信号の符号を変換して出力し、旋回角
検出信号が正の場合は第11のPID制御器518の
出力信号の符号を変換せずそのまま出力する。第
3の加算器542は第3のPID制御器510と第
3の符号変換器541と第19のPID制御器526
の各出力信号を入力とし、第2のプロペラ22
推力量に対する要求信号2dとして下記(28)式
の加算結果を出力する。2d =Kpx3Δx0+KIx3∫Δx0dt+KDx3d/dt(Δx0) ±(Kpy11Δy0+KIy11∫Δy0dt+KDy11d/dt(Δy0
) +Kp19ΔΨ+KI19∫ΔΨdt−KD19dΨ/dt ……(28) (θ2>0のとき+符号選択 θ2<0のとき−符号選択) 上記(28)式の第1〜第3項は外乱に対して第
2のプロペラ22の推力量を変えることにより位
置偏差Δx0が零に、第4〜第6項は位置偏差Δy0
が零に、第7〜第9項は方位偏差ΔΨが零にそれ
ぞれなるようにする役割をもつ。そして上記
(28)式の符号の選択は上述の第3の符号変換器
541が行う。
The second automatic manual switching device 539 inputs the output signals of the existing turning angle lever 01 and the second adder 538, and allows the operator to output one of the signals depending on the desired driving mode. The existing first turning angle servo mechanism 03 is replaced by the second automatic manual switching device 53
The turning angle of the first propeller is adjusted using the output signal No. 9 as input. The first turning angle detector 540
Detect the turning angle of propeller 21 . The turning angle detection signal is input to the first multiplier 536 and first code converter 532 described above. Third code converter 54
1 is a code converter 53 in the first propeller 2 1
The second propeller 2 plays the same role as 2 .
With each output signal of the 11th PID controller 518 and a turning angle detector of the second propeller 22 described later as input,
If the turning angle detection signal is negative, the 11th PID controller 5
If the turning angle detection signal is positive, the sign of the output signal of the 11th PID controller 518 is not converted and is output as is. The third adder 542 includes a third PID controller 510, a third code converter 541, and a nineteenth PID controller 526.
It inputs each output signal and outputs the addition result of the following equation (28) as a request signal 2d for the amount of thrust of the second propeller 22 . 2d = K px3 Δx 0 +K Ix3 ∫Δx 0 dt+K Dx3 d/dt (Δx 0 ) ±(K py11 Δy 0 +K Iy11 ∫Δy 0 dt+K Dy11 d/dt (Δy 0 )
) +K p19 ΔΨ+K I19 ∫ΔΨdt−K D19 dΨ/dt ...(28) (When θ 2 > 0 + sign selection When θ 2 < 0 - sign selection) The above equation (28) The first to third terms make the position deviation Δx 0 zero by changing the amount of thrust of the second propeller 2 2 in response to disturbance, and the fourth to sixth terms make the position deviation Δy 0
is zero, and the seventh to ninth terms have the role of making the azimuth deviation ΔΨ become zero. The selection of the code in equation (28) above is performed by the third code converter 541 described above.

第3の自動手動切換装置543は既存の第2の
翼角レバー04と第3の加算器542の出力信号
を入力とし、操縦者は希望する運転モードに応じ
ていずれかの信号を出力させる。既存の第2の翼
角サーボ機構06は第3の自動手動切換装置54
3の出力信号により第2のプロペラの推力量2
を調節する。第2の翼角検出器544は第2のプ
ロペラ22の推力量を検出する。第2の乗算器5
45は第2の翼角検出器544と後述する第2の
プロペラ22の旋回角検出器の出力信号を入力と
してその積を出力する。第4の符号変換器546
は第1のプロペラ21における第2の符号変換器
537と同じ役割を第2のプロペラ22で果すも
ので、第4のPID制御器511と第2の乗算器5
45の各出力信号を入力として、第2の乗算器5
45の出力信号が負の場合は第4のPID制御器5
11の出力信号の符号を変換して出力し、乗算器
545の出力信号が正の場合は第4のPID制御器
511の出力信号の符号を変換せずそのまま出力
する。第4の加算器574は第4の符号変換器5
46と第12のPID制御器519と第20のPID制御
器527の出力信号を入力として、第2のプロペ
ラ22の推力方向に対する要求信号θ2dとして下記
(29)式の加算結果を出力する。
The third automatic manual switching device 543 inputs the output signals of the existing second blade angle lever 04 and the third adder 542, and causes the operator to output one of the signals depending on the desired driving mode. The existing second blade angle servo mechanism 06 is replaced by the third automatic manual switching device 54.
The amount of thrust of the second propeller is 2 due to the output signal of 3.
Adjust. The second blade angle detector 544 detects the amount of thrust of the second propeller 2 2 . second multiplier 5
45 inputs output signals of a second blade angle detector 544 and a turning angle detector of a second propeller 2 2 to be described later, and outputs the product thereof. Fourth code converter 546
The second propeller 22 plays the same role as the second code converter 537 in the first propeller 21 , and the fourth PID controller 511 and the second multiplier 5
45 output signals as input, the second multiplier 5
If the output signal of 45 is negative, the fourth PID controller 5
If the output signal of the multiplier 545 is positive, the sign of the output signal of the fourth PID controller 511 is not converted and is output as is. The fourth adder 574 is the fourth code converter 5
46, the 12th PID controller 519, and the output signals of the 20th PID controller 527 are input, and the addition result of the following equation (29) is output as the request signal θ 2d for the thrust direction of the second propeller 22 . .

θ2d=±(Kpx4Δx0+KIx4∫Δx0dt+KDx4d/dt(Δx0
)) +Kpy12Δy0+KIy12∫Δy0dt+KDy12d/dt(Δy0) +Kp20ΔΨ+KI20∫ΔΨdt−KD20dΨ/dt ……(29) (2θ2>0のとき+符号選択2 θ2<0のとき−符号選択) 上記(29)式の第1〜第3項は外乱に対して第
2のプロペラ22の推力方向を変えることにより
位置偏差Δx0が零に、第4〜第6項は位置偏差
Δy0が零に、第7〜第9項は方位偏差ΔΨが零に
それぞれなるようにする役割をもつ。そして上記
(29)式の符号の選択は上述の第4の符号変換器
546が行う。
θ 2d = ±(K px4 Δx 0 +K Ix4 ∫Δx 0 dt+K Dx4 d/dt(Δx 0
)) +K py12 Δy 0 +K Iy12 ∫Δy 0 dt+K Dy12 d/dt (Δy 0 ) +K p20 ΔΨ+K I20 ∫ΔΨdt−K D20 dΨ/dt ...(29) ( 2 θ 2 > 0 (when + sign selection 2 θ 2 < 0 - sign selection) The first to third terms of equation (29) above indicate that the position deviation Δx 0 is reduced by changing the thrust direction of the second propeller 2 2 in response to disturbance. The fourth to sixth terms have the role of making the positional deviation Δy 0 zero, and the seventh to ninth terms have the role of making the azimuth deviation ΔΨ zero. The selection of the code in the above equation (29) is performed by the above-mentioned fourth code converter 546.

第4の自動手動切換装置548は既存の第2の
旋回角レバー05と第4の加算器547の出力信
号を入力とし、操縦者は希望する運転モードに応
じていずれかの信号を出力させる。既存の第2の
旋回角サーボ機構07は第4の自動手動切換装置
548の出力信号により第2のプロペラ22の旋
回角θ2を調節する。第2の旋回角検出器549は
第2のプロペラ22の旋回角を検出する。旋回角
検出信号は上述の第2の乗算器545と第3の符
号変換器541に入力される。
The fourth automatic manual switching device 548 inputs the output signals of the existing second turning angle lever 05 and the fourth adder 547, and causes the operator to output one of the signals depending on the desired driving mode. The existing second turning angle servo mechanism 07 adjusts the turning angle θ 2 of the second propeller 2 2 based on the output signal of the fourth automatic manual switching device 548 . The second turning angle detector 549 detects the turning angle of the second propeller 2 2 . The turning angle detection signal is input to the second multiplier 545 and the third code converter 541 described above.

第5の符号変換器550は第1のプロペラ21
における符号変換器532と同じ役割を第3のプ
ロペラ23で果すもので、第13のPID制御器52
0と後述する第3のプロペラ23の旋回角検出器
の出力信号を入力として、旋回角検出信号が負の
場合は第13のPID制御器520の出力信号の符号
を変換して出力し、旋回角検出信号が正の場合は
第13のPID制御器520の出力信号の符号を変換
せずそのまま出力する。
The fifth code converter 550 is connected to the first propeller 2 1
The third propeller 23 plays the same role as the code converter 532 in the 13th PID controller 52.
0 and the output signal of the turning angle detector of the third propeller 23 , which will be described later, are input, and if the turning angle detection signal is negative, the sign of the output signal of the thirteenth PID controller 520 is converted and outputted, If the turning angle detection signal is positive, the output signal of the thirteenth PID controller 520 is output as is without converting the sign.

第5の加算器551は第5のPID制御器512
と第5の符号変換器550と第21のPID制御器5
28の各出力信号を入力とし、第3のプロペラ2
の推力量に対する要求信号3dとして下記の
(30)式の加算結果を出力する。3d =Kpx5Δx0+KIy5∫Δx0dt+KDx5d/dt(Δx0) ±(Kpy13Δy0+KIy13∫Δy0dt+KDy13d/dt(Δy0
) +Kp21ΔΨ+KI21∫ΔΨdt−KD21dΨ/dt ……(30) (θ3>0のとき+符号選択 θ3<0のとき−符号選択) 上記(30)式の第1〜第3項は外乱に対して第
3のプロペラ23の推力量を変えることにより位
置偏差Δx0が零に、第4〜第6項は位置偏差Δy0
が零に、第7〜第9項は方位偏差ΔΨが零にそれ
ぞれなるようにする役割をもつ。そして上記
(30)式の符号の選択は上述の第5の符号変換器
550が行う。
The fifth adder 551 is connected to the fifth PID controller 512
and a fifth code converter 550 and a twenty-first PID controller 5
28 output signals as input, the third propeller 2
The addition result of the following equation (30) is output as the request signal 3d for the thrust amount of 3 . 3d = K px5 Δx 0 +K Iy5 ∫Δx 0 dt+K Dx5 d/dt (Δx 0 ) ±(K py13 Δy 0 +K Iy13 ∫Δy 0 dt+K Dy13 d/dt (Δy 0 )
) +K p21 ΔΨ+K I21 ∫ΔΨdt−K D21 dΨ/dt ...(30) (When θ 3 > 0 + sign selection When θ 3 < 0 - sign selection) The above equation (30) The first to third terms make the positional deviation Δx 0 zero by changing the amount of thrust of the third propeller 2 3 in response to disturbance, and the fourth to sixth terms make the positional deviation Δy 0
is zero, and the seventh to ninth terms have the role of making the azimuth deviation ΔΨ become zero. The selection of the code in the above equation (30) is performed by the above-mentioned fifth code converter 550.

第5の自動手動切換装置552は既存の第3の
翼角レバー08と第5の加算器551の出力信号
を入力とし、操縦者は希望する運転モードに応じ
ていずれかの信号を出力させる。既存の第3の翼
角サーボ機構10は第5の自動手動切換装置55
2の出力信号により第3のプロペラ23の翼角を
調節する。第3の翼角検出器553は第3のプロ
ペラ23の推力量を検出する。第3の乗算器55
4は第3の翼角検出器553と後述する第3のプ
ロペラ23の旋回角検出器の出力信号を入力とし
てその積を出力する。
The fifth automatic manual switching device 552 inputs the output signals of the existing third blade angle lever 08 and the fifth adder 551, and allows the operator to output one of the signals depending on the desired driving mode. The existing third blade angle servo mechanism 10 is replaced by the fifth automatic manual switching device 55.
The blade angle of the third propeller 2 3 is adjusted by the output signal of 2 3 . The third blade angle detector 553 detects the amount of thrust of the third propeller 2 3 . Third multiplier 55
4 inputs the output signals of the third blade angle detector 553 and the turning angle detector of the third propeller 2 3 to be described later, and outputs the product thereof.

第6の符号変換器555は第1のプロペラ21
における第2の符号変換器537と同じ役割を第
3のプロペラ23で果すもので、第6のPID制御
器513と第3の乗算器554の出力信号を入力
として、乗算器554の出力信号が負の場合は第
6のPID制御器513の出力信号の符号を変換し
て出力し、乗算器554の出力信号が正の場合は
第6のPID制御器513の出力信号の符号を変換
せずそのまま出力する。
The sixth code converter 555 is connected to the first propeller 2 1
The third propeller 23 plays the same role as the second code converter 537 in , and inputs the output signals of the sixth PID controller 513 and the third multiplier 554, and inputs the output signal of the multiplier 554. When is negative, the sign of the output signal of the sixth PID controller 513 is converted and output, and when the output signal of the multiplier 554 is positive, the sign of the output signal of the sixth PID controller 513 is converted and output. Output as is.

第6の加算器556は第6の符号変換器555
と第14のPID制御器521と第22のPID制御器5
29の出力信号を入力として、第3のプロペラ2
の推力方向に対する要求信号θ3dとして下記
(31)式の加算結果を出力する。
The sixth adder 556 is the sixth code converter 555
and the 14th PID controller 521 and the 22nd PID controller 5
With the output signal of 29 as input, the third propeller 2
The addition result of the following equation (31) is output as the request signal θ 3d for the thrust direction of No. 3 .

θ3d=±(Kpx6Δx0+KIx6∫Δx0dt+KDx6d/dt(Δx0
)) +Kpy14Δy0+KIy14∫Δy0dt+KDy14d/dt(Δy0) +Kp22ΔΨ+KI22∫ΔΨdt−KD22d/dt(Ψ) ……(31) (3θ3>0のとき+符号選択3 θ3<0のとき−符号選択) 上記(31)式の第1〜第3項は外乱に対して第
3のプロペラ23の推力方向を変えることにより、
位置偏差Δx0が零に、第4〜第6項は位置偏差
Δy0が零に、第7〜第9項は方位偏差ΔΨが零に
それぞれなるようにする役割をもつ。そして上記
(31)式の符号の選択は上述の第6の符号変換器
555が行う。
θ 3d = ±(K px6 Δx 0 +K Ix6 ∫Δx 0 dt+K Dx6 d/dt(Δx 0
)) +K py14 Δy 0 +K Iy14 ∫Δy 0 dt+K Dy14 d/dt (Δy 0 ) +K p22 ΔΨ+K I22 ∫ΔΨdt−K D22 d/dt(Ψ) ……(31) ( 3 θ 3 > 0 + sign selection 3 When θ 3 < 0 - sign selection) The first to third terms of the above equation (31) are calculated by changing the thrust direction of the third propeller 2 3 in response to the disturbance,
The positional deviation Δx 0 becomes zero, the fourth to sixth terms have the role of making the positional deviation Δy 0 zero, and the seventh to ninth terms have the role of making the azimuth deviation ΔΨ zero. The selection of the code in the above equation (31) is performed by the above-mentioned sixth code converter 555.

第6の自動手動切換装置557は既存の第3の
旋回角レバー09と第6の加算器556の出力信
号を入力として、操縦者は希望する運転モードに
応じていずれかの信号を出力させる。既存の第3
の旋回角サーボ機構11は第6の自動手動切換装
置557の出力信号により第3のプロペラ23
旋回角θ3を調節する。第3の旋回角検出器558
は第3のプロペラ23の旋回角を検出する。そし
てこの旋回角検出信号は上述の第3の乗算器55
4と第5の符号変換器550に入力される。
The sixth automatic manual switching device 557 inputs the output signals of the existing third turning angle lever 09 and the sixth adder 556, and causes the operator to output one of the signals depending on the desired driving mode. existing third
The turning angle servo mechanism 11 adjusts the turning angle θ 3 of the third propeller 2 3 based on the output signal of the sixth automatic manual switching device 557 . Third turning angle detector 558
detects the turning angle of the third propeller 23 . This turning angle detection signal is sent to the third multiplier 55 described above.
4 and a fifth code converter 550.

第7の符号変換器559は第1のプロペラ21
の第1の符号変換器532と同じ役割を第4のプ
ロペラ24で果すもので、第15のPID制御器52
2と後述する第4のプロペラ24の旋回角検出器
の各出力信号を入力として、旋回角検出信号が負
の場合は第15のPID制御器522の出力信号の符
号を変換して出力し、旋回角検出信号が正の場合
は第15のPID制御器522の出力信号の符号を変
換せずそのまま出力する。第7の加算器560は
第7のPID制御器514と第7の符号変換器55
9と第23のPID制御器530の各出力信号を入力
として、第4のプロペラ24の推力量に対する要
求信号4dとして下記(32)式の加算結果を出力
する。4d =Kpx7Δx0+KIx7∫Δx0dt+KDx7d/dt(Δx0) ±(Kpy15Δy0+KIy15∫Δy0dt+KDy15d/dt(Δy0
) +Kp23ΔΨ+KI23∫ΔΨdt+KD23dΨ/dt ……(32) (θ4>0のとき+符号選択 θ4<0のとき−符号選択) 上記(32)式の第1〜第3項は外乱に対して第
4のプロペラ24の推力量を変えることにより位
置偏差Δx0が零に、第4〜第6項は位置偏差Δy0
が零に、第7〜第9項は方位偏差ΔΨが零にそれ
ぞれなるようにする役割をもつ。そして上記
(32)式の符号選択は上述の第7の符号変換器5
59が行う。
The seventh code converter 559 is connected to the first propeller 2 1
The fourth propeller 24 plays the same role as the first code converter 532, and the fifteenth PID controller 52
When the turning angle detection signal is negative, the sign of the output signal of the 15th PID controller 522 is converted and outputted when the turning angle detection signal is negative. , when the turning angle detection signal is positive, the output signal of the 15th PID controller 522 is output as is without converting the sign. The seventh adder 560 is connected to the seventh PID controller 514 and the seventh code converter 55.
With each output signal of the 9th and 23rd PID controller 530 as input, the addition result of the following equation (32) is output as a request signal 4d for the thrust amount of the fourth propeller 24 . 4d = K px7 Δx 0 +K Ix7 ∫Δx 0 dt+K Dx7 d/dt (Δx 0 ) ±(K py15 Δy 0 +K Iy15 ∫Δy 0 dt+K Dy15 d/dt (Δy 0 )
) +K p23 ΔΨ+K I23 ∫ΔΨdt+K D23 dΨ/dt ...(32) (When θ 4 > 0 + sign selection When θ 4 < 0 - sign selection) The first of the above equation (32) ~The third term is the position error Δx 0 that is reduced to zero by changing the amount of thrust of the fourth propeller 2 4 in response to disturbance, and the fourth to sixth terms are the position error Δy 0
is zero, and the seventh to ninth terms have the role of making the azimuth deviation ΔΨ become zero. The code selection in equation (32) above is performed by the seventh code converter 5.
59 will do it.

第7の自動手動切換装置561は既存の第4の
翼角レバー12と第7の加算器560の出力信号
を入力とし、操縦者は希望する運転モードに応じ
ていずれかの信号を出力させる。既存の第4の翼
角サーボ機構14は第7の自動手動切換装置56
1の出力信号により第4のプロペラ24の推力量
4を調節する。第4の翼角検出器562は第4
のプロペラ24の推力量を検出する。第4の乗算
器563は第4の翼角検出器562と後述する第
4のプロペラ24の旋回角検出器の出力信号を入
力としてその積を出力する。第8の符号変換器5
64は第1のプロペラ21における第2の符号変
換器537と同じ役割を第4のプロペラ24で果
すもので、第8のPID制御器515と第4の乗算
器563の出力信号を入力として、第4の乗算器
563の出力信号が負の場合は第8のPID制御器
515の出力信号の符号を変換して出力し、乗算
器563の出力信号が正の場合は第8のPID制御
器515の出力信号の符号を変換せずそのまま出
力する。第8の加算器565は第8の符号変換器
564と第16のPID制御器523と第24のPID制
御器531の出力信号を入力とし、第4のプロペ
ラ24の推力方向に対する要求信号θ4dとして下記
(33)式の加算結果を出力する。
The seventh automatic manual switching device 561 inputs the output signals of the existing fourth blade angle lever 12 and the seventh adder 560, and causes the operator to output one of the signals depending on the desired driving mode. The existing fourth blade angle servo mechanism 14 is replaced by a seventh automatic manual switching device 56.
The amount of thrust of the fourth propeller 2 4 is determined by the output signal of 1.
Adjust 4 . The fourth blade angle detector 562
Detects the amount of thrust of propeller 24 . The fourth multiplier 563 inputs the output signals of the fourth blade angle detector 562 and the turning angle detector of the fourth propeller 2 4 , which will be described later, and outputs the product thereof. Eighth code converter 5
64 plays the same role in the fourth propeller 24 as the second code converter 537 in the first propeller 21 , and inputs the output signals of the eighth PID controller 515 and the fourth multiplier 563. If the output signal of the fourth multiplier 563 is negative, the sign of the output signal of the eighth PID controller 515 is converted and output, and if the output signal of the multiplier 563 is positive, the sign of the output signal of the eighth PID controller 515 is The output signal of the controller 515 is output as is without converting the sign. The eighth adder 565 inputs the output signals of the eighth code converter 564, the 16th PID controller 523, and the 24th PID controller 531, and outputs a request signal θ for the thrust direction of the fourth propeller 24 . The addition result of equation (33) below is output as 4d .

θ4d=±(Kpx8Δx0+KIx8∫Δx0dt+KDx8d/dt(Δx0
)) +Kpy16Δy0+KIy16∫Δy0dt+KDy16d/dt(Δy0) +Kp24ΔΨ+KI24∫ΔΨdt−KD24dΨ/dt ……(33) (4θ4>0のとき+符号選択4 θ4<0のとき−符号選択) 上記(33)式の第1〜第3項は外乱に対して第
4のプロペラ24の推力方向を変えることにより
位置偏差Δx0が零に、第4〜第6項は位置偏差
Δy0が零に、第7〜9項は方位偏差ΔΨが零にそ
れぞれなるようにする役割をもつ。そして上記
(33)式の符号の選択は上述の第8の符号変換器
564が行う。
θ 4d = ±(K px8 Δx 0 +K Ix8 ∫Δx 0 dt+K Dx8 d/dt(Δx 0
)) +K py16 Δy 0 +K Iy16 ∫Δy 0 dt+K Dy16 d/dt (Δy 0 ) +K p24 ΔΨ+K I24 ∫ΔΨdt−K D24 dΨ/dt ...(33) ( 4 θ 4 > 0 When + sign selection 4 When θ 4 < 0 - sign selection) The first to third terms of the above equation (33) indicate that the position deviation Δx 0 can be reduced by changing the thrust direction of the fourth propeller 2 4 in response to disturbance The fourth to sixth terms have the role of making the positional deviation Δy 0 zero, and the seventh to ninth terms have the role of making the azimuth deviation ΔΨ zero. The selection of the code in equation (33) is performed by the eighth code converter 564.

第8の自動手動切換装置566は既存の第4の
旋回角レバー13と第8の加算器565の出力信
号を入力として、操縦者は希望する運転モードに
応じていずれかの信号を出力させる。既存の第4
の旋回角サーボ機構15は第8の自動手動切換装
置566の出力信号により第4のプロペラ24
旋回角θ4を調節する。第4の旋回角検出器567
は第4のプロペラ24の旋回角を検出する。そし
てこの旋回角検出信号は上述の第4の乗算器56
3と第7の符号変換器559に入力される。
The eighth automatic manual switching device 566 inputs the output signals of the existing fourth turning angle lever 13 and the eighth adder 565, and causes the operator to output one of the signals depending on the desired driving mode. Existing 4th
The turning angle servo mechanism 15 adjusts the turning angle θ 4 of the fourth propeller 2 4 based on the output signal of the eighth automatic manual switching device 566 . Fourth turning angle detector 567
detects the turning angle of the fourth propeller 24 . This turning angle detection signal is sent to the fourth multiplier 56 described above.
3 and a seventh code converter 559.

このようにこの発明の装置は回転数により推力
調整を行なう首振り式固定ピツチプロペラでは翼
角サーボ機構に代つてプロペラ回転数サーボ機構
を使用することによつて、可変翼により推力調整
を行う首振り式プロペラと同様の効果を挙げるこ
とができる。またこの装置は制御用計算機におき
かえてDDC(Direct Digital Control)方式によ
つても実現することができる。
As described above, the device of the present invention uses a propeller rotation speed servo mechanism instead of a blade angle servo mechanism in the case of an oscillating fixed pitch propeller that adjusts thrust by changing the rotation speed. It can achieve the same effect as a swing type propeller. Furthermore, this device can also be realized by using a DDC (Direct Digital Control) method instead of a control computer.

第17図は風速20m/sの風外乱を右前方30度
より受けたときに本願の装置を使用して、プラツ
トフオーム1の定点保持制御を行つたときの性能
シミユレーシヨン結果を示す特性曲線図である。
図においてアは風速の時間的変化を示し、風速は
10秒間で0より20m/s(約40kt)に達している。
イは第17図アの風外乱を受けたときのプラツト
フオーム1の位置および方位の時間的変化を示す
もので、プラツトフオーム1の前後方向(x0軸方
向)の動きであるサージ量(実線)は最大約10m
に達し、プラツトフオーム1の左右方向(y0軸方
向)の動きであるスウエイ量(破線)も最大約10
mに達し、元の位置に戻るのに約5分を要してい
る。プラツトフオームの方位(図中黒丸で示す)
は約5度右向きに変化するが、元の方位に戻るの
に約5分を要している。以上によりプラツトフオ
ーム1は第17図アのステツプ状風外乱を受けた
ときに約5分で元の状態に復帰している。さらに
図中ウ〜コは第17図アに示すようなステツプ状
風外乱を受けたときにプラツトフオーム1の位置
および方位を元に戻すために第1〜第4の首振り
式可変翼プロペラ21〜24が発生する推力ベクト
ルの時間的経過を示すものであり、ウ,エはプラ
ツトフオーム1の右前方に位置する第1の首振り
プロペラ21の推力ベクトル変化で、ウの実線は
プロペラ翼角、破線は旋回角を示し、エの実線は
推力の大きさ、破線はプロペラ消費馬力を示す。
第1の首振りプロペラ21はウの実線が示すよう
にプロペラ翼角は一時的に最大翼角に達した後、
第18図に示すような右向き前進推力となる推力
ベクトルT1を発生して位置および方位を整定し
ている。
Fig. 17 is a characteristic curve diagram showing performance simulation results when fixed point holding control of platform 1 is performed using the device of the present application when a wind disturbance with a wind speed of 20 m/s is received from 30 degrees forward right. It is.
In the figure, A shows the temporal change in wind speed, and the wind speed is
It reached 20m/s (approximately 40kt) from zero in 10 seconds.
Figure 17A shows the temporal changes in the position and orientation of platform 1 when it receives the wind disturbance shown in figure 17a . (solid line) is approximately 10m maximum
, and the sway amount (dashed line), which is the movement of platform 1 in the left-right direction (y 0 axis direction), also reaches a maximum of approximately 10
It takes about 5 minutes to reach m and return to the original position. Orientation of the platform (indicated by a black circle in the diagram)
changes to the right by about 5 degrees, but it takes about 5 minutes to return to its original orientation. As a result of the above, when the platform 1 receives the step-like wind disturbance shown in FIG. 17A, it returns to its original state in about 5 minutes. Further, U to C in the figure indicate first to fourth oscillating variable blade propellers in order to return the platform 1 to its original position and orientation when it receives a step-like wind disturbance as shown in FIG. 17A. 2 1 to 2 4 show the time course of the thrust vectors generated. The solid line shows the propeller blade angle, the broken line shows the turning angle, the solid line in E shows the magnitude of thrust, and the broken line shows the propeller horsepower consumption.
After the propeller blade angle of the first oscillating propeller 2 1 temporarily reaches the maximum blade angle, as shown by the solid line in c,
The position and orientation are established by generating a thrust vector T 1 that is a rightward forward thrust as shown in FIG.

オ,カはプラツトフオーム1の左前方に位置す
る第2の首振りプロペラ22の推力ベクトル変化
で、オの実線はプロペラ翼角、破線は旋回角を示
し、カの実線は推力の大きさ、破線はプロペラ消
費馬力を示す。第2のプロペラ22は第1のプロ
ペラ21と同様に第18図に示すような右向き前
進推力となる推力ベクトルT2を発生して位置お
よび方位を整定している。
O and F are the thrust vector changes of the second oscillating propeller 2 2 located at the front left of the platform 1. The solid line in O shows the propeller blade angle, the broken line shows the turning angle, and the solid line in F shows the magnitude of the thrust. The dashed line shows the propeller horsepower consumption. Like the first propeller 2 1 , the second propeller 2 2 generates a thrust vector T 2 that is a rightward forward thrust as shown in FIG. 18 to settle the position and orientation.

キ,クはプラツトフオーム1の右後方に位置す
る第3の首振りプロペラ23の推力ベクトルの時
間的変化で、キの実線はプロペラ翼角、破線は旋
回角、クの実線は推力の大きさ、破線はプロペラ
消費馬力である。第3のプロペラ23はプラツト
フオーム1が風外乱を受けた初期にはイに示すよ
うに最初に生じるプラツトフオーム1の前後方向
の位置偏差(サージ量)を修正するために前進推
力を発生しているが、その後プラツトフオーム1
の左右方向の位置偏差(スウエイ量)および方位
偏差を安定に制御するために後進推力を発生し、
第18図に示すような左向き後進推力となる推力
ベクトルT3を発生して位置および方位を整定し
ている。
Ki and Ku are the temporal changes in the thrust vector of the third oscillating propeller 2 3 located at the right rear of the platform 1. The solid line in Ki is the propeller blade angle, the dashed line is the turning angle, and the solid line in Ku is the thrust vector. The size and dashed line are propeller horsepower consumption. The third propeller 23 generates forward thrust in order to correct the longitudinal positional deviation (surge amount) of the platform 1 that initially occurs as shown in A when the platform 1 receives a wind disturbance. However, after platform 1
Generates backward thrust to stably control the horizontal positional deviation (sway amount) and azimuth deviation of the
The position and orientation are stabilized by generating a thrust vector T3 which is a leftward backward thrust as shown in FIG.

ケ,コはプラツトフオーム1の左後方に位置す
る第4の首振りプロペラ24の推力ベクトルの時
間的変化で、ケの実線はプロペラ翼角、破線は旋
回角、コの実線は推力の大きさ、破線はプロペラ
消費馬力である。第4のプロペラ24は第3のプ
ロペラ23と同様にプラツトフオーム1が風外乱
を受けた初期にはプラツトフオーム1の前後方向
の位置偏差(サージ量)を修正するために前進推
力を発生しているが、その後プラツトフオーム1
の左右方向の位置偏差(スウエイ量)および方位
偏差を安定に制御するために左向き後進推力を発
生している。
Figures 1 and 2 are the temporal changes in the thrust vector of the fourth oscillating propeller 24 located at the rear left of the platform 1. The solid line in Figure 1 is the propeller blade angle, the dashed line is the turning angle, and the solid line in Figure 1 is the thrust vector. The size and dashed line are propeller horsepower consumption. Similar to the third propeller 23 , the fourth propeller 24 generates forward thrust in order to correct the longitudinal positional deviation (surge amount) of the platform 1 when the platform 1 is initially subjected to wind disturbance. is occurring, but then platform 1
In order to stably control the horizontal positional deviation (sway amount) and azimuth deviation of the vehicle, leftward backward thrust is generated.

以上により第17図アに示すようなステツプ状
風外乱をプラツトフオーム1が右前方から受けた
ときは、第18図に示すような推力ベクトルが第
1〜第4の首振りプロペラ21〜24にそれぞれ発
生し、この推力ベクトルの組合せは前記第5図a
に示す安定な定点保持制御を可能とする推力ベク
トルの組合せに一致することから、この実施例装
置はプラツトフオーム1の定点保持制御装置に有
効であることが判る。なお第17図中第3および
第4の首振りプロペラ23,24の後進推力が第1
および第2のプロペラ21,22の前進推力に較べ
てかなり小さいのは、第1および第2のプロペラ
1,22の推力ベクトルのうちプラツトフオーム
1前後方向の前進推力が第3および第4のプロペ
ラ23,24の推力ベクトルのプラツトフオーム前
後方向の後進推力成分によつて相殺されるのを極
力避けたためである。
As described above, when the platform 1 receives a step-like wind disturbance from the right front as shown in FIG. 17A, the thrust vector as shown in FIG . 2 and 4 respectively, and the combination of these thrust vectors is shown in Figure 5a above.
It can be seen that this embodiment device is effective as a fixed point holding control device of platform 1 because the combination of thrust vectors that enable stable fixed point holding control shown in FIG. In addition, in Fig. 17, the backward thrust of the third and fourth oscillating propellers 2 3 and 2 4 is the same as that of the first
The reason why the forward thrust in the longitudinal direction of the platform 1 is considerably smaller than the forward thrust of the first and second propellers 2 1 and 2 2 is that the forward thrust in the longitudinal direction of the platform 1 is the third This is to avoid as much as possible canceling out the thrust vectors of the fourth propellers 2 3 and 2 4 by the backward thrust components in the longitudinal direction of the platform.

このように上記シミユレーシヨン結果からも本
発明の効果が判るように、操縦者がプラツトフオ
ームの設定位置と設定方位を一度与えておけば、
あとは最適の手順で4台の首振り式可変翼プロペ
ラが駆動制御され、プラツトフオームの定点保持
を安定に行うことができる推力ベクトルの組合せ
が実現される。したがつて従来の手動方式のよう
に試行錯誤をくり返しつつ目標値に近づいて行か
なければならない場合に比較して、動作に無駄が
なくなり、操縦者の労力負担も極めて軽減化され
るとともに、位置保持性能および旋回性能を極め
て高いものにすることができる。
As can be seen from the simulation results above, the effects of the present invention can be seen from the fact that once the operator has given the set position and orientation of the platform,
The four oscillating variable-blade propellers are then controlled in an optimal manner to create a combination of thrust vectors that can stably hold the platform at a fixed point. Therefore, compared to the conventional manual method, where you have to approach the target value through trial and error, there is no waste in the operation, the labor burden on the operator is greatly reduced, and the position Holding performance and turning performance can be made extremely high.

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

第1図a,bは半潜水式2ロワーハル型プラツ
トフオームを示す外観図、第2図a〜hは従来の
海洋構造物の位置制御装置の構成図、第3図、第
4図、第5図a〜c、第6図a〜cはそれぞれ上
記従来装置の動作を説明するための平面図、第7
図はこの発明の実施例を示す構成図、第8図ない
し第18図はそれぞれ上記実施例を説明するため
のもので、第8図は座標図、第9図a〜dは平面
図、第10図は座標図、第11図a〜dは平面
図、第12図は座標図、第13図a,bは平面
図、第14図a,bは平面図、第15図a,bは
平面図、第16図a,bは平面図、第17ア〜コ
は特性曲線図、第18図は平面図である。 1……半潜水式2ロワーハル型プラツトフオー
ム、21〜24……首振り式可変翼プロペラ、0
0,04,08,12……翼角レバー、01,0
5,09,13……旋回角レバー、02,06,
10,14……翼角サーボ機構、03,07,1
1,15……旋回角サーボ機構、500……位置
設定器、501……方位設定器、502……位置
検出器、503……ジヤイロコンパス、504〜
506……減算器、507……位置偏差変換器、
508〜531……PID制御器、532,53
7,541,546,550,555,559,
564……符号変換器、533,538,54
2,547,551,556,560,565…
…加算器、534,539,543,548,5
52,557,561,566……自動手動切換
装置、535,544,553,562……翼角
検出器、536,545,554,563……乗
算器、540,549,558,567……旋回
角検出器。
Figures 1a and b are external views showing a semi-submersible two-lower hull platform, Figures 2a to h are block diagrams of a conventional position control device for marine structures, and Figures 3, 4, and Figures 5a to 5c and 6a to 6c are plan views for explaining the operation of the conventional device, respectively.
The figure is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention, and FIGS. 8 to 18 are for explaining the above embodiment, respectively. FIG. 8 is a coordinate diagram, FIGS. 9 a to d are plan views, and FIGS. Figure 10 is a coordinate diagram, Figures 11 a to d are plan views, Figure 12 is a coordinate diagram, Figures 13 a and b are plan views, Figures 14 a and b are plan views, and Figures 15 a and b are 16A and 16B are plan views, 17A to 17A are characteristic curve diagrams, and FIG. 18 is a plan view. 1... Semi-submersible 2 lower hull type platform, 2 1 to 2 4 ... Oscillating variable wing propeller, 0
0,04,08,12...Blade angle lever, 01,0
5,09,13...Turning angle lever, 02,06,
10,14...Blade angle servo mechanism, 03,07,1
1, 15...Turning angle servo mechanism, 500...Position setting device, 501...Direction setting device, 502...Position detector, 503...Gyroscope compass, 504-
506...Subtractor, 507...Position deviation converter,
508-531...PID controller, 532, 53
7,541,546,550,555,559,
564... code converter, 533, 538, 54
2,547,551,556,560,565...
...Adder, 534, 539, 543, 548, 5
52,557,561,566... Automatic manual switching device, 535,544,553,562... Blade angle detector, 536,545,554,563... Multiplier, 540,549,558,567... Turning Angle detector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 4台のプロペラが海洋構造物の前方に左右2
台、後方に左右2台配置された海洋構造物におい
て、あらかじめ決められた空間固定座標系での上
記海洋構造物の位置座標を検出する位置検出器
と、上記座標系に設定する位置の位置座標信号を
出力する位置設定器と、上記海洋構造物の方位を
検出するジヤイロコンパスと、上記海洋構造物の
方位設定信号を出力する方位設定器とをそれぞれ
設け、上記位置設定器の出力と上記位置検出器の
出力とを入力とする第1の減算器と、上記位置設
定器の出力と上記位置検出器の出力とを入力とす
る第2の減算器と、上記方位設定器の出力と上記
ジヤイロコンパスの出力とを入力とする第3の減
算器と、上記第1および第2の減算器の出力と上
記方位設定器の出力とを入力として設定方位方向
の位置偏差信号と設定方位に直角方向の位置偏差
信号とを出力する位置偏差交換器と、上記位置偏
差変換器の第1の出力である位置偏差信号を入力
とする第1ないし第8のPID制御器と、上記位置
偏差変換器の第2の出力である位置偏差信号を入
力とする第9ないし第16のPID制御器と、上記第
3の減算器の出力と上記ジヤイロコンパスの出力
を入力とする第17ないし第24のPID制御器と、上
記海洋構造物の右前方に位置する第1のプロペラ
の旋回角を検出する後述の第1の旋回角検出器の
出力と上記第9のPID制御器の出力をそれぞれ入
力とし、第1の旋回角検出器が左向きの旋回角に
対応して負の信号を出力する場合には上記第9の
PID制御器の出力信号の符号を変換して出力し、
第1の旋回角検出器が右方きの旋回角に対応して
正の信号を出力する場合には上記第9のPID制御
器の出力信号の符号を変換せずそのまま出力する
第1の符号変換器と、上記第1のPID制御器と上
記第1の符号変換器および上記第17のPID制御器
の出力とを入力とする第1の加算器と、上記第1
の加算器の出力を入力とする第1の翼角サーボ機
構と、上記第1の翼角サーボ機構のプロペラ翼角
を検出する第1の翼角検出器と、上記第1の翼角
検出器と後述する第1の旋回角検出器の出力とを
入力としその2つの信号の積を出力する第1の乗
算器と、上記第2のPID制御器と上記第1の乗算
器の出力とをそれぞれ入力とし、第1の乗算器の
出力信号が負の場合には第2のPID制御器の出力
信号の符号を変換して出力し、第1の乗算器の出
力信号が正の場合には第2のPID制御器の出力信
号の符号を変換せずそのまま出力する第2の符号
変換器と、上記第2の符号変換器と、上記第10の
PID制御器および上記第18のPID制御器の出力と
を入力とする第2の加算器と、上記第2の加算器
の出力を入力とする第1の旋回角サーボ機構と、
上記第1の旋回角サーボ機構の旋回角を検出する
第1の旋回角検出器と、上記海洋構造物の左前方
に位置する第2のプロペラの旋回角を検出する後
述の第2の旋回角検出器の出力と、上記第11の
PID制御器の出力とをそれぞれ入力とし第2の旋
回角検出器の出力信号が負の場合には第11のPID
制御器の出力信号の符号を変換して出力し、第2
の旋回角検出器の出力が正の場合は第11のPID制
御器の出力信号をそのまま出力する第3の符号変
換器と、上記第3のPID制御器と上記第3の符号
変換器および第19のPID制御器の出力とを入力と
する第3の加算器と、上記第3の加算器の出力を
入力とする第2の翼角サーボ機構と、上記第2の
翼角サーボ機構のプロペラ推力量を検出する第2
の翼角検出器と、上記第2の翼角検出器と後述す
る第2の旋回角検出器の出力とを入力としてその
2つの信号の積を出力する第2の乗算器と、上記
第4のPID制御器と上記第2の乗算器の出力とを
それぞれ入力として第2の乗算器の出力信号が負
の場合には第4のPID制御器の出力信号の符号を
変換して出力し、第2の乗算器の出力が正の場合
は第4のPID制御器の出力信号をそのまま出力す
る第4の符号変換器と、上記第4の符号変換器と
第12のPID制御器および第20のPID制御器の出力
を入力とする第4の加算器と、上記第4の加算器
の出力を入力とする第2の旋回角サーボ機構と、
上記第2の旋回角サーボ機構の旋回角を検出する
第2の旋回角検出器と、上記海洋構造物の右後方
に位置する第3のプロペラの旋回角を検出する後
述の第3の旋回角検出器の出力と上記第13のPID
制御器の出力をそれぞれ入力とし、第3の旋回角
検出器の出力信号が負の場合は第13のPID制御器
の出力信号の符号を変換して出力し、第3の旋回
角検出器の出力が正の場合は第13のPID制御器の
出力をそのまま出力する第5の符号変換器と、上
記第5のPID制御器と上記第5の符号変換器およ
び上記第21のPID制御器の出力とを入力とする第
5の加算器と、上記第5の加算器の出力を入力と
する第3の翼角サーボ機構と、上記第3の翼角サ
ーボ機構のプロペラ推力量を検出する第3の翼角
検出器と、上記第3の翼角検出器と後述する第3
の旋回角検出器の出力とを入力としその2つの信
号の積を出力する第3の乗算器と、上記第6の
PID制御器と上記第3の乗算器の出力とをそれぞ
れ入力とし、第3の乗算器の出力信号が負の場合
には第6のPID制御器の出力信号の符号を変換し
て出力し、第3の乗算器の出力が正の場合は第6
のPID制御器の出力信号をそのまま出力する第6
の符号変換器と、上記第6の符号変換器と上記第
14のPID制御器および上記第22のPID制御器の出
力とを入力とする第6の加算器と、上記第6の加
算器の出力を入力する第3の旋回角サーボ機構
と、上記第3の旋回角サーボ機構の旋回角を検出
する第3の旋回角検出器と、上記海洋構造物の左
後方に位置する第4のプロペラの旋回角を検出す
る後述の第4の旋回角検出器の出力と上記第15の
PID制御器の出力とをそれぞれ入力とし、第4の
旋回角検出器の出力信号が負の場合は第15のPID
制御器の出力信号の符号を変換して出力し、第4
の旋回角検出器の出力信号が正の場合は第15の
PID制御器の出力をそのまま出力する第7の符号
変換器と、上記第7のPID制御器と上記第7の符
号変換器および上記第23のPID制御器の出力とを
入力とする第7の加算器と、上記第7の加算器の
出力を入力とする第4の翼角サーボ機構と、上記
第4の翼角サーボ機構のプロペラ推力量を検出す
る第4の翼角検出器と、上記第4の翼角検出器と
後述する第4の旋回角検出器の出力とを入力とし
てその2つの信号の積を出力する第4の乗算器
と、上記第8のPID制御器と上記第4の乗算器の
出力とをそれぞれ入力とし、第4の乗算器の出力
信号が負の場合には第8のPID制御器の出力信号
の符号を変換して出力し、第4の乗算器の出力が
正の場合は第8のPID制御器の出力信号をそのま
ま出力する第8の符号変換器、上記第8の符号変
換器と第16のPID制御器および第24のPID制御器
の出力を入力とする第8の加算器と、上記第8の
加算器の出力を入力とする第4の旋回角サーボ機
構と、上記第4の旋回角サーボ機構の旋回角を検
出する第4の旋回角検出器とを具備したことを特
徴とする海洋構造物の自動位置制御装置。
1 Four propellers are located in front of the offshore structure, two on the left and right.
A position detector that detects the position coordinates of the marine structure in a predetermined spatially fixed coordinate system, and a position coordinate set in the coordinate system, for two marine structures placed on the left and right behind the platform. A position setting device that outputs a signal, a gyro compass that detects the direction of the marine structure, and a direction setting device that outputs a direction setting signal of the marine structure are provided, and the output of the position setting device and the a first subtractor that receives as input the output of the position detector, a second subtractor that receives as input the output of the position setter and the output of the position detector, and the output of the direction setter and the A third subtractor receives the output of the gyro compass as input, and outputs the output of the first and second subtracters and the output of the azimuth setter as input, and generates a position deviation signal in the set azimuth direction and the set azimuth. a positional deviation exchanger that outputs a positional deviation signal in the orthogonal direction; first to eighth PID controllers that receive the positional deviation signal that is the first output of the positional deviation converter; and the positional deviation converter. 9th to 16th PID controllers which receive the position error signal which is the second output of the PID controller, and 17th to 24th PID controllers which receive the output of the third subtracter and the output of the gyro compass as inputs. input the output of the PID controller, the output of the first turning angle detector described later that detects the turning angle of the first propeller located on the right front of the marine structure, and the output of the ninth PID controller. If the first turning angle detector outputs a negative signal in response to a leftward turning angle, then the ninth
Converts the sign of the output signal of the PID controller and outputs it,
When the first turning angle detector outputs a positive signal corresponding to a rightward turning angle, the first sign outputs the output signal of the ninth PID controller as is without converting the sign of the output signal. a converter; a first adder that receives as inputs the outputs of the first PID controller, the first sign converter, and the seventeenth PID controller;
a first blade angle servo mechanism that receives the output of the adder as input; a first blade angle detector that detects the propeller blade angle of the first blade angle servo mechanism; and the first blade angle detector. and the output of a first turning angle detector to be described later, and a first multiplier that outputs the product of the two signals, and the output of the second PID controller and the first multiplier. When the output signal of the first multiplier is negative, the sign of the output signal of the second PID controller is converted and output, and when the output signal of the first multiplier is positive, a second code converter that outputs the output signal of the second PID controller as it is without converting the sign; the second code converter; and the tenth code converter;
a second adder that receives the PID controller and the output of the 18th PID controller; a first turning angle servo mechanism that receives the output of the second adder;
a first turning angle detector that detects the turning angle of the first turning angle servo mechanism; and a second turning angle, which will be described later, that detects the turning angle of a second propeller located at the front left of the marine structure. The output of the detector and the 11th
The output of the PID controller is input, and if the output signal of the second turning angle detector is negative, the 11th PID
The sign of the output signal of the controller is converted and output, and the second
a third code converter that outputs the output signal of the eleventh PID controller as it is when the output of the turning angle detector is positive; a third adder that receives as input the output of the PID controller of No. 19, a second blade angle servo mechanism that receives the output of the third adder as input, and a propeller of the second blade angle servo mechanism. The second one detects the amount of thrust.
a second multiplier that inputs the second blade angle detector and the output of a second turning angle detector described later and outputs the product of the two signals; and the output of the second multiplier as inputs, and when the output signal of the second multiplier is negative, converts the sign of the output signal of the fourth PID controller and outputs it, a fourth code converter that outputs the output signal of the fourth PID controller as it is when the output of the second multiplier is positive; a fourth adder whose input is the output of the PID controller; a second turning angle servo mechanism whose input is the output of the fourth adder;
a second turning angle detector that detects the turning angle of the second turning angle servo mechanism; and a third turning angle described later that detects the turning angle of a third propeller located on the right rear side of the marine structure. Detector output and the 13th PID above
The outputs of the controllers are respectively input, and when the output signal of the third turning angle detector is negative, the sign of the output signal of the 13th PID controller is converted and output, and the output signal of the third turning angle detector is inputted. a fifth code converter that outputs the output of the thirteenth PID controller as it is when the output is positive; and a fifth code converter that outputs the output of the thirteenth PID controller as it is; a third blade angle servo mechanism that receives the output of the fifth adder as an input; and a third blade angle servo mechanism that detects the amount of propeller thrust of the third blade angle servo mechanism. 3, the third blade angle detector and the third blade angle detector described later.
a third multiplier which inputs the output of the turning angle detector of and outputs the product of the two signals;
The PID controller and the output of the third multiplier are respectively input, and when the output signal of the third multiplier is negative, the sign of the output signal of the sixth PID controller is converted and outputted, If the output of the third multiplier is positive, the sixth
The sixth output signal outputs the output signal of the PID controller as it is.
a code converter; the sixth code converter; and the sixth code converter;
a sixth adder inputting the outputs of the 14 PID controller and the 22nd PID controller; a third turning angle servo mechanism inputting the output of the sixth adder; a third turning angle detector that detects the turning angle of the turning angle servo mechanism of the marine structure; and a fourth turning angle detector (described later) that detects the turning angle of a fourth propeller located at the rear left of the marine structure. Output and 15th above
and the output of the PID controller as inputs, and if the output signal of the fourth turning angle detector is negative, the 15th PID
The sign of the output signal of the controller is converted and output, and the fourth
If the output signal of the turning angle detector is positive, the 15th
a seventh code converter that outputs the output of the PID controller as it is; and a seventh code converter that receives as input the seventh PID controller, the seventh code converter, and the twenty-third PID controller. an adder, a fourth blade angle servo mechanism that receives the output of the seventh adder, a fourth blade angle detector that detects the amount of propeller thrust of the fourth blade angle servo mechanism; a fourth multiplier that inputs a fourth blade angle detector and the output of a fourth turning angle detector (described later) and outputs the product of the two signals; the eighth PID controller and the fourth multiplier; When the output signal of the fourth multiplier is negative, the sign of the output signal of the eighth PID controller is converted and output, and the output of the fourth multiplier is inputted. If is positive, the eighth code converter outputs the output signal of the eighth PID controller as it is, and inputs the outputs of the eighth code converter, the 16th PID controller, and the 24th PID controller. a fourth turning angle servo mechanism that receives the output of the eighth adder as input; and a fourth turning angle detection device that detects the turning angle of the fourth turning angle servo mechanism. An automatic position control device for a marine structure, characterized in that it is equipped with a device.
JP10445679A 1979-08-16 1979-08-16 Automatic position controlling apparatus of marine structure Granted JPS5628081A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997035761A1 (en) * 1996-03-22 1997-10-02 Honshu-Shikoku Bridge Authority Automatic fixed point holding system for marine vessels

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997035761A1 (en) * 1996-03-22 1997-10-02 Honshu-Shikoku Bridge Authority Automatic fixed point holding system for marine vessels

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