KR101301023B1 - Marine engine control device and method - Google Patents

Marine engine control device and method Download PDF

Info

Publication number
KR101301023B1
KR101301023B1 KR1020127025556A KR20127025556A KR101301023B1 KR 101301023 B1 KR101301023 B1 KR 101301023B1 KR 1020127025556 A KR1020127025556 A KR 1020127025556A KR 20127025556 A KR20127025556 A KR 20127025556A KR 101301023 B1 KR101301023 B1 KR 101301023B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ship
control
observer
value
speed
Prior art date
Application number
KR1020127025556A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20130018257A (en
Inventor
쥰야 미야타
쇼우이치 이나미
야슈유키 츠지
Original Assignee
미쯔이 죠센 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쯔이 죠센 가부시키가이샤 filed Critical 미쯔이 죠센 가부시키가이샤
Publication of KR20130018257A publication Critical patent/KR20130018257A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101301023B1 publication Critical patent/KR101301023B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/22Use of propulsion power plant or units on vessels the propulsion power units being controlled from exterior of engine room, e.g. from navigation bridge; Arrangements of order telegraphs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/21Control means for engine or transmission, specially adapted for use on marine vessels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001Electric control of rotation speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D41/1402Adaptive control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497With detection of the mechanical response of the engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1409Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using at least a proportional, integral or derivative controller
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413Controller structures or design
    • F02D2041/1415Controller structures or design using a state feedback or a state space representation
    • F02D2041/1416Observer
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413Controller structures or design
    • F02D2041/1422Variable gain or coefficients
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1433Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
    • F02D2041/1437Simulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/101Engine speed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

선체, 주기, 프로펠러를 포함하는 제어 대상(10)을 시뮬레이트하는 옵저버(12)를 설치한다. 주기를 제어하기 위한 제어부(11)로부터의 거버너 지령(u)을 옵저버(12)의 입력으로 한다. 주기의 실 회전수(Ne)를 옵저버(12)로 피드백한다. 옵저버(12)에 있어서 추정되는 경년 열화 전의 선속(Vmo)을 메모리(13)에 보존한다. 경년 열화 후에 옵저버(12)에서 추정되는 선속(Vm)과 경년 열화 전의 선속(Vmo)의 차이에 기초하여 제어 파라미터를 보정한다. An observer 12 for simulating a control target 10 including a hull, a cycle, and a propeller is installed. The governor command u from the control unit 11 for controlling the cycle is input to the observer 12. The actual rotation speed Ne of the period is fed back to the observer 12. The line speed Vmo before aging deterioration estimated by the observer 12 is stored in the memory 13. The control parameter is corrected based on the difference between the ship speed Vm estimated by the observer 12 after aging and the ship speed Vmo before aging.

Description

선박용 엔진 제어 장치 및 방법{MARINE ENGINE CONTROL DEVICE AND METHOD}Marine engine control device and method {MARINE ENGINE CONTROL DEVICE AND METHOD}

본 발명은 선박 주기(主機)의 운전을 제어하는 엔진 제어 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an engine control apparatus for controlling the operation of a ship cycle.

선박 주기의 거버너(governor) 제어에서는 프로펠러 회전수(주기 회전수)를 일정값으로 유지하는 PID 제어가 널리 채용된다. 또한, 레이싱시에 있어서의 과회전을 방지하기 위해서 기관의 시뮬레이션 모델에 기초하여 PID 제어 파라미터를 변경하는 구성도 알려져 있다(특허문헌 1).In governor control of a ship cycle, PID control which keeps a propeller rotation speed (cycle rotation speed) to a constant value is employ | adopted widely. Moreover, the structure which changes PID control parameter based on the simulation model of an engine is also known in order to prevent over rotation at the time of racing (patent document 1).

일본 공개특허공보 제(평)8-200131호Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-200131

특허문헌 1에서는 외란에 의한 회전수 변동을 시뮬레이션으로 예측하고 PID 제어 파라미터를 변경하는 것은 제안되어 있지만, 경년(經年; aging-degradation)적인 선체 저항의 증가, 프로펠러 효율의 저하, 엔진 성능의 열화 등에 대응하여 제어를 변경하는 구성은 채용되고 있지 않다. In Patent Literature 1, it is proposed to predict the rotational fluctuation caused by the disturbance by simulation and to change the PID control parameter. However, aging-degradation increases the hull resistance, lowers the propeller efficiency, and deteriorates engine performance. The configuration for changing the control in response to the above is not adopted.

본 발명은 선박의 경년 변화에 맞춘 효율적인 주기의 운전을 행하는 것을 목적으로 하고 있다. An object of the present invention is to perform efficient cycle operation in accordance with the secular variation of a vessel.

본 발명의 선박용 엔진 제어 장치는 선박의 주기의 운전을 제어하는 제어부와, 주기 및 선체를 포함하는 선박을 제어 대상으로 하고, 제어부로부터의 조작량을 입력으로 하는 옵저버(observer)와, 제어 대상의 경년 변화의 영향을 받는 물리량을 옵저버에서 추정하고, 물리량의 경년 변화 전의 값과 경년 변화 후의 값에 기초하여 제어부의 제어 파라미터를 변경하는 보정 수단을 구비한 것을 특징으로 하고 있다. The engine control apparatus for ships of this invention makes the control object which controls the operation | movement of the ship's cycle, the observer which makes a control object the ship containing a period and a hull, inputs the operation amount from a control part, and the aging of a control object. And a correction means for estimating the physical quantity affected by the change by the observer and changing the control parameter of the controller based on the value before the secular change and the value after the secular change of the physical amount.

보정 수단은 물리량의 경년 변화 전의 값과 경년 변화 후의 값에 기초하여 옵저버의 시뮬레이터를 경년 변화 후의 제어 대상에 대응하는 수치 모델로 변경하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 보다 정확하게 제어 대상의 경년 변화를 추정할 수 있다. It is preferable that the correction means change the observer's simulator into a numerical model corresponding to the control object after the secular change based on the value before the secular change and the secular change of the physical quantity. Thereby, the secular variation of a control object can be estimated more correctly.

또한, 선박의 엔진 제어 장치는 물리량의 경년 변화 전의 값을 기록하는 메모리를 구비하는 것이 바람직하며, 보정 수단은 이 메모리에 기록된 물리량의 값과 경년 변화 후에 추정되는 물리량의 값에 기초하여 제어 파라미터의 변경을 행한다. 물리량은 예를 들면 선속이며, 보정 수단은 경년 변화 전후의 선속의 차이에 대응하여 제어 파라미터를 변경한다. 제어부는 예를 들면 PID 제어를 행하고, 보정 수단은 상기 선속 차이가 클수록 P 게인 및/또는 D 게인을 큰 값으로 변경한다. 또한, 보정 수단은, 예를 들면 상기 선속 차이가 클수록, I 게인을 작은 값으로 변경한다. 또한 엔진 제어 장치에서는, 예를 들면 주기의 회전수가 검출되고, 옵저버로 피드백된다. In addition, the engine control apparatus of the ship preferably includes a memory for recording a value before the secular change of the physical quantity, and the correction means is a control parameter based on the value of the physical quantity recorded in the memory and the value of the physical quantity estimated after the secular change. To change. The physical quantity is, for example, a ship speed, and the correction means changes the control parameter in response to the difference in ship speed before and after the secular change. The control unit performs PID control, for example, and the correction means changes the P gain and / or D gain to a larger value as the line speed difference becomes larger. Further, the correction means changes the I gain to a smaller value, for example, as the line speed difference becomes larger. Moreover, in the engine control apparatus, the rotation speed of a period is detected and fed back to an observer, for example.

본 발명의 선박은 상기 엔진 제어 장치를 구비한 것을 특징으로 하고 있다. The ship of this invention was equipped with the said engine control apparatus, It is characterized by the above-mentioned.

본 발명의 선박용 엔진 제어 방법은 주기 및 선체를 포함하는 선박을 제어 대상으로 하고, 주기의 운전을 제어하는 제어부로부터의 조작량을 입력으로 하는 옵저버에 있어서 제어 대상의 경년 변화의 영향을 받는 물리량을 추정하고, 물리량의 경년 변화 전의 값과 경년 변화 후의 값에 기초하여 주기의 운전을 제어하는 제어부의 제어 파라미터를 변경하는 것을 특징으로 하고 있다. In the ship engine control method of the present invention, a ship comprising a cycle and a hull is a control target, and an observer which inputs an operation amount from a control unit that controls the operation of the cycle is estimated a physical quantity affected by the secular variation of the control target. The control parameter of the control unit for controlling the operation of the cycle is changed based on the value before the secular change of the physical quantity and the value after the secular change of the physical quantity.

본 발명에 의하면, 선박의 경년 변화에 맞춘 효율적인 주기의 운전을 행할 수 있다. According to the present invention, it is possible to perform an efficient cycle operation in accordance with the secular variation of the vessel.

도 1은 본 발명의 실시형태인 엔진 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 제어 대상과 옵저버의 관계를 도시하는 블록도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram which shows the structure of the engine control apparatus which is embodiment of this invention.
2 is a block diagram showing a relationship between a control object and an observer.

이하, 본 발명의 실시형태에 관해서 첨부 도면을 참조하여 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to an accompanying drawing.

도 1은 본 발명의 일 실시형태인 선박용 엔진 제어 장치의 구성을 도시하는 제어 블록도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a control block diagram which shows the structure of the marine engine control apparatus which is one Embodiment of this invention.

제어 대상(10)에는 주기, 프로펠러, 선체 등이 포함되고, 주기에는 제어부(11)로부터 거버너 지령(u)이 주어진다. 제어부(11)는 예를 들면 회전수를 일정하게 하는 PID 제어를 행하는 거버너이다. 또한, 주기의 출력축(도시 생략)에는 주기의 실 회전수(Ne)를 계측하는 센서(도시 생략)가 설치되고, 실 회전수(Ne)는 제어부(11)의 입력측으로 음(負) 피드백된다. 즉, 제어부(11)에는 목표 회전수(No)와 실 회전수(Ne)의 편차가 입력되고, PID 연산을 거쳐 거버너 지령(u)이 출력된다. The control target 10 includes a cycle, a propeller, a hull, and the like, and the governor command u is given from the controller 11 in the cycle. The control part 11 is a governor which performs PID control which makes rotation speed constant, for example. Moreover, the sensor (not shown) which measures the real rotation speed Ne of a period is provided in the output shaft of a period (not shown), and the real rotation speed Ne is fed back to the input side of the control part 11 negatively. . That is, the control part 11 inputs the deviation of the target rotation speed No and the real rotation speed Ne, and outputs the governor command u through PID calculation.

또한, 본 실시형태의 엔진 제어 장치는 제어 대상(10)을 수치 모델화한 옵저버(12)를 구비한다. 도 2는 제어 대상(10)과 옵저버(12)의 상세한 관계를 도시하는 블록도이다. 도 2에 도시되는 바와 같이, 옵저버(12)는 거버너 지령(u)을 입력으로 하고, 회전수(N)나 선속(대수 선속)(V) 등을 상태 변수로 한다. 본 실시형태에서는 실 회전수(Ne)가 계측되고 있기 때문에, 옵저버(12)에서는 실 회전수(Ne)와 시뮬레이터의 출력인 회전수(Nm)의 차이가 시뮬레이터로 피드백되어 각 상태 변수가 추정된다. 또한, 도 2의 A, B, C, K는 각 변수에 작용하는 연산자이다. Moreover, the engine control apparatus of this embodiment is equipped with the observer 12 which numerically modeled the control object 10. As shown in FIG. 2 is a block diagram showing the detailed relationship between the control object 10 and the observer 12. As shown in FIG. 2, the observer 12 takes the governor command u as an input, and sets the rotation speed N, the ship speed (the logarithmic ship speed) V, and the like as state variables. In the present embodiment, since the actual rotation speed Ne is measured, the difference between the actual rotation speed Ne and the rotation speed Nm which is the output of the simulator is fed back to the simulator in the observer 12, and each state variable is estimated. . 2, A, B, C, and K are operators that act on each variable.

또한, 엔진 제어 장치는 메모리(13)와 보정 연산부(14)를 구비한다. 보정 연산부(14)는 옵저버(12)로부터의 출력과 메모리(13)에 보존된 데이터를 사용하여 제어부(11)의 제어 파라미터를 실제 선박의 경년 변화에 대응하여 보정하는 보정량을 산출하는 연산부이다. 본 실시형태에서는 제어부(11)가 PID 제어를 행하기 때문에, 보정 대상이 되는 제어 파라미터는 PID 게인이며, 제어부(11)의 PID 게인은 보정 연산부(14)에서 산출된 보정량에 기초하여 갱신된다. The engine control device also includes a memory 13 and a correction calculator 14. The correction operation unit 14 is an operation unit that calculates a correction amount for correcting the control parameter of the control unit 11 in response to the aging change of the actual ship by using the output from the observer 12 and the data stored in the memory 13. In this embodiment, since the control part 11 performs PID control, the control parameter used as the correction object is PID gain, and the PID gain of the control part 11 is updated based on the correction amount calculated by the correction calculating part 14.

메모리(13)에는 전회(前回)의 제어 파라미터 갱신시에 옵저버(12)에서 산출된 선속(Vmo)이 기록되어 있다. 다음에 제어 파라미터의 갱신을 행할 때에는, 선속(Vmo)이 산출되었을 때와 동일한 조건하에, 예를 들면 회전수나 연료 투입량을 전회와 동일한 값으로 하여 배를 항행시키고, 현재의 선속(Vm)을 옵저버에서 산출한다. 보정 연산부(14)에는 옵저버(12)에서 추정되는 현재의 선속(Vm)과 메모리(13)에 기억되어 있는 과거의 선속(Vmo)이 입력되고, 이들 값에 기초하여 제어부(11)의 제어 파라미터의 보정량이 산출된다. The memory speed Vmo calculated by the observer 12 is recorded in the memory 13 at the time of the previous control parameter update. Next, when updating the control parameters, the ship is sailed under the same conditions as when the ship speed Vmo was calculated, for example, with the rotation speed and the fuel input amount being the same as the previous time, and the current ship speed Vm is observed. Calculate from The current calculation line Vm estimated by the observer 12 and the previous transmission line Vmo stored in the memory 13 are input to the correction calculation unit 14, and control parameters of the control unit 11 are based on these values. The correction amount of is calculated.

경년적으로 선체 저항은 증대되고, 프로펠러 효율은 저하되기 때문에, 해상(海象)이나 연료 공급량이 동일하여도, 선속은 전회의 갱신시(예를 들면 신조(新造)시)보다도 느려진다. 따라서, 옵저버(12)에서 추정되는 현재 선속(Vm)은 과거의 선속(Vmo)보다도 느려진다. Over time, the hull resistance increases and the propeller efficiency decreases, so that the ship speed is slower than the time of the last renewal (for example, new construction) even when the sea and fuel supply amount are the same. Therefore, the current ship speed Vm estimated by the observer 12 is slower than the past ship speed Vmo.

보정 연산부(14)에서는 예를 들면 과거의 선속(Vmo)과 현재의 선속(Vm)의 차이(Vmo-Vm)가 보정량으로서 산출되고, 제어부(11)에서는 (Vmo-Vm)의 값이 클수록 P 게인, D 게인이 크게 설정되고, 및/또는 I 게인은 작게 설정된다. 즉, 경년 변화가 일어나면 선체 저항이 증대되어 프로펠러 효율이 저하되기 때문에, 신조시와 같은 응답성을 얻기 위해서는, 차이(Vmo-Vm)의 값이 클수록 P 및/또는 D의 게인을 크게 취할 필요가 있다. 예를 들면 P, D의 게인은 (Vmo-Vm)의 증대에 비례하여 증대되고, I 게인은 역비례하여 저감된다. In the correction calculation unit 14, for example, the difference Vmo-Vm between the past line speed Vmo and the present line speed Vm is calculated as a correction amount, and in the control unit 11, the larger the value of (Vmo-Vm), the larger P is. Gain, D gain are set large, and / or I gain is set small. In other words, when secular changes occur, the hull resistance increases and the propeller efficiency decreases. Therefore, in order to obtain responsiveness as in new construction, the larger the difference (Vmo-Vm) is, the larger the gain of P and / or D needs to be taken. have. For example, the gains of P and D increase in proportion to the increase of (Vmo-Vm), and the I gain decreases in inverse proportion.

또한, 이 때 보정 연산부(14)에서는 입력된 Vmo, Vm에 기초하여 옵저버(12)에 있어서의 상태 방정식에 관해서도 제어 대상의 경년 변화에 맞추어 보정이 행해지고, 옵저버(12)의 시뮬레이터(수치 모델)가 현재의 제어 대상에 대응하는 것으로 갱신된다. At this time, the correction calculation unit 14 also corrects the state equations in the observer 12 based on the input Vmo and Vm in accordance with the secular variation of the control target. Is updated to correspond to the current control object.

예를 들면, (N,V)t를 회전수(N) 및 속도(V)를 성분으로 하는 상태 벡터(t는 전치를 나타낸다), (N',V')t를 (N,V)t의 시간에 관한 1단 미분, 거버너 지령(u)을 입력으로 하는 동시에, 상태 벡터(N,V)t, 입력(u)에 각각 연산되는 2×2행렬, 2×1행렬의 요소를 {Aij}, {Bi}로 하여 시스템의 상태 방정식(일부)을 나타낼 때, A12가 프로펠러 회전의 저항을 포함하는 요소, A22가 선체 저항을 포함하는 요소가 된다. For example, a state vector (t represents a transposition), where (N, V) t is a rotational speed N and a speed V, and (N ', V') t is (N, V) t The first stage derivative with respect to the time of, the governor command (u) is input, and the elements of the 2x2 matrix and the 2x1 matrix respectively calculated on the state vector (N, V) t and the input (u) When ij } and {B i } are used to represent the state equation (partial) of the system, A 12 is an element containing a resistance of propeller rotation, and A 22 is an element containing a hull resistance.

Figure 112012079249446-pct00001
Figure 112012079249446-pct00001

이 때 A12 및 A22는 예를 들면 각각 A12·Vmo/Vm 및 A22·Vmo/Vm으로 갱신된다. 또한, 그 밖의 요소는 그 값 그대로 유지된다. 또한, 상기 상태 방정식에 있어서 주기 등에 관계되는 변수는 생략되어 있지만, 주기 밸브의 열화 등도 고려하는 구성으로 할 수도 있다. At this time, A 12 and A 22 are updated to A 12 .Vmo / Vm and A 22 .Vmo / Vm, respectively. In addition, the other elements remain at their values. In addition, although the variables related to a cycle etc. are abbreviate | omitted in the said state equation, it can also be set as the structure which considers deterioration of a periodic valve.

이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 선속을 실측하지 않고 선체나 프로펠러 등의 경년 변화를 추정하고, 이것에 맞추어 제어 파라미터를 갱신할 수 있기 때문에, 선박의 경년 변화에 맞춘 효율적인 주기의 운전을 항상 행할 수 있다. 또한, 이것에 의해 시 마진(sea margin)을 작게 할 수 있어, 신조(新造)시의 연비도 개선된다. As described above, according to the present embodiment, since the secular variation of the hull, the propeller and the like can be estimated without updating the ship speed and the control parameters can be updated accordingly, the operation of the efficient cycle according to the secular variation of the ship is always performed. I can do it. In addition, the sea margin can be reduced by this, and the fuel efficiency at the time of new construction is also improved.

또한, 거버너 지령(u)으로부터 경년 변화 전의 선속을 충분한 정밀도로 시뮬레이트할 수 있는 경우에는, 메모리에 보존된 과거의 선속이 아니라, 시뮬레이트된 경년 변화 전의 선속과 본 실시형태의 옵저버에서 추정되는 현재의 선속을 비교하여 제어부나 옵저버의 갱신을 행할 수도 있다. In addition, when the speed before a secular change from the governor command (u) can be simulated with sufficient precision, the speed of the simulated secular change and the current speed estimated by the observer of the present embodiment are not the past speeds stored in the memory. The control unit and the observer can be updated by comparing the ship speeds.

또한, 관측되는 상태 변수는 회전수로 한정되지 않고, 예를 들면 프로펠러 샤프트의 토크 등이라도 좋고, 복수의 물리량이라도 좋다. 또한, 경년 변화를 추정하기 위한 물리량으로서, 본 실시형태에서는 선속의 추정값을 사용했지만, 예를 들면 토크나 스러스트(thrust)를 옵저버에서 추정하고, 이것에 기초하여 경년 변화를 추정하여 제어 파라미터를 갱신하는 것도 가능하다. In addition, the observed state variable is not limited to the rotation speed, for example, may be a torque of the propeller shaft, or may be a plurality of physical quantities. In addition, although the estimated value of ship speed was used in this embodiment as a physical quantity for estimating aging change, for example, an observer estimates torque and thrust by an observer, and estimates aging change based on this, and updates a control parameter. It is also possible.

본 실시형태에서는 PID 제어를 예로 들어 설명을 행했지만, 그 이외의 제어방식에 있어서, 추정되는 선체나 프로펠러의 경년 변화에 맞추어, 경년 변화전의 응답성이 얻어지도록 제어 파라미터를 갱신하는 것도 가능하다. In the present embodiment, the PID control is taken as an example. However, in other control systems, the control parameter can be updated so that the response before the secular change can be obtained in accordance with the estimated secular change of the hull or propeller.

10 제어 대상
11 제어부(PID 연산부)
12 옵저버
13 메모리
14 보정 연산부
10 control target
11 Control unit (PID operation unit)
12 observers
13 memory
14 calibration calculator

Claims (9)

선박의 주기(主機)의 운전을 제어하는 제어부와,
상기 주기 및 선체를 포함하는 선박을 제어 대상으로 하고, 상기 제어부로부터의 조작량을 입력으로 하는 옵저버(observer)와,
상기 제어 대상의 경년(經年) 변화의 영향을 받는 선속을 상기 옵저버에서 추정하고, 상기 선속의 경년 변화 전의 값과 경년 변화 후의 값에 기초하여 상기 제어부의 제어 파라미터를 변경하는 보정 수단을 구비하고,
상기 보정 수단은 상기 선속의 경년 변화 전의 값과 경년 변화 후의 값에 기초하여 상기 옵저버의 시뮬레이터를 경년 변화 후의 제어 대상에 대응한 수치 모델로 변경하는 것을 특징으로 하는 선박의 엔진 제어 장치.
A control unit for controlling the operation of the ship's cycle,
An observer for controlling a ship including the cycle and the hull as an input of an operation amount from the control unit;
And a correction means for estimating the ship speed affected by the secular variation of the control target by the observer and changing the control parameter of the control unit based on the value before the secular variation of the ship speed and the value after the secular variation. ,
And the correction means changes the simulator of the observer into a numerical model corresponding to the control object after the secular change based on the value before the secular change and the value after the secular change of the ship speed.
제 1 항에 있어서, 상기 선속의 경년 변화 전의 값을 기록하는 메모리를 구비하고, 상기 보정 수단은 상기 메모리에 기록된 상기 선속의 값과 경년 변화 후에 추정되는 상기 선속의 값에 기초하여 상기 제어 파라미터의 변경을 행하는 것을 특징으로 하는 선박의 엔진 제어 장치.The control parameter according to claim 1, further comprising a memory for recording a value before a secular change of the ship speed, wherein the correction means is based on the value of the ship speed recorded in the memory and the value of the ship speed estimated after the secular change. Engine control apparatus for a ship, characterized in that for changing. 제 2 항에 있어서, 상기 보정 수단이 상기 경년 변화 전후의 선속의 차이에 대응하여 상기 제어 파라미터를 변경하는 것을 특징으로 하는 선박의 엔진 제어 장치.The ship engine control apparatus according to claim 2, wherein the correction means changes the control parameter in response to a difference in ship speed before and after the secular change. 제 3 항에 있어서, 상기 제어부가 PID 제어를 행하고, 상기 보정 수단은 상기 차이가 클수록 P 게인 및/또는 D 게인을 큰 값으로 변경하는 것을 특징으로 하는 선박의 엔진 제어 장치.The ship engine control apparatus according to claim 3, wherein the control unit performs PID control, and the correction means changes the P gain and / or D gain to a larger value as the difference is larger. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 제어부가 PID 제어를 행하고, 상기 보정 수단은 상기 차이가 클수록 I 게인을 작은 값으로 변경하는 것을 특징으로 하는 선박의 엔진 제어 장치.The ship engine control apparatus according to claim 2 or 4, wherein the control unit performs PID control, and the correction means changes the I gain to a smaller value as the difference is larger. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주기의 회전수가 검출되고, 상기 옵저버로 피드백되는 것을 특징으로 하는 선박의 엔진 제어 장치.The ship engine control apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the rotation speed of the cycle is detected and fed back to the observer. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 엔진 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 선박.The ship provided with the engine control apparatus in any one of Claims 1-4. 주기 및 선체를 포함하는 선박을 제어 대상으로 하고, 상기 주기의 운전을 제어하는 제어부로부터의 조작량을 입력으로 하는 옵저버에 있어서 상기 제어 대상의 경년 변화의 영향을 받는 선속을 추정하고, 상기 선속의 경년 변화 전의 값과 경년 변화 후의 값에 기초하여 상기 주기의 운전을 제어하는 제어부의 제어 파라미터를 변경함과 함께, 상기 선속의 경년 변화 전의 값과 경년 변화 후의 값에 기초하여 상기 옵저버의 시뮬레이터를 경년 변화 후의 제어 대상에 대응한 수치 모델로 변경하는 것을 특징으로 하는 선박의 엔진 제어 방법. In the observer which takes a ship including a period and a hull as a control object, and inputs an operation amount from the control part which controls the operation of the said cycle, the ship speed estimated by the secular variation of the said control object is estimated, and the age of the ship speed The control parameter of the controller for controlling the operation of the cycle is changed based on the value before the change and the value after the secular change, and the simulator of the observer is changed based on the value before the secular change of the ship speed and the value after the secular change. The ship engine control method characterized by changing into the numerical model corresponding to the following control object. 삭제delete
KR1020127025556A 2010-03-31 2011-03-18 Marine engine control device and method KR101301023B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010082161A JP4934736B2 (en) 2010-03-31 2010-03-31 Marine engine control apparatus and method
JPJP-P-2010-082161 2010-03-31
PCT/JP2011/056620 WO2011122375A1 (en) 2010-03-31 2011-03-18 Marine engine control device and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130018257A KR20130018257A (en) 2013-02-20
KR101301023B1 true KR101301023B1 (en) 2013-08-29

Family

ID=44712086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127025556A KR101301023B1 (en) 2010-03-31 2011-03-18 Marine engine control device and method

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP4934736B2 (en)
KR (1) KR101301023B1 (en)
CN (1) CN102803693A (en)
TW (1) TW201200720A (en)
WO (1) WO2011122375A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103786859B (en) * 2014-02-19 2016-03-09 哈尔滨工程大学 Marine main engine operating control
CN103786860B (en) * 2014-02-19 2016-05-04 哈尔滨工程大学 Marine main engine executing agency and control method thereof
US11027812B2 (en) 2016-07-07 2021-06-08 Cpac Systems Ab Method for a propulsion arrangement for a marine vessel
EP3974640A4 (en) * 2019-05-22 2023-09-06 National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology Ship main engine monitoring method, main engine monitoring system, main engine state prediction system, and operation status prediction system
CN111677593B (en) * 2020-02-24 2021-05-14 山东交通学院 Air-fuel ratio control method for electric control gas engine
JP7097420B2 (en) 2020-10-29 2022-07-07 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション Main engine control system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08200131A (en) * 1995-01-26 1996-08-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Load fluctuation control unit of electronic governor for marine use
JPH08297075A (en) * 1995-04-26 1996-11-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Change-with-time monitoring apparatus in marine propulsion plant
JP2005269705A (en) 2004-03-16 2005-09-29 Toyota Motor Corp Power output device and automobile mounting it, and method of controlling the power output device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001132478A (en) * 1999-11-09 2001-05-15 Sanshin Ind Co Ltd Fuel injection type four-cycle engine
JP2006183506A (en) * 2004-12-27 2006-07-13 Hitachi Ltd Control device for engine
JP2008157137A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp Supercharger control device
JP4970346B2 (en) * 2008-05-28 2012-07-04 三井造船株式会社 Ship operation support system and ship operation support method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08200131A (en) * 1995-01-26 1996-08-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Load fluctuation control unit of electronic governor for marine use
JPH08297075A (en) * 1995-04-26 1996-11-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Change-with-time monitoring apparatus in marine propulsion plant
JP2005269705A (en) 2004-03-16 2005-09-29 Toyota Motor Corp Power output device and automobile mounting it, and method of controlling the power output device

Also Published As

Publication number Publication date
CN102803693A (en) 2012-11-28
KR20130018257A (en) 2013-02-20
WO2011122375A1 (en) 2011-10-06
JP4934736B2 (en) 2012-05-16
TW201200720A (en) 2012-01-01
JP2011214467A (en) 2011-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101301023B1 (en) Marine engine control device and method
US20150149074A1 (en) Method and system for determination of a route for a ship
JP2015526778A (en) And system for predicting ship performance
JP5296753B2 (en) Marine engine control system and method
JP6929488B2 (en) Model predictive control device, model predictive control program, model predictive control system and model predictive control method
CN108431708A (en) Marine ship performance monitoring
US9922143B2 (en) Method and control for carrying out a calculation of a data-based function model
US20130262353A1 (en) Optimal online adaptive controller
CN103454915B (en) The method and apparatus that adaptive location for the adjusting apparatus of execution position transmitter is adjusted
KR20200026050A (en) Control device and control method
CN111189514B (en) Mass flow sensor output correction method, mass flow sensor output correction device, mass flow sensor output correction controller and medium
US8457936B2 (en) Apparatus and methods for simulating a system steady state devoid of performing full transient operating conditions
CN113853480B (en) Main engine monitoring method, main engine monitoring system, main engine state prediction system and navigation condition prediction system for ship
EP3244043B1 (en) Apparatus and method for controlling an egr valve
US20050022782A1 (en) Device and method for controlling air volume during idle operation
CN109116727B (en) PID type first-order full-format model-free self-adaptive cruise control algorithm based on low-pass filter
JP5426651B2 (en) Marine engine control apparatus and method
JP2022155810A (en) Ship performance estimation method, performance estimation program, and performance estimation system
CN113874614A (en) Engine control method, engine control system, and ship
JP6189064B2 (en) Control device
JP2011214472A (en) Device and method for controlling ship engine
KR102093746B1 (en) Control method of aircraft based on angular acceleration information
KR20180009349A (en) Apparatus and method for controlling the propulsion effect of a ship
Ossmann et al. Optimization-based tuning of LPV fault detection filters for civil transport aircraft
Nuutinen Automated self-propulsion point search algorithm for ship performance CFD simulations

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160810

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee