KR20120014347A - Apparatus and method for controlling propeller pitch in cpp control system - Google Patents

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KR20120014347A
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박지훈
조필성
김정한
이병호
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현대중공업 주식회사
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Abstract

PURPOSE: An apparatus and a method for controlling a propeller pitch in a CPP control system are provided to enable rapid and accurate calculation by mapping the control output value of the position of each pitch. CONSTITUTION: An apparatus for controlling a propeller pitch in a CPP control system comprises a master control head(10), a main controller(20), a pitch pump controller(30), and a position sensor(50). The position sensor is installed in a stroke bar and senses the position value of the stroke bar. The pitch pump controller feedbacks the position value of the stroke bar to the main controller. The main controller calculates an error by comparing the position value with a pitch control value transferred from the master control head. The pitch control value outputted to the pitch pump controller is controlled based on the calculated error.

Description

ＣＰＰ 추진 제어 시스템에서의 프로펠러 피치 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING PROPELLER PITCH IN CPP CONTROL SYSTEM}Apparatus and method for propeller pitch control in CPU propulsion control system {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING PROPELLER PITCH IN CPP CONTROL SYSTEM}

본 발명은 CPP 추진 제어 시스템에서의 프로펠러 피치 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 현재의 피치 레버의 목표 값과 스트로크 바의 현재 위치 값을 비교하여 스트로크 바의 위치가 목표 값에 도달할 수 있도록 하는 CPP 추진 제어 시스템에서의 프로펠러 피치 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a propeller pitch control device and method in a CPP propulsion control system, and more particularly, to compare the target value of the current pitch lever with the current position value of the stroke bar so that the position of the stroke bar can reach the target value. A propeller pitch control apparatus and method in a CPP propulsion control system.

선박의 CPP(Controllable Pitch Propulsion) 추진 제어 시스템은 프로펠러 피치의 각도를 자유롭게 바꿀 수 있는 구조로 되어 있어, 추진 기관을 일정한 방향과 일정한 속도로 회전시켜 놓고 프로펠러 피치의 각도 조작만으로 전진, 후진, 저속, 고속, 정지 등의 여러 가지 상태로 자유롭게 운항할 수 있다.The ship's CPP (Controllable Pitch Propulsion) propulsion control system has a structure that can freely change the propeller pitch angle.It rotates the propulsion engine in a constant direction and at a constant speed. Can operate freely in various states such as high speed and stop.

이와 같은 CPP 추진 제어 시스템은, 역전 장치가 필요 없으며, 정지 때에도 기관을 정지시킬 필요가 없고, 단시간에 최고속도에 도달할 수 있고, 속도에 따른 프로펠러 피치의 각도를 증감할 수 있으므로, 추진 기관의 운전효율을 극대화할 수 있다는 장점이 있다.Such a CPP propulsion control system does not require a reversing device, does not need to stop the engine even when stopped, can reach the maximum speed in a short time, and can increase or decrease the angle of the propeller pitch according to the speed. There is an advantage that can maximize the operating efficiency.

전술한 바와 같은 CPP 추진 제어 시스템은 메인 엔진의 RPM(Revolution Per Minute)을 제어하고, 프로펠러 피치의 각도를 제어하는 한편, 메인 엔진의 부하를 감시하여 선박의 운항 조건(예를 들어, 전진, 후진, 저속, 고속, 정지 등)에 따라 최적으로 추진될 수 있도록 한다.The CPP propulsion control system as described above controls the revolution per minute (RPM) of the main engine, controls the angle of the propeller pitch, and monitors the load of the main engine to monitor the ship's operating conditions (eg, forward, reverse). Low speed, high speed, stop, etc.)

전술한 바와 같은 CPP 추진 제어 시스템에서 프로펠러 피치의 각도를 제어하고자 하는 경우, 종래에는 사용자가 콘트롤 헤드에 구비되어 있는 피치 레버를 조작하면, 콘트롤 헤더는 조작된 피치 레버에 연결되어 있는 전위차계(potentiometer)에 의해 측정된 전압 값을 디지털 값으로 변환하여 메인 콘트롤러로 전달하고, 메인 콘트롤러는 콘트롤 헤더로부터 전달받은 디지털 값을 다시 아날로그 값(전류 값)으로 변환한 후, 이를 피치 제어기로 전달하여 피치 각을 조절한다.In the case of controlling the angle of the propeller pitch in the CPP propulsion control system as described above, conventionally, when the user operates the pitch lever provided in the control head, the control header is a potentiometer connected to the operated pitch lever. After converting the voltage value measured by the digital value to the main controller, the main controller converts the digital value received from the control header back to the analog value (current value), and then transfers it to the pitch controller to change the pitch angle. Adjust.

전술한 바와 같이, 종래에는 메인 콘트롤러가 피치 제어기로 아날로그 값을 전달하여 피치 각을 조절하는 데, 제어된 스트로크 바의 위치 값이 피치 레버의 목표 값에 못 미치거나 벗어나는 경우가 발생할 수 있다. 그러나, 종래에는 스트로크 바의 위치가 목표 값에 도달할 수 있도록 자동으로 조정하는 기능을 제공하지 못하는 문제점이 있다.As described above, conventionally, the main controller transmits an analog value to the pitch controller to adjust the pitch angle, and the position value of the controlled stroke bar may fall or fall below the target value of the pitch lever. However, conventionally, there is a problem in that it does not provide a function of automatically adjusting the position of the stroke bar to reach a target value.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 현재의 피치 레버의 목표 값과 스트로크 바의 현재 위치 값을 비교하여 스트로크 바의 위치가 목표 값에 도달할 수 있도록 하는 CPP 추진 제어 시스템에서의 프로펠러 피치 제어 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and compares a target value of a current pitch lever with a current position value of a stroke bar in a CPP propulsion control system to allow the position of the stroke bar to reach the target value. It is an object of the present invention to provide a propeller pitch control apparatus and method.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1관점에 따른 CPP 추진 제어 시스템에서의 프로펠러 피치 제어 장치는, 피치 레버를 통해 사용자로부터 프로펠러 피치의 각을 제어하기 위한 피치 각 제어 값을 입력받는 마스터 콘트롤 헤드와; 상기 마스터 콘트롤 헤드로부터 전달받은 상기 피치 각 제어 값을 아날로그 값으로 변환하여 피치 펌프 제어기로 전달하는 메인 콘트롤러와; 상기 메인 콘트롤러로부터 전달받은 아날로그 신호 형태의 피치 각 제어 값을 전기적인 신호로 변환하여 피치 유압 장치로 전달하여 스트로크 바를 움직이는 피치 펌프 제어기와; 상기 스트로크 바에 설치되어 상기 스트로크 바의 위치 값을 감지하는 위치 센서를 포함하여 이루어지되, 상기 피치 펌프 제어기는 상기 위치 센서를 통해 획득한 스트로크 바의 위치 값을 상기 메인 콘트롤러로 피드백시키고, 상기 메인 콘트롤러는 상기 피치 펌프 제어기로부터 피드백되어 오는 값과 상기 마스터 콘트롤 헤드로부터 전달받은 피치 각 제어 값을 비교하여 오차를 계산하고, 산출된 오차 값에 의거하여 상기 피치 펌프 제어기로 출력하는 피치 각 제어 값을 조절하는 것이 바람직하다.Propeller pitch control device in the CPP propulsion control system according to the first aspect of the present invention for achieving the above object, the master control receives a pitch angle control value for controlling the angle of the propeller pitch from the user via the pitch lever Head; A main controller for converting the pitch angle control value received from the master control head into an analog value and transmitting the analog value to a pitch pump controller; A pitch pump controller which converts the pitch angle control value in the form of an analog signal received from the main controller into an electrical signal and transfers it to a pitch hydraulic device to move the stroke bar; And a position sensor installed on the stroke bar to sense a position value of the stroke bar, wherein the pitch pump controller feeds back the position value of the stroke bar acquired through the position sensor to the main controller, and the main controller. Calculates an error by comparing the value fed back from the pitch pump controller with the pitch angle control value received from the master control head, and adjusts the pitch angle control value output to the pitch pump controller based on the calculated error value. It is desirable to.

한편, 본 발명의 제2관점에 따른 CPP 추진 제어 시스템에서의 프로펠러 피치 제어 방법은, 마스터 콘트롤 헤드가 피치 레버를 통해 사용자로부터 피치 각 제어 값을 입력받는 과정과; 상기 입력받은 피치 각 제어 값을 디지털 값으로 변환하여 메인 콘트롤러로 전달하는 과정과; 상기 메인 콘트롤러에서 디지털 신호 형태의 피치 각 제어 값을 아날로그 신호로 변환하여, 이를 피치 펌프 제어기로 전달하는 과정과; 상기 피치 펌프 제어기에서 아날로그 신호 형태의 피치 각 제어 값을 전기적인 신호로 변환하여, 이를 피치 유압 장치로 전달하는 과정과; 상기 피치 유압 장치에서 상기 전기적인 신호에 따라 밸브에 물리적인 힘을 가하여 스트로크 바의 위치를 제어하는 과정과; 상기 피치 펌프 제어기에서 상기 스트로크 바에 설치되어 있는 위치 센서를 통해 획득한 상기 스트로크 바의 위치 값을 상기 메인 콘트롤러로 피드백시키는 과정과; 상기 메인 콘트롤러에서 피드백 값과 상기 마스터 콘트롤 헤드로부터 전달받은 피치 각 제어 값을 비교하여 오차를 계산하고, 계산된 오차 값이 0이 될 때까지 계산된 오차 값에 의거하여 상기 피치 펌프 제어기로 출력하는 피치 각 제어 값을 조절하는 과정을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.On the other hand, the propeller pitch control method in the CPP propulsion control system according to the second aspect of the present invention, the process of the master control head receives a pitch angle control value from the user through the pitch lever; Converting the input pitch control value into a digital value and transmitting the digital value to a main controller; Converting, by the main controller, a pitch angle control value in the form of a digital signal into an analog signal, and transmitting the same to an pitch signal controller; Converting, by the pitch pump controller, the pitch angle control value in the form of an analog signal into an electrical signal and transmitting the same to an electrical signal; Controlling the position of the stroke bar by applying a physical force to the valve according to the electrical signal in the pitch hydraulic device; Feeding back the position value of the stroke bar acquired through the position sensor installed in the stroke bar in the pitch pump controller to the main controller; The main controller compares a feedback value with a pitch angle control value received from the master control head, calculates an error, and outputs to the pitch pump controller based on the calculated error value until the calculated error value becomes zero. It is preferable to include the step of adjusting the pitch angle control value.

본 발명의 CPP 추진 제어 시스템에서의 프로펠러 피치 제어 장치 및 방법에 따르면, 현재의 피치 레버의 목표 값과 스트로크 바의 현재 위치 값을 비교하여 스트로크 바의 위치가 목표 값에 도달할 수 있도록 제어함으로써, 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.According to the propeller pitch control apparatus and method in the CPP propulsion control system of the present invention, by comparing the target value of the current pitch lever with the current position value of the stroke bar, by controlling the position of the stroke bar to reach the target value, It is possible to improve the reliability of the system.

도 1은 본 발명에 따른 프로펠러 피치 제어 장치를 포함하는 CPP 추진 제어 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면.
도 2는 본 발명에 따른 프로펠러 피치 제어 방법에 적용되는 피드백 제어 알고리즘을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CPP 추진 제어 시스템에서의 프로펠러 피치 제어 방법을 설명하기 위한 처리도.1 is a view schematically showing the configuration of a CPP propulsion control system including a propeller pitch control device according to the present invention.
2 is a view for explaining a feedback control algorithm applied to the propeller pitch control method according to the present invention.
Figure 3 is a process for explaining the propeller pitch control method in a CPP propulsion control system according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CPP 추진 제어 시스템에서의 프로펠러 피치 제어 장치 및 방법에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, a propeller pitch control apparatus and method in a CPP propulsion control system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 프로펠러 피치 제어 장치를 포함하는 CPP 추진 제어 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도이다.1 is a view schematically showing the configuration of a CPP propulsion control system including a propeller pitch control device according to the present invention.

우선, 도 1에서 콘트롤 헤드(10)는 메인 콘트롤러(20)에서 전달되는 상태 정보들을 사용자가 인식할 수 있도록 표시해 주고, 사용자의 명령을 인식하여 메인 콘트롤러(20)에 전달해 준다.First, in FIG. 1, the control head 10 displays the state information transmitted from the main controller 20 so that the user can recognize it, recognizes the user's command, and delivers the command to the main controller 20.

전술한 콘트롤 헤드(10)는 사용자의 버튼이나 키 입력을 감시하고 입력된 키에 대한 키 입력 값을 메인 프로세스 모듈로 전달하는 키 스캔 모듈과, 사용자가 메인 엔진의 RPM이나 피치 각도를 조절하기 위해 각 레버를 조작하면, 각 레버에 연결되어 있는 전위차계에 의해 측정된 전압 값을 디지털 값으로 변환하여 이를 사용자 입력 값으로 메인 프로세스 모듈로 전달하는 ADC(Analog Digital Converter) 스캔 모듈과, 엔진의 회전수와 기어를 통해 전달되는 샤프트(Shaft)의 회전수를 표시하고, 레버로부터 얻어지는 사용자의 엔진 속도 및 피치 각 제어 명령의 입력 값과 메인 콘트롤러(20)로부터 수신한 피드백 값을 그래프로 보여주고, 각 장치들의 상태 정보를 나타내는 디지털 입력, 아날로그 입력 값들을 그 의미와 값의 범위에 맞추어 표현하여 사용자가 한눈에 전체 시스템의 상태를 확인할 수 있도록 하는 디스플레이 모듈과, 메인 콘트롤러(20)의 통신 모듈과 CAN(Controller Area Network) 통신 방식으로 데이터를 주고받는 통신 모듈과, 키 스캔 모듈, ADC 스캔 모듈, 디스플레이 모듈 및 통신 모듈을 제어하고 관리하는 메인 프로세스 모듈을 포함하여 이루어진다.The control head 10 described above is a key scan module that monitors a user's button or key input and transmits a key input value for the input key to the main process module, and the user adjusts the RPM or pitch angle of the main engine. By operating each lever, the ADC (Analog Digital Converter) scan module converts the voltage value measured by the potentiometer connected to each lever into a digital value and transfers it to the main process module as a user input value. And the number of revolutions of the shaft transmitted through the gears, the graph shows the input value of the user's engine speed and pitch angle control command obtained from the lever and the feedback value received from the main controller 20. Users can see at a glance by expressing digital input and analog input values indicating status information of devices according to their meaning and range of values. A display module for checking the status of the system system, a communication module for transmitting and receiving data with the communication module of the main controller 20 and a CAN (Controller Area Network) communication method, a key scan module, an ADC scan module, a display module, It includes a main process module that controls and manages communication modules.

한편, 메인 콘트롤러(20)는 피치 펌프(Pitch Pump), 기어 박스(Gear Box), 인버터(Inverter), 메인 엔진 등으로부터 들어오는 다양한 입력 신호들을 측정하고, 그에 따른 출력 신호를 제어하며, 이러한 입출력 신호의 정보를 통신을 통해 콘트롤 헤드(10)에 제공한다. 또한, 콘트롤 헤드(10)로부터 받은 사용자의 명령에 따라 내부적인 로직 회로에 의해 연결되어 있는 장치들을 제어한다. 그리고, 디지털 입/출력, 아날로그 입/출력, 펄스 입력, RTD(Registance Temperature Detector) 데이터를 전송하는 펑션 코드(Function Code)를 구현하여 콘트롤 헤드(10)로 전송한다. 또한, 메인 콘트롤러(20)는 데이터 로깅 기능도 수행하는 데, 시리얼 포트를 통해 피치 펌프 제어기(30) 및 엔진의 각종 상태를 파일 형태로 저장한다.Meanwhile, the main controller 20 measures various input signals coming from a pitch pump, a gear box, an inverter, a main engine, and controls the output signals according to the input and output signals. Information is provided to the control head 10 through communication. In addition, according to the user's command received from the control head 10 controls the devices connected by the internal logic circuit. In addition, a function code for transmitting digital input / output, analog input / output, pulse input, and registration temperature detector (RTD) data is implemented and transmitted to the control head 10. In addition, the main controller 20 also performs a data logging function, and stores various states of the pitch pump controller 30 and the engine in a file format through a serial port.

전술한, 메인 콘트롤러(20)는 디지털 입/출력 신호를 제어하여 메인 콘트롤러(20)에 연결되어 있는 피치 펌프, 기어 박스, 인버터, 메인 엔진 등에 대한 각각의 동작 상태와 알람 정보를 확인하고, 로컬/리모트 및 동작/정지 명령을 보내주는 역할을 수행하는 입출력 모듈과, 메인 프로세서 모듈에 의해 주기적으로 호출되어 온도나 압력 센서로부터 입력되는 아날로그 데이터를 읽어오는 ADC 스캔 모듈과, 콘트롤 헤드(10)와 통신을 통해 얻어진 엔진 RPM과 피치 각의 사용자 입력 값을 엔진 및 피치 펌프 제어기(30)로 보내기 위해 아날로그 출력 신호를 만드는 DAC(Digital Analog Converter) 스캔 모듈과, 콘트롤 헤드(10)의 통신 모듈과 CAN 통신 방식으로 데이터를 주고받는 통신 모듈과, 입출력 모듈, ADC 스캔 모듈, DAC 스캔 모듈 및 통신 모듈을 제어하고 관리하는 메인 프로세스 모듈을 포함하여 이루어진다.As described above, the main controller 20 controls digital input / output signals to check respective operation states and alarm information of a pitch pump, a gear box, an inverter, a main engine, etc. connected to the main controller 20, and the local I / O module that sends / remote and operation / stop commands, ADC scan module which is periodically called by main processor module and reads analog data input from temperature or pressure sensor, and control head 10 and Digital analog converter (DAC) scan module for generating analog output signals for sending user input values of engine RPM and pitch angle obtained through communication to engine and pitch pump controller 30, communication module of control head 10 and CAN Main module that controls and manages communication module that sends and receives data through communication method, I / O module, ADC scan module, DAC scan module and communication module. It comprise a process module.

전술한, 메인 프로세스 모듈은 통신 모듈을 통해 마스터 콘트롤 헤드(10)로부터 피치 각을 제어하기 위한 디지털 신호 형태의 사용자 입력 값(이하, '피치 각 제어 값'이라 한다)을 전달받으면, 전달받은 피치 각 제어 값을 DAC 스캔 모듈을 통해 아날로그 신호로 변환한 후, 이를 피치 펌프 제어기(30)로 전달한다. 그리고, 피치 펌프 제어기(30)로부터 피드백되어 오는 값과 마스터 콘트롤 헤드(10)로부터 전달받은 피치 각 제어 값을 비교하여 오차(Error)를 계산하고, 피드백 값과 피치 각 제어 값의 오차가 0에 수렴될 수 있도록 피치 펌프 제어기(30)로 전달되는 아날로그 신호를 제어한다.As described above, the main process module receives a user input value (hereinafter, referred to as a 'pitch angle control value') in the form of a digital signal for controlling the pitch angle from the master control head 10 through the communication module. Each control value is converted into an analog signal through the DAC scan module and then transferred to the pitch pump controller 30. Then, an error is calculated by comparing the value fed back from the pitch pump controller 30 with the pitch angle control value received from the master control head 10, and the error between the feedback value and the pitch angle control value is zero. It controls the analog signal transmitted to the pitch pump controller 30 so that it can converge.

피치 펌프 제어기(30)는 메인 콘트롤러(20)로부터 아날로그 신호 형태로 인가받은 피치 각 제어 값을 전기적인 신호로 변환한 후, 변환된 전기적인 신호에 의거하여 이를 스트로크 바를 움직이는 피치 유압 장치(40)로 전달하고, 스트로크 바에 장착되어 있는 위치 센서(50)를 통해, 이동 속도가 제어된 스트로크 바의 위치 값을 획득하고, 획득한 스트로크 바의 위치 값을 메인 콘트롤러(20)로 피드백시킨다.The pitch pump controller 30 converts the pitch angle control value applied in the form of an analog signal from the main controller 20 into an electrical signal, and then moves the stroke bar based on the converted electrical signal 40. The position value of the stroke bar whose movement speed is controlled, and the position value of the obtained stroke bar are fed back to the main controller 20 through the position sensor 50 mounted on the stroke bar.

한편, 피치 유압 장치(40)는 피치 펌프 제어기(30)로부터 전달받은 전기적인 신호에 따라 밸브에 물리적인 힘을 가하여 스트로크 바의 이동 속도를 제어한다.On the other hand, the pitch hydraulic device 40 controls the movement speed of the stroke bar by applying a physical force to the valve in accordance with the electrical signal received from the pitch pump controller 30.

위치 센서(50)는 스트로크 바의 적소에 설치되어 스트로크 바의 위치 값을 감지하고, 감지된 스트로크 바의 위치 값을 실시간으로 피치 펌프 제어기(30)로 전달한다.The position sensor 50 is installed in place of the stroke bar to detect the position value of the stroke bar, and transmits the detected position value of the stroke bar to the pitch pump controller 30 in real time.

도 2는 본 발명에 따른 프로펠러 피치 제어 방법에 적용되는 피드백 제어 알고리즘을 설명하기 위한 도로, 사용자가 마스터 콘트롤 헤드(10)에 구비되어 있는 피치 레버를 조작하여 메인 엔진의 피치 각을 제어하면, 마스터 콘트롤 헤드(10)는 조작된 피치 레버에 연결되어 있는 전위차계(potentiometer)에 의해 측정된 전압 값을 디지털 값으로 변환한 후, 이를 사용자 입력 값인 피치 각 제어 값으로 하여 메인 콘트롤러(20)로 전달하고, 메인 콘트롤러(20)는 마스터 콘트롤 헤드(10)로부터 전달받은 디지털 신호 형태의 피치 각 제어 값을 다시 아날로그 신호(4~20mA의 아날로그 신호)로 변환한 후, 이를 피치 펌프 제어기(30)로 전달한다.Figure 2 is a road for explaining the feedback control algorithm applied to the propeller pitch control method according to the present invention, when the user controls the pitch angle of the main engine by operating the pitch lever provided in the master control head 10, The control head 10 converts the voltage value measured by a potentiometer connected to the manipulated pitch lever to a digital value, and then transfers it to the main controller 20 as a pitch angle control value which is a user input value. The main controller 20 converts the pitch angle control value of the digital signal form received from the master control head 10 into an analog signal (an analog signal of 4-20 mA), and then transfers it to the pitch pump controller 30. do.

그리고, 피치 펌프 제어기(30)는 메인 콘트롤러(20)로부터 아날로그 신호 형태로 수신한 피치 각 제어 값을 전기적인 신호(6~18VDC의 전압)로 변환한 후, 이를 스트로크 바를 움직이는 피치 유압 장치(40)로 전달하고, 피치 유압 장치(40)는 피치 펌프 제어기(30)로부터 전달받은 전기적인 신호에 의거하여 스트로크 바를 움직이는 밸브에 물리적인 힘을 가하여 스트로크 바의 이동 속도를 제어한다. 여기서, 기준 전압 레벨인 12V에서는 밸브가 닫혀 속도가 0이 되고, 18V, 6V에서는 밸브가 각각 어헤드(Ahead), 어스턴(Astern) 방향으로 풀(Full)로 열려 최대 속력(Maximum Speed)으로 움직이게 된다.The pitch pump controller 30 converts the pitch angle control value received in the form of an analog signal from the main controller 20 into an electrical signal (voltage of 6 to 18 VDC), and then moves the stroke bar to the pitch hydraulic device 40. ), And the pitch hydraulic device 40 controls the movement speed of the stroke bar by applying a physical force to the valve that moves the stroke bar based on the electrical signal received from the pitch pump controller 30. Here, at 12 V, the reference voltage level, the valve is closed and the speed becomes 0. At 18 V and 6 V, the valve opens in the direction of Ahead and Aston, and opens at full speed at the maximum speed. Will move.

전술한 바와 같이, 스트로크 바의 이동 속도가 제어되면, 피치 펌프 제어기(30)는 스트로크 바의 적소에 설치되어 있는 위치 센서(50)를 통해 획득한 스트로크 바의 위치 값을 메인 콘트롤러(20)로 피드백시키고, 피치 펌프 제어기(30)로부터 스트로크 바의 위치 값을 피드백 받은 메인 콘트롤러(20)는 피치 펌프 제어기(30)로부터 피드백되어 오는 값과 마스터 콘트롤 헤드(10)로부터 전달받은 피치 각 제어 값을 비교하여 오차를 계산하고, 이 오차 값에 의거하여 피치 펌프 제어기(30)로 출력하는 피치 각 제어 값을 조절하여 스트로크 바의 위치가 사용자가 조작한 피치 레버의 목표 값에 도달할 수 있도록 비례 제어(Proportion Control)를 한다. 이때, 적정한 비례 제어를 위하여 수정된 PID 제어 방법을 이용할 수 있으며, PID 제어를 위한 각 상수의 값은 빠른 연산을 위하여 각 피치의 포지션에 대한 제어 출력 값을 매핑화하여 빠르고 정확한 연산을 가능하게 하는 것이 바람직하다.As described above, when the movement speed of the stroke bar is controlled, the pitch pump controller 30 transfers the position value of the stroke bar obtained through the position sensor 50 installed in place of the stroke bar to the main controller 20. The main controller 20 which feeds back and receives the position value of the stroke bar from the pitch pump controller 30 receives the value fed back from the pitch pump controller 30 and the pitch angle control value transmitted from the master control head 10. The error is calculated by comparison, and the pitch angle control value output to the pitch pump controller 30 is adjusted based on the error value so that the position of the stroke bar reaches the target value of the pitch lever operated by the user. (Proportion Control). At this time, the modified PID control method can be used for proper proportional control, and the value of each constant for PID control enables fast and accurate operation by mapping the control output value for each pitch position for fast operation. It is preferable.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CPP 추진 제어 시스템에서의 프로펠러 피치 제어 방법을 설명하기 위한 처리도이다.3 is a process diagram illustrating a propeller pitch control method in a CPP propulsion control system according to an embodiment of the present invention.

우선, 메인 엔진의 피치 각을 조절하기 위해 사용자는 마스터 콘트롤 헤드(10)에 구비되어 있는 피치 레버를 이용하여 피치 각을 제어하기 위한 피치 각 제어 명령을 입력하는 데, 피치 레버를 통해 사용자로부터 피치 각 제어 명령을 입력받은 마스터 콘트롤 헤드(10)는 사용자로부터 입력받은 피치 각 제어 값을 메인 콘트롤러(20)로 전달한다(S10, S12).First, in order to adjust the pitch angle of the main engine, the user inputs a pitch angle control command for controlling the pitch angle by using the pitch lever provided in the master control head 10. The master control head 10 receiving each control command transmits the pitch angle control value received from the user to the main controller 20 (S10 and S12).

상기한 과정 S10 및 과정 S12에서, 마스터 콘트롤 헤드(10)는 사용자가 메인 엔진의 피치 각을 제어하기 위해 피치 레버를 조작하게 되면, 조작된 피치 레버에 연결되어 있는 전위차계(potentiometer)를 통해 전압 값을 측정하고, 측정된 전압 값을 디지털 값으로 변환한 후, 변환된 디지털 값을 사용자 입력 값인 피치 각 제어 값으로 하여 이를 메인 콘트롤러(20)로 전달한다.In the above steps S10 and S12, the master control head 10, when the user operates the pitch lever to control the pitch angle of the main engine, the voltage value through a potentiometer connected to the operated pitch lever After the measurement, the measured voltage value is converted into a digital value, and the converted digital value is transmitted to the main controller 20 as a pitch angle control value which is a user input value.

상기한 과정 S12를 통해 마스터 콘트롤 헤드(10)로부터 피치 각 제어 값을 전달받은 메인 콘트롤러(20)는 마스터 콘트롤 헤드(10)로부터 전달받은 디지털 신호 형태의 피치 각 제어 값을 다시 아날로그 신호(4~20mA의 아날로그 신호)로 변환한 후, 이를 피치 펌프 제어기(30)로 전달한다(S14).The main controller 20 that has received the pitch angle control value from the master control head 10 through the process S12 reverts the pitch angle control value in the form of a digital signal received from the master control head 10 to the analog signal 4 ~. After converting to an analog signal of 20mA, it is transferred to the pitch pump controller 30 (S14).

상기한 과정 S14를 통해 메인 콘트롤러(20)로부터 아날로그 신호 형태로 피치 각 제어 값을 수신한 피치 펌프 제어기(30)는 아날로그 신호 형태의 피치 각 제어 값을 전기적인 신호(6~18VDC의 디지털 신호)로 변환하여 이를 스트로크 바를 움직이는 피치 유압 장치(40)로 전달하고(S16), 피치 유압 장치(40)는 피치 펌프 제어기(30)로부터 전달받은 전기적인 신호에 따라 밸브에 물리적인 힘을 가하여 스트로크 바의 이동 속도를 제어한다(S18).The pitch pump controller 30 receiving the pitch angle control value in the form of an analog signal from the main controller 20 through the process S14 is an electrical signal (digital signal of 6 ~ 18VDC) of the pitch angle control value in the form of an analog signal. And the stroke bar is transferred to the moving pitch hydraulic device 40 (S16), and the pitch hydraulic device 40 applies the physical force to the valve in accordance with the electrical signal received from the pitch pump controller 30 to the stroke bar. Control the moving speed of (S18).

한편, 제어 대상인 스트로크 바의 적소에 설치되어 있는 위치 센서(50)는 제어 대상인 스트로크 바의 위치 값을 감지하는 데, 상기한 과정 S16을 통해 피치 유압 장치(40)로 전기적인 신호를 전달한 피치 펌프 제어기(30)는 위치 센서(50)를 통해 스트로크 바의 위치 값을 획득한 후, 획득한 스트로크 바의 위치 값을 메인 콘트롤러(20)로 피드백시킨다(S20).On the other hand, the position sensor 50 is installed in place of the stroke bar to be controlled to detect the position value of the stroke bar to be controlled, the pitch pump that has delivered an electrical signal to the pitch hydraulic device 40 through the above-described process S16. After the controller 30 acquires the position value of the stroke bar through the position sensor 50, the controller 30 feeds back the acquired position value of the stroke bar to the main controller 20 (S20).

상기한 과정 S20을 통해 피치 펌프 제어기(30)로부터 스트로크 바의 위치 값을 피드백 받은 메인 콘트롤러(20)는 피치 펌프 제어기(30)로부터 피드백되어 오는 값과 상기한 과정 S12를 통해 마스터 콘트롤 헤드(10)로부터 전달받은 피치 각 제어 값을 비교하여 오차를 계산한 후(S22), 계산된 오차 값이 0이 아니면, 계산된 오차 값에 의거하여 피치 펌프 제어기(30)로 출력하는 피치 각 제어 값을 조절하여 스트로크 바의 위치가 사용자가 조작한 피치 레버의 목표 값에 도달할 수 있도록 한다(S24, S26).The main controller 20 which received the position value of the stroke bar from the pitch pump controller 30 through the process S20 is fed back from the pitch pump controller 30 and the master control head 10 through the process S12. After calculating the error by comparing the pitch angle control value received from the (S22), if the calculated error value is not 0, the pitch angle control value output to the pitch pump controller 30 based on the calculated error value By adjusting, the position of the stroke bar can reach the target value of the pitch lever operated by the user (S24, S26).

한편, 상기한 과정 S22에서 계산된 오차 값이 0인 경우에는 피치 펌프 제어기(30)로 출력하는 피치 각 제어 값의 조절을 종료한다.On the other hand, when the error value calculated in step S22 is 0, the adjustment of the pitch angle control value output to the pitch pump controller 30 ends.

본 발명의 CPP 추진 제어 시스템에서의 프로펠러 피치 제어 장치 및 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The propeller pitch control apparatus and method in the CPP propulsion control system of the present invention can be implemented without various modifications within the range allowed by the technical idea of the present invention without being limited to the above-described embodiment.

10. 콘트롤 헤드, 20. 메인 콘트롤러,
30. 피치 펌프 제어기, 40. 피치 유압 장치,
50. 위치 센서10. control head, 20. main controller,
30. pitch pump controller, 40. pitch hydraulic system,
50. Position sensor

Claims (3)

피치 레버를 통해 사용자로부터 프로펠러 피치의 각을 제어하기 위한 피치 각 제어 값을 입력받는 마스터 콘트롤 헤드와;
상기 마스터 콘트롤 헤드로부터 전달받은 상기 피치 각 제어 값을 아날로그 값으로 변환하여 피치 펌프 제어기로 전달하는 메인 콘트롤러와;
상기 메인 콘트롤러로부터 전달받은 아날로그 신호 형태의 피치 각 제어 값을 전기적인 신호로 변환하여 피치 유압 장치로 전달하여 스트로크 바를 움직이는 피치 펌프 제어기와;
상기 스트로크 바에 설치되어 상기 스트로크 바의 위치 값을 감지하는 위치 센서를 포함하여 이루어지되,
상기 피치 펌프 제어기는 상기 위치 센서를 통해 획득한 스트로크 바의 위치 값을 상기 메인 콘트롤러로 피드백시키고,
상기 메인 콘트롤러는 상기 피치 펌프 제어기로부터 피드백되어 오는 값과 상기 마스터 콘트롤 헤드로부터 전달받은 피치 각 제어 값을 비교하여 오차를 계산하고, 산출된 오차 값에 의거하여 상기 피치 펌프 제어기로 출력하는 피치 각 제어 값을 조절하는 CPP 추진 제어 시스템에서의 프로펠러 피치 제어 장치.
A master control head receiving a pitch angle control value for controlling an angle of a propeller pitch from a user through a pitch lever;
A main controller for converting the pitch angle control value received from the master control head into an analog value and transmitting the analog value to a pitch pump controller;
A pitch pump controller which converts the pitch angle control value in the form of an analog signal received from the main controller into an electrical signal and transfers it to a pitch hydraulic device to move the stroke bar;
Is installed on the stroke bar is made including a position sensor for detecting the position value of the stroke bar,
The pitch pump controller feeds back the position value of the stroke bar obtained through the position sensor to the main controller,
The main controller compares a value fed back from the pitch pump controller with a pitch angle control value received from the master control head, calculates an error, and outputs the pitch angle control to the pitch pump controller based on the calculated error value. Propeller pitch control device in CPP propulsion control system to adjust the value.
제 1항에 있어서, 상기 메인 콘트롤러는,
상기 오차 값이 0에 도달할 때까지 상기 오차 값에 의거하여 상기 피치 펌프 제어기로 출력하는 피치 각 제어 값을 조절하는 것을 특징으로 하는 CPP 추진 제어 시스템에서의 프로펠러 피치 제어 장치.
The method of claim 1, wherein the main controller,
Propeller pitch control device in a CPP propulsion control system, characterized in that for adjusting the pitch angle control value output to the pitch pump controller based on the error value until the error value reaches zero.
마스터 콘트롤 헤드가 피치 레버를 통해 사용자로부터 피치 각 제어 값을 입력받는 과정과;
상기 입력받은 피치 각 제어 값을 디지털 값으로 변환하여 메인 콘트롤러로 전달하는 과정과;
상기 메인 콘트롤러에서 디지털 신호 형태의 피치 각 제어 값을 아날로그 신호로 변환하여, 이를 피치 펌프 제어기로 전달하는 과정과;
상기 피치 펌프 제어기에서 아날로그 신호 형태의 피치 각 제어 값을 전기적인 신호로 변환하여, 이를 피치 유압 장치로 전달하는 과정과;
상기 피치 유압 장치에서 상기 전기적인 신호에 따라 밸브에 물리적인 힘을 가하여 스트로크 바의 위치를 제어하는 과정과;
상기 피치 펌프 제어기에서 상기 스트로크 바에 설치되어 있는 위치 센서를 통해 획득한 상기 스트로크 바의 위치 값을 상기 메인 콘트롤러로 피드백시키는 과정과;
상기 메인 콘트롤러에서 피드백 값과 상기 마스터 콘트롤 헤드로부터 전달받은 피치 각 제어 값을 비교하여 오차를 계산하고, 계산된 오차 값이 0이 될 때까지 계산된 오차 값에 의거하여 상기 피치 펌프 제어기로 출력하는 피치 각 제어 값을 조절하는 과정을 포함하여 이루어지는 CPP 추진 제어 시스템에서의 프로펠러 피치 제어 방법.Receiving, by the master control head, a pitch angle control value from a user through a pitch lever;
Converting the input pitch control value into a digital value and transmitting the digital value to a main controller;
Converting, by the main controller, a pitch angle control value in the form of a digital signal into an analog signal, and transmitting the same to an pitch signal controller;
Converting, by the pitch pump controller, the pitch angle control value in the form of an analog signal into an electrical signal and transmitting the same to an electrical signal;
Controlling the position of the stroke bar by applying a physical force to the valve according to the electrical signal in the pitch hydraulic device;
Feeding back the position value of the stroke bar acquired through the position sensor installed in the stroke bar in the pitch pump controller to the main controller;
The main controller compares a feedback value with a pitch angle control value received from the master control head, calculates an error, and outputs to the pitch pump controller based on the calculated error value until the calculated error value becomes zero. Propeller pitch control method in a CPP propulsion control system comprising the step of adjusting the pitch angle control value.
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