JPH0156033B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0156033B2 JPH0156033B2 JP14746683A JP14746683A JPH0156033B2 JP H0156033 B2 JPH0156033 B2 JP H0156033B2 JP 14746683 A JP14746683 A JP 14746683A JP 14746683 A JP14746683 A JP 14746683A JP H0156033 B2 JPH0156033 B2 JP H0156033B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- blade angle
- outputs
- angle correction
- speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H3/00—Propeller-blade pitch changing
- B63H3/10—Propeller-blade pitch changing characterised by having pitch control conjoint with propulsion plant control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この考案は舶用可変ピツチプロペラの翼角制御
装置の改良に関するものである。
装置の改良に関するものである。
従来、舶用可変ピツチプロペラ（以下、
「CPP」と称す）において、機関の負荷をある設
定値に保つようにプロペラ翼角を自動的に制御す
る装置、いわゆる自動負荷制御装置（以下、
「ALC」と称す）が存在し、第１図にその一例を
示す。この例では、操縦ハンドル１の操作により
信号Ｓ１がプロペラ翼角設定器２、機関ラツク設
定器３および機関回転数設定器４に投入され、そ
れぞれの設定器はそれぞれ設定翼角信号Ｓ２、設
定ラツク信号Ｓ３、設定回転数信号Ｓ４を出力す
る。ラツク信号とは燃料供給信号で燃料供給量を
ラツクにより調整させるのでラツク信号と略称す
る。
「CPP」と称す）において、機関の負荷をある設
定値に保つようにプロペラ翼角を自動的に制御す
る装置、いわゆる自動負荷制御装置（以下、
「ALC」と称す）が存在し、第１図にその一例を
示す。この例では、操縦ハンドル１の操作により
信号Ｓ１がプロペラ翼角設定器２、機関ラツク設
定器３および機関回転数設定器４に投入され、そ
れぞれの設定器はそれぞれ設定翼角信号Ｓ２、設
定ラツク信号Ｓ３、設定回転数信号Ｓ４を出力す
る。ラツク信号とは燃料供給信号で燃料供給量を
ラツクにより調整させるのでラツク信号と略称す
る。
一方、調速機６は機関回転系５からの実回転数
信号Ｓ５と設定回転数信号Ｓ４との偏差を演算す
る加減算器６−１及び加減算器６−１からの偏差
信号を受けて実ラツク信号Ｓ６を出力する比例積
分（PI）コントローラ６−２を有し、機関回転
数が設定値に保たれるようにラツク量を調整する
働きを待つ。
信号Ｓ５と設定回転数信号Ｓ４との偏差を演算す
る加減算器６−１及び加減算器６−１からの偏差
信号を受けて実ラツク信号Ｓ６を出力する比例積
分（PI）コントローラ６−２を有し、機関回転
数が設定値に保たれるようにラツク量を調整する
働きを待つ。
この調速機６からの実ラツク信号Ｓ６と設定ラ
ツク信号Ｓ３とが翼角補正装置７の加減算器７−
１において比較され両者の差に応じた翼角補正信
号Ｓ７が同じく翼角補正装置７のPIコントロー
ラ７−２により出力される。この翼角補正信号Ｓ
７と上記設定翼角信号Ｓ２との偏差が加減算器８
において演算されて修正翼角信号Ｓ８となり
CPP９に送られ、CPP９において翼角調整動作
（これを以下、「変節」と称す）が行われる。この
ように上記従来のALCでは、プロペラ翼角を翼
角設定器２によりあらかじめ目標値付近に設定し
ておき、機関回転系５の実回転数を基準とするフ
イードバツク制御により翼角を補正して最終目標
値に再設定する形式となつている。しかるに、通
常、ALC制御系の構成要素の中ではCPP９の応
答速度（変節速度）が最も遅いため、ALC制御
系全体の応答性はCPPの変節速度により制限さ
れている。
ツク信号Ｓ３とが翼角補正装置７の加減算器７−
１において比較され両者の差に応じた翼角補正信
号Ｓ７が同じく翼角補正装置７のPIコントロー
ラ７−２により出力される。この翼角補正信号Ｓ
７と上記設定翼角信号Ｓ２との偏差が加減算器８
において演算されて修正翼角信号Ｓ８となり
CPP９に送られ、CPP９において翼角調整動作
（これを以下、「変節」と称す）が行われる。この
ように上記従来のALCでは、プロペラ翼角を翼
角設定器２によりあらかじめ目標値付近に設定し
ておき、機関回転系５の実回転数を基準とするフ
イードバツク制御により翼角を補正して最終目標
値に再設定する形式となつている。しかるに、通
常、ALC制御系の構成要素の中ではCPP９の応
答速度（変節速度）が最も遅いため、ALC制御
系全体の応答性はCPPの変節速度により制限さ
れている。
従つて、波浪等に起因する周期的な負荷の変動
を受ける場合、初期設定値と目標値との偏差が大
きくまた変動が早い時にはCPPの変節速度がそ
れに追従できないため、ALCが有効に機能しな
いことがある。
を受ける場合、初期設定値と目標値との偏差が大
きくまた変動が早い時にはCPPの変節速度がそ
れに追従できないため、ALCが有効に機能しな
いことがある。
本発明はこの点を改善しようとするもので、船
体揺動運動の変化と負荷変動との間に認められる
相関関係に着目し、船体揺動運動の変化を検出し
て事前に負荷変動を予測することにより、より適
切なプロペラ翼角の初期設定値を与え、初期設定
値と目標値との偏差を少なくすることにより、
ALCの有効範囲を拡大せしめることを目的とす
るものである。
体揺動運動の変化と負荷変動との間に認められる
相関関係に着目し、船体揺動運動の変化を検出し
て事前に負荷変動を予測することにより、より適
切なプロペラ翼角の初期設定値を与え、初期設定
値と目標値との偏差を少なくすることにより、
ALCの有効範囲を拡大せしめることを目的とす
るものである。
本発明の原理を図によつて説明すると、第２図
は船の運動状態を示す図表で、ａは船尾での上下
の加速度Ａ、ｃはプロペラの受ける外力（トル
ク）即ち機関の受ける負荷Ｑ、ｂは機関回転数Ｎ
で、これら相互間に認められる相関関係の一例で
ある。波浪中を航行する船舶で、機関ラツク量と
プロペラ翼角を一定に保つた場合、船尾での加速
度Ａと機関回転数Ｎは時間ｔに対して同図ａ、ｂ
に示した様な変化を見せ、この場合プロペラの受
けるトルクＱは概略同図ｃに示したような変化と
なる。
は船の運動状態を示す図表で、ａは船尾での上下
の加速度Ａ、ｃはプロペラの受ける外力（トル
ク）即ち機関の受ける負荷Ｑ、ｂは機関回転数Ｎ
で、これら相互間に認められる相関関係の一例で
ある。波浪中を航行する船舶で、機関ラツク量と
プロペラ翼角を一定に保つた場合、船尾での加速
度Ａと機関回転数Ｎは時間ｔに対して同図ａ、ｂ
に示した様な変化を見せ、この場合プロペラの受
けるトルクＱは概略同図ｃに示したような変化と
なる。
この様な船尾での加速度とプロペラの受けるト
ルクとの間に相関関係が成り立つ理由は、プロペ
ラの受けるトルクはプロペラの回転数、翼角とプ
ロペラに流入する水の速度で決まるが、第３図
イ，ロに示すように水の流入速度Ｖが船体の揺動
に応じて周期的に変化する。すなわち、プロペラ
の装備される船尾が波の頂点付近にある時最小の
流入速度、波の谷付近にあるとき最大の速度にな
るためである。
ルクとの間に相関関係が成り立つ理由は、プロペ
ラの受けるトルクはプロペラの回転数、翼角とプ
ロペラに流入する水の速度で決まるが、第３図
イ，ロに示すように水の流入速度Ｖが船体の揺動
に応じて周期的に変化する。すなわち、プロペラ
の装備される船尾が波の頂点付近にある時最小の
流入速度、波の谷付近にあるとき最大の速度にな
るためである。
本発明は第４図に例示する系統図にあらわされ
る。第１図の従来のALCに対して、船体の揺動
を検出するために船体に設置した加速度計１０と
それからの加速度信号Ｓ１０を受けて現時点以降
の負荷変動を予測しそれに応じたプロペラ翼角の
補正信号Ｓ１１を出力する翼角補正信号発生器１
１を付加したものである。
る。第１図の従来のALCに対して、船体の揺動
を検出するために船体に設置した加速度計１０と
それからの加速度信号Ｓ１０を受けて現時点以降
の負荷変動を予測しそれに応じたプロペラ翼角の
補正信号Ｓ１１を出力する翼角補正信号発生器１
１を付加したものである。
翼角補正装置１１は第５図に示す如く、アナロ
グーデイジタル変換器１１−１、デイジタル演算
器１１−２、記憶器１１−３、デイジタル―アナ
ログ変換器１１−４を有し、時々刻々入力される
加速度信号Ｓ１０はアナログ−デイジタル変換器
１１−１によりデイジタル信号に変換された後、
入力時刻とともに加速度データとしてデイジタル
演算器１１−２を介して順次記憶器１１−３に蓄
積される。一定時間の後蓄積されたこれらの加速
度データはデイジタル演算器１１−２に取り出さ
れ、解析されて、加速度の変動の周期、振巾、位
相が算出される。これらの諸量が知れることによ
り、その時点以降の負荷変動が予測されたことに
なる。一方、これらの諸量に対してあらかじめ決
められた演算手順に従つて、予測される負荷変動
に見あつてそれを極小にする翼角の補正量が算出
され、デイジタル−アナログ変換器１１−４によ
り翼角補正信号Ｓ１１に変換されて出力される。
グーデイジタル変換器１１−１、デイジタル演算
器１１−２、記憶器１１−３、デイジタル―アナ
ログ変換器１１−４を有し、時々刻々入力される
加速度信号Ｓ１０はアナログ−デイジタル変換器
１１−１によりデイジタル信号に変換された後、
入力時刻とともに加速度データとしてデイジタル
演算器１１−２を介して順次記憶器１１−３に蓄
積される。一定時間の後蓄積されたこれらの加速
度データはデイジタル演算器１１−２に取り出さ
れ、解析されて、加速度の変動の周期、振巾、位
相が算出される。これらの諸量が知れることによ
り、その時点以降の負荷変動が予測されたことに
なる。一方、これらの諸量に対してあらかじめ決
められた演算手順に従つて、予測される負荷変動
に見あつてそれを極小にする翼角の補正量が算出
され、デイジタル−アナログ変換器１１−４によ
り翼角補正信号Ｓ１１に変換されて出力される。
このように構成することによつて、設定翼角信
号Ｓ２は加減算器８において、補正信号Ｓ１１に
より、より適切な即ち目標値に近い値に修正され
る。この修正された設定信号と目標値との間に残
された偏差はまた同時に加減算器８において、従
来のALCと同じく機関回転系５の回転数を基準
とするフイードバツク制御による翼角補正信号Ｓ
７により修正され、最後の修正信号Ｓ８′がCPP
９に送られる。第６図は他の実施例を示す系統図
である。
号Ｓ２は加減算器８において、補正信号Ｓ１１に
より、より適切な即ち目標値に近い値に修正され
る。この修正された設定信号と目標値との間に残
された偏差はまた同時に加減算器８において、従
来のALCと同じく機関回転系５の回転数を基準
とするフイードバツク制御による翼角補正信号Ｓ
７により修正され、最後の修正信号Ｓ８′がCPP
９に送られる。第６図は他の実施例を示す系統図
である。
本発明は、従来のALCが負荷変動の結果とし
て生じる機関の回転数変化からプロペラ翼角を制
御するフイードバツク制御にとどまつているのに
対し、負荷変動の原因となる外力の変化を船体運
動からあらかじめ検出することにより事前に負荷
の変動を予測し、それを翼角制御に利用する、い
わゆるフイードフオワード制御を加味しているの
で可変ピツチプロペラの翼角制御が速やかに追従
し、ALCの有効範囲を拡大させることができる。
て生じる機関の回転数変化からプロペラ翼角を制
御するフイードバツク制御にとどまつているのに
対し、負荷変動の原因となる外力の変化を船体運
動からあらかじめ検出することにより事前に負荷
の変動を予測し、それを翼角制御に利用する、い
わゆるフイードフオワード制御を加味しているの
で可変ピツチプロペラの翼角制御が速やかに追従
し、ALCの有効範囲を拡大させることができる。
第１図は従来例を示す翼角制御装置の系統図、
第２図は船の運動図表、第３図イ，ロは船の状態
を示す側面図、第４図は本発明の実施例を示す系
統図、第５図は同一部系統図、第６図は他の実施
例を示す系統図である。 １…操縦ハンドル、２…翼角設定器、３…ラツ
ク設定器、４…回転数設定器、５…機関回転系、
６…調速機、７…翼角補正装置、６−１，７−１
…加減算器、６−２，７−２…PIコントローラ、
８…修正翼角の演算器としての加減算器、９…可
変ピツチプロペラ、１０…加速度計、１１…翼角
補正修正信号発生器。
第２図は船の運動図表、第３図イ，ロは船の状態
を示す側面図、第４図は本発明の実施例を示す系
統図、第５図は同一部系統図、第６図は他の実施
例を示す系統図である。 １…操縦ハンドル、２…翼角設定器、３…ラツ
ク設定器、４…回転数設定器、５…機関回転系、
６…調速機、７…翼角補正装置、６−１，７−１
…加減算器、６−２，７−２…PIコントローラ、
８…修正翼角の演算器としての加減算器、９…可
変ピツチプロペラ、１０…加速度計、１１…翼角
補正修正信号発生器。
Claims (1)
- １ 操縦ハンドルからの信号に応じてプロペラの
設定翼角信号を出力する翼角設定器、機関の設定
ラツク信号を出力するラツク設定器および機関の
設定回転数信号を出力する回転数設定器を有し、
機関の実ラツクまたは実回転数とこれらに対する
前記設定信号とにもとづいて翼角補正信号を出力
する翼角補正装置をそなえ翼角補正信号と前記設
定翼角信号との偏差を演算して修正翼角を演算す
る演算器を有した翼角制御装置において、船体の
揺動運動を検出する加速度計と、該加速度計の信
号に応じて翼角補正信号を出力する信号発生器を
設けて前記演算器においてこの翼角補正信号を付
加演算させることを特徴とした可変ピツチプロペ
ラの翼角制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14746683A JPS6038288A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 舶用可変ピツチプロペラの翼角制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14746683A JPS6038288A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 舶用可変ピツチプロペラの翼角制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6038288A JPS6038288A (ja) | 1985-02-27 |
| JPH0156033B2 true JPH0156033B2 (ja) | 1989-11-28 |
Family
ID=15431013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14746683A Granted JPS6038288A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 舶用可変ピツチプロペラの翼角制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6038288A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6047923B2 (ja) * | 2012-05-16 | 2016-12-21 | 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 | 可変ピッチプロペラ制御装置および可変ピッチプロペラ制御装置を搭載した船舶ならびに可変ピッチプロペラ制御方法 |
-
1983
- 1983-08-11 JP JP14746683A patent/JPS6038288A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6038288A (ja) | 1985-02-27 |
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