JPH0341398B2

JPH0341398B2 -

Info

Publication number: JPH0341398B2
Application number: JP59260629A
Authority: JP
Priority date: 1984-12-12
Filing date: 1984-12-12
Publication date: 1991-06-21
Also published as: JPS61139594A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、船舶の自動操舵における舵の自動天
候調整装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の自動天候調整装置としては、例
えば第３図に示すようなものがある。この図にお
いて、１は比較器、２は舵機アンプ、３は舵機、
４は船体、そして５はジヤイロコンパスである。

荒天により海が荒れてくると舵の反応が悪くな
り、自動操舵における荒天時の自動調整として
は、設定方位とジヤイロコンパス５による真方位
との偏差信号φeを比較器１で求め、舵機アンプ
２にてその偏差信号の大きさに基づいて荒天を検
知して操舵ゲインを下げて舵機３を制御する手法
が一般的になされていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の装置にあつて
は、天候の判断を方位の偏差信号φeのみによつ
て行ない、それに対して舵角ゲインを変えるよう
にしていたため、オートパイロツトの調整不備の
場合も前記偏差信号が大きくなる可能性があり、
真の天候調整をするものではない、という問題点
があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る舵の自動天候調整装置は、船体の
鉛直方向の加速度信号を２重積分（又は積分）し
て船体のヒービングを検出するヒービング検出装
置と；ヒービング検出装置の出力に基づいて海象
（船体動揺）を算出する演算回路とを備えている。
演算回路の出力に基づいて天候調整回路の時定
数・ゲインを制御し、そして、天候調整回路の出
力に基づいて舵機を制御する。

〔作用〕

荒天時には天候調整回路に入力される偏差信号
（設定方位とジヤイロコンパスからの方位との差
信号）は大きくなるが、このときヒービング検出
装置の出力に基づいて演算回路が船体の動揺を算
出し、これにより海象状態を判断し、海象状態に
応じて天候調整回路の定数、例えば１次時定数や
比例ゲインを制御する。そして、このように制御
された天候調整回路の出力に基づいて舵機が制御
される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図は本発明の一実施例に係る舵の自動天
候調整装置のブロツク図である。この図におい
て、第３図と同一符号のものは同一又は相当部で
あり、その説明は省略する。１０は加速度計であ
り、船体に設置された鉛直ジヤイロの水平台に設
置される。１１は２重積分器であり、加速度計１
０の出力が入力される。２重積分器１１は前記加
速度を２重積分して船体の上下動（ヒービング
Ｈ）を検出する。１２はマイクロプロセツサであ
り、２重積分器１１からの上下動信号を入力し、
その振幅、分散等のレベルより上下動、すなわち
海象状態を算出する。１３は天候調整回路であ
り、例えば１次遅れ回路（Ｋ／（TS＋１））を内
蔵している。天候調整回路１３には、設定方位と
ジヤイロコンパスによる方位との偏差信号φeが
比較器１により入力されるが、その１次遅れ回路
のゲイン(K)及び時定数（Ｔ）がマイクロプロセツ
サ１２の出力により適宜制御される。天候調整回
路１３の出力は、舵機アンプ２を介して舵機３を
制御する。なお、この舵機アンプ２は例えばPID
制御等のオートパイロツトにおける制御部であ
る。

次に、上記構成からなる実施例の作用を説明す
る。

PID制御の自動操舵において、海象が荒れてく
れば船体の安定度が減少し、方位の偏差信号も大
きくなり、舵ききの悪いような現象が起きる。こ
のとき、大きな方位偏差と旋回角速度のために、
大きな舵角及び舵回数が生じてくる。しかし、海
象が悪いために船は真すぐ進まない。

この実施例では、舵機アンプ２には方位の偏差
信号φeが天候調整回路１３を介して与えられ、
この回路１３には１次遅れ回路が含まれているの
で、荒れた時にも一次遅れによつて見かけ上小さ
い旋回角度が入力される。しかし、これだけでは
設定コースには納まらないので、天候調整回路１
３の比例ゲイン(K)を上げて発散を防ぐ。この時、
天候調整回路１３のゲイン(K)及び時定数（Ｔ）
は、マイクロプロセツサ１２の出力、すなわち海
象状態に応じて適宜制御される。

第２図は本発明の他の実施例に係る装置のブロ
ツク図であり、第１図との相違は、鉛直方向の加
速度計１０だけでなく、横方向の加速度計２０及
び鉛直ジヤイロ２１を組み入れた点にある。加速
度計２０は鉛直ジヤイロの水平台に横方向に取り
付られ、その出力は積分器２２を介してマイクロ
プロセツサ１２に入力される。加速度計２０の出
力は積分器２２で１回積分されるので、マイクロ
プロセツサ１２には船体の横方向動き（スウエ
イ）の速度Ｓ〓が与えられる。鉛直ジヤイロ２１
は、ロール信号Ｒをマイクロプロセツサ１２に入
力する。これらのＨ、Ｓ〓、Ｒの信号に基づいて船
体４の動揺がマイクロプロセツサ１２で算出され
る。マイクロプロセツサ１２の出力は、第１図の
場合と同様に第１図の符号１４で示される装置に
入力する。この実施例では、信号Ｈの他にＳ〓及び
Ｒに基づいて船体の動揺を算出するので、より高
精度な演算が可能になつている。

なお、上述の実施例（第１図及び第２図）で
は、加速度計１０の出力を２重積分してヒービン
グＨを求めた例を示したが、１回の積分で得た信
号Ｈ〓を求めてそれを利用してもよい。また、第２
図の実施例では加速度計２０の出力を１回積分し
て求めた信号Ｓ〓を利用する例を示したが、２重積
分してスウエイＳを求めるようにしてもよい。

更に、第２図に示す実施例では、加速度計１
０，２０及び鉛直ジヤイロ２１の組合せ図の場合
について示したが、加速度計１０及び２０、或い
は加速度計１０及び鉛直ジヤイロ２１の組合せで
あつてもよい。その場合、鉛直ジヤイロ２１から
は、ロール信号だけでなく、ピツチング又はヨー
（YAW）イング及びこれら２つについての信号
を得るようにしてもよい。

また、天候調整回路１３は、１次遅れ回路だけ
でなく、次数の高いもの又は非線形なものでも良
い。演算回路としてのマイクロプロセツサ１２
は、ハード構成の回路に置き換えてもよいことは
勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明に係る舵の自
動天候調整装置は、方位の偏差の外に、ヒービン
グ検出装置により船体の上下動、すなわち海象状
態をも把握して舵機を制御するようにしたので、
海象に応じた適切な制御ができ、更に、オートパ
イロツトの調整不備によつて方位の偏差が大きく
なつてもその事自体で海象状態の判断を誤ること
がなく、荒天（海象の荒れ）を確実に判断でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る舵の自動天候
調整装置のブロツク図、第２図は本発明の他の実
施例に係る舵の自動天候調整装置のブロツク図、
第３図は従来の自動天候調整回路のブロツク図で
ある。１……比較器、２……舵機アンプ、３……舵
機、１１……２重積分器、１２……マイクロプロ
セツサ、１３……天候調整回路。

Claims

【特許請求の範囲】１船体に設置された鉛直ジヤイロの水平台に設
置した加速度計からの鉛直方向の加速度信号を積
分又は２重積分して船体のヒービング状態を検出
するヒービング検出装置と、該ヒービング検出装置の出力に基づいて船体の
動揺を算出する演算回路と、該演算回路の出力に基づいて演算定数が制御さ
れ、該被制御演算定数により、入力される設定方
位と船体方位との偏差信号について天候調整用演
算を行ない、該演算結果信号を出力する天候調整
回路とを備え、該天候調整回路の出力に基づいて舵機を制御す
ることを特徴とする舵の自動天候調整装置。