JPH0452159Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0452159Y2 JPH0452159Y2 JP19614287U JP19614287U JPH0452159Y2 JP H0452159 Y2 JPH0452159 Y2 JP H0452159Y2 JP 19614287 U JP19614287 U JP 19614287U JP 19614287 U JP19614287 U JP 19614287U JP H0452159 Y2 JPH0452159 Y2 JP H0452159Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- angle
- angular velocity
- angle information
- turning angular
- 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
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本考案は、ジヤイロコンパスシステムからの角
度情報を用いて船舶の針路方向を針路演算部で演
算して最適な操舵信号を得る舶用オートパイロツ
トに係り、特に、自動操舵時に使用する方位信号
と回頭角速度信号の精度の改善を図つた舶用オー
トパイロツトに関する。
度情報を用いて船舶の針路方向を針路演算部で演
算して最適な操舵信号を得る舶用オートパイロツ
トに係り、特に、自動操舵時に使用する方位信号
と回頭角速度信号の精度の改善を図つた舶用オー
トパイロツトに関する。
〈従来の技術〉
以下、従来の技術を図面を用いて説明する。
第２図は従来の舶用オートパイロツトの概要を
示すブロツク系統図である。
示すブロツク系統図である。
第２図において、AOは、ジヤイロ本体Jaと、
電圧角度変換部JBと、角度情報演算部JCとから成
るジヤイロコンパスシステムである。このジヤイ
ロコンパスシステムAOについては、特開昭62−
63810号等により公知なので説明は簡単とする。
電圧角度変換部JBと、角度情報演算部JCとから成
るジヤイロコンパスシステムである。このジヤイ
ロコンパスシステムAOについては、特開昭62−
63810号等により公知なので説明は簡単とする。
ここで、ジヤイロ本体JAは、２軸周りに傾斜可
能なジンバルリングｇに支持された液槽１の中に
導電性の支持液２によりジヤイロ効果により常に
北に向いて静止している転輪球３がその水平軸周
りに自由に傾斜できる他、垂直（方位）軸周りに
自由に回動できるように摩擦無く支持されてい
る。液槽１と転輪球３の相互関係、即ち、液槽１
と転輪球３との間に垂直（方位）軸周りの角度的
なずれがあると、その位相が角度ずれの大きさを
表わす電圧信号Xiとして出力する。この電圧信
号Xiは、電圧角度変換部JB、角度情報演算部JCを
介して角度ずれがゼロになる方向に液槽３を減速
比の異なる歯車の組合わせから成る歯車機構４ａ
及びこの歯車機構４ａを駆動して追従動作させる
モータ４ｂ等を有する液層駆動部を駆動させる。
能なジンバルリングｇに支持された液槽１の中に
導電性の支持液２によりジヤイロ効果により常に
北に向いて静止している転輪球３がその水平軸周
りに自由に傾斜できる他、垂直（方位）軸周りに
自由に回動できるように摩擦無く支持されてい
る。液槽１と転輪球３の相互関係、即ち、液槽１
と転輪球３との間に垂直（方位）軸周りの角度的
なずれがあると、その位相が角度ずれの大きさを
表わす電圧信号Xiとして出力する。この電圧信
号Xiは、電圧角度変換部JB、角度情報演算部JCを
介して角度ずれがゼロになる方向に液槽３を減速
比の異なる歯車の組合わせから成る歯車機構４ａ
及びこの歯車機構４ａを駆動して追従動作させる
モータ４ｂ等を有する液層駆動部を駆動させる。
電圧角度変換部JBは、例えば、電圧信号Xiを
同期整流回路５を介して入力し、この入力した信
号を一次送れ要素を構成する入力電圧の一次遅れ
の電圧を発生するオペアンプ、抵抗、コンデンサ
等から成る一次遅れ回路６を介しアナログデジタ
ル変換要素としての電圧制御発信器（以下
「VCO」と略称する）７に導き、VCO７で一次
遅れ回路６からの出力電圧に比例した周波数のパ
ルスを得、このVCO７の出力パルスを角度変換
して角度信号（デジタル値）Ψdを出力するいわ
ゆるアツプ・アンド・ダウン・カウンタから成る
計数器８で一次遅れ回路６の出力電圧の極性に応
じて加算又は減算して計数出力する構成となつて
いる。
同期整流回路５を介して入力し、この入力した信
号を一次送れ要素を構成する入力電圧の一次遅れ
の電圧を発生するオペアンプ、抵抗、コンデンサ
等から成る一次遅れ回路６を介しアナログデジタ
ル変換要素としての電圧制御発信器（以下
「VCO」と略称する）７に導き、VCO７で一次
遅れ回路６からの出力電圧に比例した周波数のパ
ルスを得、このVCO７の出力パルスを角度変換
して角度信号（デジタル値）Ψdを出力するいわ
ゆるアツプ・アンド・ダウン・カウンタから成る
計数器８で一次遅れ回路６の出力電圧の極性に応
じて加算又は減算して計数出力する構成となつて
いる。
角度情報演算部JCは、角度信号Ψdを入力して、
転輪球３に液槽１を追従動作させる為のシンクロ
受信器４と外部に設けられた以下に詳述する針路
演算部とに出力可能なように、角度の正弦
（sin）、余弦（cos）又はこれに類似するアナログ
電圧等の信号から成る角度情報（例えば、360×
［シンクロ端子信号間の移相差による角度の読み
取り信号］や、180×ステツパ信号等から成るジ
ヤイロ方位信号）Ψaを演算する。このために、
角度情報演算部JCは、所定の角度情報が記憶され
て入力される角度信号Ψdに応じて角度のsin，
cos（デジタル値）を出力するリードオンリメモリ
（以下「ROM」と略称する）９と、ROM９から
の角度のsin，cosを夫々アナロク変換するデジタ
ルアナログ変換回路（以下「DAC」と略称する）
１０と、DAC１０からのアナログ信号のsin，
cosを夫々電力増幅し方位信号Φを出力する増幅
器１１とから構成される。
転輪球３に液槽１を追従動作させる為のシンクロ
受信器４と外部に設けられた以下に詳述する針路
演算部とに出力可能なように、角度の正弦
（sin）、余弦（cos）又はこれに類似するアナログ
電圧等の信号から成る角度情報（例えば、360×
［シンクロ端子信号間の移相差による角度の読み
取り信号］や、180×ステツパ信号等から成るジ
ヤイロ方位信号）Ψaを演算する。このために、
角度情報演算部JCは、所定の角度情報が記憶され
て入力される角度信号Ψdに応じて角度のsin，
cos（デジタル値）を出力するリードオンリメモリ
（以下「ROM」と略称する）９と、ROM９から
の角度のsin，cosを夫々アナロク変換するデジタ
ルアナログ変換回路（以下「DAC」と略称する）
１０と、DAC１０からのアナログ信号のsin，
cosを夫々電力増幅し方位信号Φを出力する増幅
器１１とから構成される。
ところで、このジヤイロコンパスシステムAO
からの角度情報Ψaは、360×シンクロ信号、180
×ステツパ信号等の方位信号のみであるために、
回頭角速度信号は針路演算部PA内部で後述する
回頭角速度演算回路により得ている。針路演算部
PAは、ジヤイロコンパスシステムAOの外部に設
置され、ジヤイロコンパスシステムAOから角度
情報Ψaを入力して船舶の針路方向を演算して操
舵信号δを出力する。この針路演算部PAは、例
えば、フイルタ１２で角度情報Ψaをフイルタリ
ング（Ψa）して加減算部１３で設定角度情報ΨS
と加減算され、加減算値ΔΨaは比例演算回路１
４で比例演算して比例舵角δPを積分演算回路１５
で積分演算して積分舵角δiを夫々得、同時に、角
度情報Ψaは回頭角速度演算回路１６で微分演算
が行なわれて回頭角速度ｄ／dtΨaを得てフイルタ１ ７でフイルタリング（ｄ／dtΨa）し、加減算部１８ で設定回頭角速度情報ｄ／dtΨSと加減算し、加減算 値Δｄ／dtΨaを微分演算回路１９で演算して微分舵 角δDを得、この微分舵角δDは加算部２０で比例舵
角δPと加算されて舵角リミツト２１に導かれ、舵
角リミツト２１の出力と積分舵角δiとが加算部２
２で加算されて操舵信号δとなつて図示しない操
舵アクチユエータに出力される。尚、直接回頭角
速度を得るには、レートジヤイロ等特別な装置が
必要である。
からの角度情報Ψaは、360×シンクロ信号、180
×ステツパ信号等の方位信号のみであるために、
回頭角速度信号は針路演算部PA内部で後述する
回頭角速度演算回路により得ている。針路演算部
PAは、ジヤイロコンパスシステムAOの外部に設
置され、ジヤイロコンパスシステムAOから角度
情報Ψaを入力して船舶の針路方向を演算して操
舵信号δを出力する。この針路演算部PAは、例
えば、フイルタ１２で角度情報Ψaをフイルタリ
ング（Ψa）して加減算部１３で設定角度情報ΨS
と加減算され、加減算値ΔΨaは比例演算回路１
４で比例演算して比例舵角δPを積分演算回路１５
で積分演算して積分舵角δiを夫々得、同時に、角
度情報Ψaは回頭角速度演算回路１６で微分演算
が行なわれて回頭角速度ｄ／dtΨaを得てフイルタ１ ７でフイルタリング（ｄ／dtΨa）し、加減算部１８ で設定回頭角速度情報ｄ／dtΨSと加減算し、加減算 値Δｄ／dtΨaを微分演算回路１９で演算して微分舵 角δDを得、この微分舵角δDは加算部２０で比例舵
角δPと加算されて舵角リミツト２１に導かれ、舵
角リミツト２１の出力と積分舵角δiとが加算部２
２で加算されて操舵信号δとなつて図示しない操
舵アクチユエータに出力される。尚、直接回頭角
速度を得るには、レートジヤイロ等特別な装置が
必要である。
第３図は本考案における舶用オートパイロツト
を用いて船舶が0.1度／秒で旋回中の時の角度情
報Ψaの、「時間（秒）と方位（度）の関係」、「時
間（秒）と回頭角速度（度／秒）との関係」から
成る信号特性図を示す。特に、第３図Ａ，Ｂは真
の信号特性を表わし、第３図Ｃは第３図Ａに対応
した針路演算部PAへの読込み信号、第３図Ｄは
第３図Ｂに対応した針路演算部PAへの読込み信
号（サンプリング周期Δ＝0.5秒の場合）を夫々
表わす。
を用いて船舶が0.1度／秒で旋回中の時の角度情
報Ψaの、「時間（秒）と方位（度）の関係」、「時
間（秒）と回頭角速度（度／秒）との関係」から
成る信号特性図を示す。特に、第３図Ａ，Ｂは真
の信号特性を表わし、第３図Ｃは第３図Ａに対応
した針路演算部PAへの読込み信号、第３図Ｄは
第３図Ｂに対応した針路演算部PAへの読込み信
号（サンプリング周期Δ＝0.5秒の場合）を夫々
表わす。
〈考案が解決しようとする問題点〉
この様な従来の舶用オートパイロツトにおいて
は、角度情報Ψaとして分解能が1/6度しかとれな
いため、この情報のみを針路演算部PAに伝送し
て、針路演算部PA内の回頭角速度演算回路１６
でそのまま微分を行うと、操舵信号δの精度が著
しく悪化してしまい、操舵に悪影響（微分による
操舵がパルス上に発生）を及ぼす結果となる。
又、操舵アクチユエータ等には機械的ガタ、ドリ
フト、非線形性等も含まれるため、分解能が1/6
度しかとれない角度情報Ψaを微分して得る回頭
角速度では制御性に対して充分な精度を得るのが
難しい、という問題がある。
は、角度情報Ψaとして分解能が1/6度しかとれな
いため、この情報のみを針路演算部PAに伝送し
て、針路演算部PA内の回頭角速度演算回路１６
でそのまま微分を行うと、操舵信号δの精度が著
しく悪化してしまい、操舵に悪影響（微分による
操舵がパルス上に発生）を及ぼす結果となる。
又、操舵アクチユエータ等には機械的ガタ、ドリ
フト、非線形性等も含まれるため、分解能が1/6
度しかとれない角度情報Ψaを微分して得る回頭
角速度では制御性に対して充分な精度を得るのが
難しい、という問題がある。
本考案は、この従来の技術の問題点に鑑みてな
されたものであつて、高精度で回頭角速度を得、
この結果として良好な操舵を行う事が可能な舶用
オートパイロツトを提供することを目的とする。
されたものであつて、高精度で回頭角速度を得、
この結果として良好な操舵を行う事が可能な舶用
オートパイロツトを提供することを目的とする。
〈問題点を解決するための手段〉
上述の目的を達成するための本考案の舶用オー
トパイロツトは、転輪球と液槽の相互関係に基づ
く電圧信号を出力するジヤイロ本体、該電圧信号
を角度信号に変換する電圧角度変換部、前記角度
信号を前記転輪球に前記液槽を追従動作させる液
層駆動部及び外部へ出力可能な角度情報として演
算する角度情報演算部、を具備するジヤイロコン
パスシステムと、前記外部に設置され前記角度情
報を入力して船舶の針路方向を演算して操舵信号
を出力する針路演算部とを具備して成る舶用オー
トパイロツトにおいて、前記ジヤイロコンパスシ
ステム内に設けられ、前記電圧角度変換部からの
角度信号を入力して前記船舶の回頭角速度を演算
して出力する回頭角速度演算部と、前記角度情報
と前記回頭角速度とを入力して船舶の針路方向を
演算して操舵信号を出力する針路演算部と、を具
備して成る事を特徴とするものである。
トパイロツトは、転輪球と液槽の相互関係に基づ
く電圧信号を出力するジヤイロ本体、該電圧信号
を角度信号に変換する電圧角度変換部、前記角度
信号を前記転輪球に前記液槽を追従動作させる液
層駆動部及び外部へ出力可能な角度情報として演
算する角度情報演算部、を具備するジヤイロコン
パスシステムと、前記外部に設置され前記角度情
報を入力して船舶の針路方向を演算して操舵信号
を出力する針路演算部とを具備して成る舶用オー
トパイロツトにおいて、前記ジヤイロコンパスシ
ステム内に設けられ、前記電圧角度変換部からの
角度信号を入力して前記船舶の回頭角速度を演算
して出力する回頭角速度演算部と、前記角度情報
と前記回頭角速度とを入力して船舶の針路方向を
演算して操舵信号を出力する針路演算部と、を具
備して成る事を特徴とするものである。
〈実施例〉
以下本考案の実施例を図面に基づき詳細に説明
する。尚、以下の図面において、第２図と重複す
る部分は同一番号を付してその説明は省略する。
する。尚、以下の図面において、第２図と重複す
る部分は同一番号を付してその説明は省略する。
第１図は本考案の舶用オートパイロツトのブロ
ツク系統図である。
ツク系統図である。
第１図において、JDはジヤイロコンパスシステ
ムAA内に設けられ、電圧角度変換部JBからの方
位信号としての角度信号ΨD（例えば、0.00〜
359.99度／秒：分解能0.01度）を入力して船舶の
回頭角速度ｄ／dtΨDを微分演算して、例えば、ｄ／dt ΨD＝0.00〜9.99度／秒（分解能：0.01度／秒）を
出力する回頭角速度演算部である。この結果、ジ
ヤイロコンパスシステムAAとしては、0.00〜
359.99度／秒（分解能：0.01度）の角度信号ΨD
と、0.00〜9.99度／秒（分解能：0.01度／秒）の
回頭角速度ｄ／dtΨDを、例えば、0.2秒周期で伝送 出力する。PAAは伝送されてくる角度情報ΨDと回
頭角速度ｄ／dtΨDとを受信して、これ等のデータを 用いて船舶の針路方向を演算して操舵信号δdを
制御信号として出力する針路演算部である。
ムAA内に設けられ、電圧角度変換部JBからの方
位信号としての角度信号ΨD（例えば、0.00〜
359.99度／秒：分解能0.01度）を入力して船舶の
回頭角速度ｄ／dtΨDを微分演算して、例えば、ｄ／dt ΨD＝0.00〜9.99度／秒（分解能：0.01度／秒）を
出力する回頭角速度演算部である。この結果、ジ
ヤイロコンパスシステムAAとしては、0.00〜
359.99度／秒（分解能：0.01度）の角度信号ΨD
と、0.00〜9.99度／秒（分解能：0.01度／秒）の
回頭角速度ｄ／dtΨDを、例えば、0.2秒周期で伝送 出力する。PAAは伝送されてくる角度情報ΨDと回
頭角速度ｄ／dtΨDとを受信して、これ等のデータを 用いて船舶の針路方向を演算して操舵信号δdを
制御信号として出力する針路演算部である。
〈考案の効果〉
以上、実施例と共に具体的に本考案を説明した
ように、本考案の舶用オートパイロツトによれ
ば、従来分解能が1/6度しかとれない角度情報Ψa
を針路演算部に伝送して回頭角速度を演算して得
る事における問題が、本考案においては、ジヤイ
ロ本体における検出信号をジヤイロコンパスシス
テム内で直接角度情報（方位）・回頭角速度を演
算して針路演算部に伝送することが出来るので、
制御に充分な精度と周期を得ることができるとい
う効果がある。
ように、本考案の舶用オートパイロツトによれ
ば、従来分解能が1/6度しかとれない角度情報Ψa
を針路演算部に伝送して回頭角速度を演算して得
る事における問題が、本考案においては、ジヤイ
ロ本体における検出信号をジヤイロコンパスシス
テム内で直接角度情報（方位）・回頭角速度を演
算して針路演算部に伝送することが出来るので、
制御に充分な精度と周期を得ることができるとい
う効果がある。
第１図は本考案の舶用オートパイロツトのブロ
ツク系統図、第２図は従来の舶用オートパイロツ
トの概要を示すブロツク系統図、第３図は本考案
における舶用オートパイロツトを用いて船舶が
0.1度／秒で旋回中の時の角度情報Ψaの、「時間
（秒）と方位（度）の関係」、「時間（秒）と回頭
角速度（度／秒）との関係」から成る信号特性図
である。 AO，AA……ジヤイロコンパスシステム、JA…
…ジヤイロ本体、JB……電圧角度変換部、JC……
角度情報演算部、１……液槽、３……転輪球、４
……液層駆動部、PA，PAA……針路演算部。
ツク系統図、第２図は従来の舶用オートパイロツ
トの概要を示すブロツク系統図、第３図は本考案
における舶用オートパイロツトを用いて船舶が
0.1度／秒で旋回中の時の角度情報Ψaの、「時間
（秒）と方位（度）の関係」、「時間（秒）と回頭
角速度（度／秒）との関係」から成る信号特性図
である。 AO，AA……ジヤイロコンパスシステム、JA…
…ジヤイロ本体、JB……電圧角度変換部、JC……
角度情報演算部、１……液槽、３……転輪球、４
……液層駆動部、PA，PAA……針路演算部。
Claims (1)
- 転輪球と液槽の相互関係に基づく電圧信号を出
力するジヤイロ本体，該電圧信号を角度信号に変
換する電圧角度変換部，前記角度信号を前記転輪
球に前記液槽を追従動作させる液層駆動部及び外
部へ出力可能な角度情報として演算する角度情報
演算部，を具備するジヤイロコンパスシステム
と、前記外部に設置され前記角度情報を入力して
船舶の針路方向を演算して操舵信号を出力する針
路演算部とを具備して成る舶用オートパイロツト
において、前記ジヤイロコンパスシステム内に設
けられ，前記電圧角度変換部からの角度信号を入
力して前記船舶の回頭角速度を演算して出力する
回頭角速度演算部と、前記角度情報と前記回頭角
速度とを入力して船舶の針路方向を演算して操舵
信号を出力する針路演算部と、を具備して成る事
を特徴とする舶用オートパイロツト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19614287U JPH0452159Y2 (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19614287U JPH0452159Y2 (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0198799U JPH0198799U (ja) | 1989-07-03 |
| JPH0452159Y2 true JPH0452159Y2 (ja) | 1992-12-08 |
Family
ID=31486777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19614287U Expired JPH0452159Y2 (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0452159Y2 (ja) |
-
1987
- 1987-12-24 JP JP19614287U patent/JPH0452159Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0198799U (ja) | 1989-07-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1187280A (en) | Gyroscopic apparatus | |
| US4021714A (en) | Servo system employing a tracking digital angle encoder | |
| US4443952A (en) | Gyroscopic apparatus | |
| AU740051B2 (en) | System for the stabilization of an object mounted on a moving platform | |
| US5115570A (en) | Method for eliminating gyro errors | |
| US4207463A (en) | Rotation angle sensor | |
| JPH0452159Y2 (ja) | ||
| GB1318872A (en) | Stabilized platform | |
| RU9521U1 (ru) | Система самоориентирующаяся гирокурсокреноуказания | |
| US3365148A (en) | Phased guidance system | |
| JP4070879B2 (ja) | 電子磁気コンパス | |
| US2533217A (en) | Gyrovertical slaving system | |
| JP2770076B2 (ja) | レイトバイアス装置 | |
| JPS6373108A (ja) | ジヤイロコンパス | |
| JPH0329697Y2 (ja) | ||
| JPS6373109A (ja) | ジヤイロコンパス | |
| JPH0131568B2 (ja) | ||
| SU478186A1 (ru) | Устройство дл регистрации траектории движени наземного транспортного средства | |
| JPS593311A (ja) | ジヤイロコンパスの速度誤差修正装置 | |
| JPS5845510A (ja) | ロ−タリエンコ−ダ | |
| GB1480652A (en) | Heading reference system for an aircraft | |
| NL8203007A (nl) | Inrichting voor het bewaken van de richting van een boorgat. | |
| JPS62267615A (ja) | ジヤイロコンパス | |
| JPH04130599U (ja) | 舶用自動操舵装置 | |
| JPS62169013A (ja) | ジヤイロコンパス |