JPH06340289A - 船体姿勢制御ゲインスケジューリング装置 - Google Patents
船体姿勢制御ゲインスケジューリング装置Info
- Publication number
- JPH06340289A JPH06340289A JP5152808A JP15280893A JPH06340289A JP H06340289 A JPH06340289 A JP H06340289A JP 5152808 A JP5152808 A JP 5152808A JP 15280893 A JP15280893 A JP 15280893A JP H06340289 A JPH06340289 A JP H06340289A
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- JP
- Japan
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- hull
- feedback gain
- wave
- attitude control
- ship
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、船体の姿勢を制御するための装置
に関し、特に水中フィン等による船体姿勢制御装置へ波
浪状況に対応するフィードバックゲインを自動的に選択
して出力できるようにしたものである。 【構成】 波高計１，上下加速度センサ２，船速計３お
よび波向設定装置４から各出力信号を受けるフィードバ
ックゲイン選択装置５が設けられ、同選択装置５により
上記信号に基づく波浪状況に対応したフィードバックゲ
インが、フィードバックゲインデータファイル群７から
自動的に選択されて、制御ゲイン設定装置６を介し船体
姿勢制御装置８へ送られるようになっている。
に関し、特に水中フィン等による船体姿勢制御装置へ波
浪状況に対応するフィードバックゲインを自動的に選択
して出力できるようにしたものである。 【構成】 波高計１，上下加速度センサ２，船速計３お
よび波向設定装置４から各出力信号を受けるフィードバ
ックゲイン選択装置５が設けられ、同選択装置５により
上記信号に基づく波浪状況に対応したフィードバックゲ
インが、フィードバックゲインデータファイル群７から
自動的に選択されて、制御ゲイン設定装置６を介し船体
姿勢制御装置８へ送られるようになっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、船体の姿勢を制御する
ための装置に関し、特に水中フィン等による船体姿勢制
御装置へフィードバックゲインを選択して出力するため
の船体姿勢制御ゲインスケジューリング装置に関する。
ための装置に関し、特に水中フィン等による船体姿勢制
御装置へフィードバックゲインを選択して出力するため
の船体姿勢制御ゲインスケジューリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来は航海士が波浪の状態を観測し、そ
の観測結果に基づき船体姿勢制御装置の運転モードを決
めて、必要に応じ手動によりその切り換え操作を行なう
ようにして船体の姿勢を制御していた。
の観測結果に基づき船体姿勢制御装置の運転モードを決
めて、必要に応じ手動によりその切り換え操作を行なう
ようにして船体の姿勢を制御していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述のように従来は船
体の姿勢を制御するための運転モードの切り換えを航海
士が自己の感覚で波浪状態を判断して行なっていたが、
このような手段では人間の判断ミスを生じやすく、また
把握しにくい波浪状況や短い周期で変化する波浪状況に
おいては有効な制御が実行できない。本発明は、船体の
姿勢制御にフィードバック制御を適用し、フィードバッ
クゲインを波高計等のセンサから得られる情報に基づき
波浪データから選択することにより制御の自動化をはか
るようにした船体姿勢制御ゲインスケジューリング装置
を提供することを目的とする。
体の姿勢を制御するための運転モードの切り換えを航海
士が自己の感覚で波浪状態を判断して行なっていたが、
このような手段では人間の判断ミスを生じやすく、また
把握しにくい波浪状況や短い周期で変化する波浪状況に
おいては有効な制御が実行できない。本発明は、船体の
姿勢制御にフィードバック制御を適用し、フィードバッ
クゲインを波高計等のセンサから得られる情報に基づき
波浪データから選択することにより制御の自動化をはか
るようにした船体姿勢制御ゲインスケジューリング装置
を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め、本発明の船体姿勢制御ゲインスケジューリング装置
は、船舶に装備される船体姿勢制御のための情報手段と
して、波高計と、船体の上下加速度センサと、船速計
と、船体に対する波浪の方向を設定する波向設定装置と
をそなえ、これらの波高計，上下加速度センサ，船速計
および波向設定装置からの出力信号を受けて、船体姿勢
制御用フィードバックゲインデータファイル群から上記
出力信号に基づく全情報に対応したフィードバックゲイ
ンを選択するフィードバックゲイン選択装置と、同選択
装置で選択されたフィードバックゲインを船体姿勢制御
装置へ出力する制御ゲイン設定装置とが設けられたこと
を特徴としている。
め、本発明の船体姿勢制御ゲインスケジューリング装置
は、船舶に装備される船体姿勢制御のための情報手段と
して、波高計と、船体の上下加速度センサと、船速計
と、船体に対する波浪の方向を設定する波向設定装置と
をそなえ、これらの波高計，上下加速度センサ，船速計
および波向設定装置からの出力信号を受けて、船体姿勢
制御用フィードバックゲインデータファイル群から上記
出力信号に基づく全情報に対応したフィードバックゲイ
ンを選択するフィードバックゲイン選択装置と、同選択
装置で選択されたフィードバックゲインを船体姿勢制御
装置へ出力する制御ゲイン設定装置とが設けられたこと
を特徴としている。
【０００５】
【作用】上述の本発明の船体姿勢制御ゲインスケジュー
リング装置では、波高計，上下加速度センサ，船速計お
よび波向設定装置からの出力信号が、フィードバックゲ
イン選択装置に送られ、同装置ではその出力信号に対応
したフィードバックゲインが船体姿勢制御用フィードバ
ックゲイン群より選ばれる。このようにして選ばれたフ
ィードバックゲインは、制御ゲイン設定装置によって、
船体姿勢制御装置へ出力される。
リング装置では、波高計，上下加速度センサ，船速計お
よび波向設定装置からの出力信号が、フィードバックゲ
イン選択装置に送られ、同装置ではその出力信号に対応
したフィードバックゲインが船体姿勢制御用フィードバ
ックゲイン群より選ばれる。このようにして選ばれたフ
ィードバックゲインは、制御ゲイン設定装置によって、
船体姿勢制御装置へ出力される。
【０００６】
【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
船体姿勢制御ゲインスケジューリング装置について説明
すると、図１はその制御系の概略構成を示すブロック線
図である。図１に示すように、この船体姿勢制御ゲイン
スケジューリング装置では、船舶に装備される船体姿勢
制御のための情報手段として波高計１，船体の上下加速
度センサ２，船速計３および波向設定装置４が設けられ
ている。なお波向設定装置における波向の設定は、手動
で行なってもよいが、風向計から自動的に入力されるよ
うにしてもよい。
船体姿勢制御ゲインスケジューリング装置について説明
すると、図１はその制御系の概略構成を示すブロック線
図である。図１に示すように、この船体姿勢制御ゲイン
スケジューリング装置では、船舶に装備される船体姿勢
制御のための情報手段として波高計１，船体の上下加速
度センサ２，船速計３および波向設定装置４が設けられ
ている。なお波向設定装置における波向の設定は、手動
で行なってもよいが、風向計から自動的に入力されるよ
うにしてもよい。
【０００７】また、上述の波高計，船体の上下加速度セ
ンサ，船速計および波向設定装置からの各出力信号を受
けるフィードバックゲイン選択装置５が設けられてお
り、同選択装置５では上記出力信号に基づく全情報に対
応したフィードバックゲインを船体姿勢制御用フィード
バックゲインデータファイル群７から選択する作用が行
なわれるようになっている。このようにして選択された
フィードバックゲインは、制御ゲイン設定装置６を介
し、船体姿勢制御装置８へ送られる。なお、船体姿勢制
御装置８が、空気圧浮上式高速船における空気圧調整の
ための可変ルーバ装置の場合は、そのルーバの開度制御
が上記フィードバックゲインにより行なわれ、また上記
装置８がフィンスタビライザの場合は、その水中フィン
の翼角制御がフィードバックゲインにより行なわれる。
ンサ，船速計および波向設定装置からの各出力信号を受
けるフィードバックゲイン選択装置５が設けられてお
り、同選択装置５では上記出力信号に基づく全情報に対
応したフィードバックゲインを船体姿勢制御用フィード
バックゲインデータファイル群７から選択する作用が行
なわれるようになっている。このようにして選択された
フィードバックゲインは、制御ゲイン設定装置６を介
し、船体姿勢制御装置８へ送られる。なお、船体姿勢制
御装置８が、空気圧浮上式高速船における空気圧調整の
ための可変ルーバ装置の場合は、そのルーバの開度制御
が上記フィードバックゲインにより行なわれ、また上記
装置８がフィンスタビライザの場合は、その水中フィン
の翼角制御がフィードバックゲインにより行なわれる。
【０００８】上述の船体姿勢制御ゲインスケジューリン
グ装置では、波高計１，上下加速度センサ２，波向設定
装置４から得られる情報に基づき有義波高，平均波周期
（出会い周波数）および波出会い角が得られる。また船
速計３から船速が得られる。このようにして得られた各
データとフィードバックゲイン選択装置５に用意されて
いる波浪データテーブルとが照合され、種々の波浪に対
し用意されたフィードバックゲイン、例えば波が船体に
対し横方向から来るような場合はローリングを押さえる
ように、また前や後ろから波が来るような場合はピッチ
ングを押さえるようなゲインが選択される。そして、同
装置５で選択されたフィードバックゲインは制御ゲイン
設定装置６を介し制御装置８へ出力されるのである。
グ装置では、波高計１，上下加速度センサ２，波向設定
装置４から得られる情報に基づき有義波高，平均波周期
（出会い周波数）および波出会い角が得られる。また船
速計３から船速が得られる。このようにして得られた各
データとフィードバックゲイン選択装置５に用意されて
いる波浪データテーブルとが照合され、種々の波浪に対
し用意されたフィードバックゲイン、例えば波が船体に
対し横方向から来るような場合はローリングを押さえる
ように、また前や後ろから波が来るような場合はピッチ
ングを押さえるようなゲインが選択される。そして、同
装置５で選択されたフィードバックゲインは制御ゲイン
設定装置６を介し制御装置８へ出力されるのである。
【０００９】次に上述の船体姿勢制御ゲインスケジュー
リング装置の作用についてさらに具体的に説明すると、
図２はその制御を系統的に示すブロック線図である。図
２に示すように、本装置では船体姿勢制御にフィードバ
ック制御が適用されている。フィードバック制御とは検
出された情報（ここでは船体の動揺）にフィードバック
ゲインと呼ばれる係数を掛けて制御装置の操作量を決定
するものである。例えば、空気圧浮上式の高速船では、
上下揺れの情報ｄｚ／ｄｔ，ｚ，縦揺れの情報ｄθ／ｄ
ｔ，θ，横揺れの情報ｄφ／ｄｔ，φおよびエアクッシ
ョン室の空気圧力（変動率）μを検出し、これらの情報
にフィードバックゲインＦを掛けることにより、空気圧
を調整するルーバ装置の操作量ｕ1〜ｕ4および姿勢制御
用水中フィンの操作量ｕ5〜ｕ8が決定される。つまり、
次の［数１］式のような演算が行なわれる。
リング装置の作用についてさらに具体的に説明すると、
図２はその制御を系統的に示すブロック線図である。図
２に示すように、本装置では船体姿勢制御にフィードバ
ック制御が適用されている。フィードバック制御とは検
出された情報（ここでは船体の動揺）にフィードバック
ゲインと呼ばれる係数を掛けて制御装置の操作量を決定
するものである。例えば、空気圧浮上式の高速船では、
上下揺れの情報ｄｚ／ｄｔ，ｚ，縦揺れの情報ｄθ／ｄ
ｔ，θ，横揺れの情報ｄφ／ｄｔ，φおよびエアクッシ
ョン室の空気圧力（変動率）μを検出し、これらの情報
にフィードバックゲインＦを掛けることにより、空気圧
を調整するルーバ装置の操作量ｕ1〜ｕ4および姿勢制御
用水中フィンの操作量ｕ5〜ｕ8が決定される。つまり、
次の［数１］式のような演算が行なわれる。
【００１０】
【数１】 これは一例であり、フィードバックゲインの形式は制御
方法によって異なる。ここで、このフィードバックゲイ
ンＦを、種々の運行状況下でどのようにして有効な値に
決定するかが問題となる。
方法によって異なる。ここで、このフィードバックゲイ
ンＦを、種々の運行状況下でどのようにして有効な値に
決定するかが問題となる。
【００１１】この問題を解決するために、本装置では次
の手法が用いられている。予め種々の運行状況下での有
効なフィードバックゲインをシミュレーションによって
求めておき、フィードバックゲインデータファイル群７
として用意しておく。航行中、波高計１，上下加速度セ
ンサ２から平均波周期，有義波高を計算し、船速計３か
ら船の速度および波向設定装置４から波出会い角を得
る。得られた４つの情報に対して、対応するフィードバ
ックゲインがフィードバックゲインデータファイル群７
から選択される。
の手法が用いられている。予め種々の運行状況下での有
効なフィードバックゲインをシミュレーションによって
求めておき、フィードバックゲインデータファイル群７
として用意しておく。航行中、波高計１，上下加速度セ
ンサ２から平均波周期，有義波高を計算し、船速計３か
ら船の速度および波向設定装置４から波出会い角を得
る。得られた４つの情報に対して、対応するフィードバ
ックゲインがフィードバックゲインデータファイル群７
から選択される。
【００１２】例えば、平均波周期が６〜７秒，有義波高
２〜2.5m，船速30〜35kt，波出会い角145〜135°のとき
は、フィードバックゲインデータファイル（Ａ）が選択
される。上述のように、本実施例の船体姿勢制御ゲイン
スケジューリング装置では、波高計１や上下加速度セン
サ２，船速計３，波向設定装置４から得られる全情報に
基づき、フィードバックゲインデータファイル群７から
フィードバックゲイン選択装置５により適切なフィード
バックゲインが自動的に選択されて、制御ゲイン設定装
置６を介し船体姿勢制御装置８に送られるので、従来の
ような人間の判断ミスを生じることがなく、波浪状況が
的確に把握されるようになって、船体姿勢の有効な制御
が行なわれるのである。
２〜2.5m，船速30〜35kt，波出会い角145〜135°のとき
は、フィードバックゲインデータファイル（Ａ）が選択
される。上述のように、本実施例の船体姿勢制御ゲイン
スケジューリング装置では、波高計１や上下加速度セン
サ２，船速計３，波向設定装置４から得られる全情報に
基づき、フィードバックゲインデータファイル群７から
フィードバックゲイン選択装置５により適切なフィード
バックゲインが自動的に選択されて、制御ゲイン設定装
置６を介し船体姿勢制御装置８に送られるので、従来の
ような人間の判断ミスを生じることがなく、波浪状況が
的確に把握されるようになって、船体姿勢の有効な制御
が行なわれるのである。
【００１３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の船体姿勢
制御ゲインスケジューリング装置によれば、次のような
効果が得られる。 (1) 波高計や上下加速度センサ，船速計，波向設定装置
から得られる全情報に基づき、フィードバックゲインデ
ータファイル群からフィードバックゲイン選択装置によ
り適切なフィードバックゲインが自動的に選択されて制
御ゲイン設定装置を介し船体姿勢制御装置に送られるよ
うになり、操作が全て自動化される。 (2) 上記(1)項により、従来のような人間の判断ミスを
生じることがなく、波浪状況が的確に把握されるように
なって、船体姿勢の有効な制御が行なわれるようにな
る。
制御ゲインスケジューリング装置によれば、次のような
効果が得られる。 (1) 波高計や上下加速度センサ，船速計，波向設定装置
から得られる全情報に基づき、フィードバックゲインデ
ータファイル群からフィードバックゲイン選択装置によ
り適切なフィードバックゲインが自動的に選択されて制
御ゲイン設定装置を介し船体姿勢制御装置に送られるよ
うになり、操作が全て自動化される。 (2) 上記(1)項により、従来のような人間の判断ミスを
生じることがなく、波浪状況が的確に把握されるように
なって、船体姿勢の有効な制御が行なわれるようにな
る。
【図１】本発明の一実施例としての船体姿勢制御ゲイン
スケジューリング装置における制御系の概略構成を示す
ブロック線図である。
スケジューリング装置における制御系の概略構成を示す
ブロック線図である。
【図２】上記装置における制御の具体例を系統的に示す
ブロック線図である。
ブロック線図である。
１ 波高計 ２ 上下加速度センサ ３ 船速計 ４ 波向設定装置 ５ フィードバックゲイン選択装置 ６ 制御ゲイン設定装置 ７ フィードバックデータファイル群 ８ 船体姿勢制御装置
Claims (1)
- 【請求項１】 船舶に装備される船体姿勢制御のための
情報手段として、波高計と、船体の上下加速度センサ
と、船速計と、船体に対する波浪の方向を設定する波向
設定装置とをそなえ、これらの波高計，上下加速度セン
サ，船速計および波向設定装置からの出力信号を受け
て、船体姿勢制御用フィードバックゲインデータファイ
ル群から上記出力信号に基づく全情報に対応したフィー
ドバックゲインを選択するフィードバックゲイン選択装
置と、同選択装置で選択されたフィードバックゲインを
船体姿勢制御装置へ出力する制御ゲイン設定装置とが設
けられたことを特徴とする、船体姿勢制御ゲインスケジ
ューリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5152808A JPH06340289A (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 船体姿勢制御ゲインスケジューリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5152808A JPH06340289A (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 船体姿勢制御ゲインスケジューリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06340289A true JPH06340289A (ja) | 1994-12-13 |
Family
ID=15548612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5152808A Withdrawn JPH06340289A (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | 船体姿勢制御ゲインスケジューリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06340289A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005306188A (ja) * | 2004-04-21 | 2005-11-04 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 到来波浪の波形予測法および波浪中の航走体の運転制御方法 |
| JP2010089550A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 電気推進船の系統安定化システム |
| JP2013139185A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 水中航走体及びその制御装置 |
-
1993
- 1993-05-31 JP JP5152808A patent/JPH06340289A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005306188A (ja) * | 2004-04-21 | 2005-11-04 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 到来波浪の波形予測法および波浪中の航走体の運転制御方法 |
| JP2010089550A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 電気推進船の系統安定化システム |
| JP2013139185A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 水中航走体及びその制御装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000801 |