JPH0717470A - 艦船用スタビライザ装置 - Google Patents
艦船用スタビライザ装置Info
- Publication number
- JPH0717470A JPH0717470A JP5162721A JP16272193A JPH0717470A JP H0717470 A JPH0717470 A JP H0717470A JP 5162721 A JP5162721 A JP 5162721A JP 16272193 A JP16272193 A JP 16272193A JP H0717470 A JPH0717470 A JP H0717470A
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- JP
- Japan
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- speed
- sensor
- adder
- feedback signal
- load
- Prior art date
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- Pending
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- Gyroscopes (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 速度センサの速度の変換率の変化と速度セン
サのオフセット分が負荷を慣性空間に安定に保つことに
影響しないようにするための艦船用スタビライザ装置を
得る。 【構成】 位置フィードバック信号11から予測速度フ
ィードバック信号20を求める速度予測装置19を付
け、その予測速度と速度フィードバック信号12から速
度センサの速度の変換率を求める比較器21を用い、求
めた速度センサの速度の変換率に合わせて速度フィード
フォワード指令2のゲインを換えるゲイン変換器23を
備える。
サのオフセット分が負荷を慣性空間に安定に保つことに
影響しないようにするための艦船用スタビライザ装置を
得る。 【構成】 位置フィードバック信号11から予測速度フ
ィードバック信号20を求める速度予測装置19を付
け、その予測速度と速度フィードバック信号12から速
度センサの速度の変換率を求める比較器21を用い、求
めた速度センサの速度の変換率に合わせて速度フィード
フォワード指令2のゲインを換えるゲイン変換器23を
備える。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、艦船に搭載し、艦船
搭載ジャイロ装置の信号を用い負荷を慣性空間に安定に
保つためのスタビライザ装置に関するものである。
搭載ジャイロ装置の信号を用い負荷を慣性空間に安定に
保つためのスタビライザ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来の艦船搭載ジャイロ装置を
用いたスタビライザ装置の構成図である。図において、
1は艦船搭載ジャイロ装置、2は艦船搭載ジャイロ装置
1から出力される艦船の慣性空間に対する動揺の速度フ
ィードフォワード指令、3は艦船搭載ジャイロ装置1か
ら出力される艦船の慣性空間に対する動揺位置指令、4
は動揺位置指令3から位置フィードバック信号13を減
算処理する加算器、5は位置決め精度を決めるポジショ
ンゲイン器、6はポジションゲイン器5の出力と速度フ
ィードフォワード指令2と一定レベル信号16を加算し
ゲイン調整ボリューム14からの出力を減算処理する加
算器、7は加算器6の出力である駆動信号、8は器駆動
信号7を受けて駆動される駆動器、9は駆動器8により
駆動され慣性空間に安定に保たれる負荷、10は負荷9
の艦船に対する速度を測定する速度センサ、11は負荷
9の艦船に対する位置を測定する位置センサ、12は速
度センサ10の出力である速度フィードバック信号、1
3は位置センサ11の出力である位置フィードバック信
号、14は速度フィードバック信号12を受け任意の倍
率を与えることのできるゲイン調整ボリューム、15は
一定出力を調整し出力するレベル調整ボリューム、16
はレベル調整ボリューム16から出力される一定レベル
信号、17は速度センサ10の出力である速度フィード
バック信号12とその信号のゲインを調整するゲイン調
整ボリューム14及び加算器6から駆動信号7を作る速
度ループ、18は位置センサ11の出力である位置フィ
ードバック信号13と加算器4及びポジションゲイン器
5から速度ループ17の加算器6に信号を送る位置ルー
プである。
用いたスタビライザ装置の構成図である。図において、
1は艦船搭載ジャイロ装置、2は艦船搭載ジャイロ装置
1から出力される艦船の慣性空間に対する動揺の速度フ
ィードフォワード指令、3は艦船搭載ジャイロ装置1か
ら出力される艦船の慣性空間に対する動揺位置指令、4
は動揺位置指令3から位置フィードバック信号13を減
算処理する加算器、5は位置決め精度を決めるポジショ
ンゲイン器、6はポジションゲイン器5の出力と速度フ
ィードフォワード指令2と一定レベル信号16を加算し
ゲイン調整ボリューム14からの出力を減算処理する加
算器、7は加算器6の出力である駆動信号、8は器駆動
信号7を受けて駆動される駆動器、9は駆動器8により
駆動され慣性空間に安定に保たれる負荷、10は負荷9
の艦船に対する速度を測定する速度センサ、11は負荷
9の艦船に対する位置を測定する位置センサ、12は速
度センサ10の出力である速度フィードバック信号、1
3は位置センサ11の出力である位置フィードバック信
号、14は速度フィードバック信号12を受け任意の倍
率を与えることのできるゲイン調整ボリューム、15は
一定出力を調整し出力するレベル調整ボリューム、16
はレベル調整ボリューム16から出力される一定レベル
信号、17は速度センサ10の出力である速度フィード
バック信号12とその信号のゲインを調整するゲイン調
整ボリューム14及び加算器6から駆動信号7を作る速
度ループ、18は位置センサ11の出力である位置フィ
ードバック信号13と加算器4及びポジションゲイン器
5から速度ループ17の加算器6に信号を送る位置ルー
プである。
【0003】次に動作について説明する。従来の艦船用
スタビライザ装置は上記のように構成され、駆動信号7
を駆動器8に出力することにより慣性空間に対して、負
荷9を安定に保つ。この駆動信号7は、艦船搭載ジャイ
ロ装置1からの艦船の動揺による慣性空間からの艦船の
動揺位置と動揺速度に対して負荷が戻るべき艦船に対す
る位置と速度の信号として出力される速度フィードフォ
ワード指令2と動揺位置指令3をもとにしている。また
駆動信号7は、負荷を精度良く正確に制御するために、
負荷の艦船に対する速度と位置を速度センサ10と位置
センサ11により速度フィードバック信号12及び位置
フィードバック信号13として検出し、速度ループ17
と位置ループ18を組むことによりつくる。このとき速
度フィードバック信号12は、速度センサ10の負荷の
速度という物理量を制御用の信号に直すための変換率を
速度フィードフォワード指令2と合わせるため、可変ゲ
インを与えるゲイン調整ボリューム14を通す。加えて
速度センサ10は負荷速度が零のときにも信号を出すた
めに、スタビライザ装置としてはこれがオフセットとな
る。レベル調整ボリューム15はこのオフセット分を打
ち消す一定レベル信号16を出すように調整し、加算器
6で加算処理し、駆動信号7に加える。
スタビライザ装置は上記のように構成され、駆動信号7
を駆動器8に出力することにより慣性空間に対して、負
荷9を安定に保つ。この駆動信号7は、艦船搭載ジャイ
ロ装置1からの艦船の動揺による慣性空間からの艦船の
動揺位置と動揺速度に対して負荷が戻るべき艦船に対す
る位置と速度の信号として出力される速度フィードフォ
ワード指令2と動揺位置指令3をもとにしている。また
駆動信号7は、負荷を精度良く正確に制御するために、
負荷の艦船に対する速度と位置を速度センサ10と位置
センサ11により速度フィードバック信号12及び位置
フィードバック信号13として検出し、速度ループ17
と位置ループ18を組むことによりつくる。このとき速
度フィードバック信号12は、速度センサ10の負荷の
速度という物理量を制御用の信号に直すための変換率を
速度フィードフォワード指令2と合わせるため、可変ゲ
インを与えるゲイン調整ボリューム14を通す。加えて
速度センサ10は負荷速度が零のときにも信号を出すた
めに、スタビライザ装置としてはこれがオフセットとな
る。レベル調整ボリューム15はこのオフセット分を打
ち消す一定レベル信号16を出すように調整し、加算器
6で加算処理し、駆動信号7に加える。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の艦船用スタビラ
イザ装置は以上のように構成されているので、使用前に
速度センサ10の変換率の調整のために速度ループ17
内のゲイン調整ボリューム14により調整する必要が有
り、環境の変化によりこの変換率も変化するため、ゲイ
ン調整ボリューム14により調整する必要がある。また
速度センサ10は環境によりオフセット分も変化させる
ためにその都度調整ボリューム15の調整が必要とな
る。この速度センサの変換率の変動とオフセットは負荷
の慣性空間に対する安定度を悪化させる。
イザ装置は以上のように構成されているので、使用前に
速度センサ10の変換率の調整のために速度ループ17
内のゲイン調整ボリューム14により調整する必要が有
り、環境の変化によりこの変換率も変化するため、ゲイ
ン調整ボリューム14により調整する必要がある。また
速度センサ10は環境によりオフセット分も変化させる
ためにその都度調整ボリューム15の調整が必要とな
る。この速度センサの変換率の変動とオフセットは負荷
の慣性空間に対する安定度を悪化させる。
【0005】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、速度センサの変換率の変動を吸収
し、速度センサのオフセット分も吸収し、調整の手間を
省くことができる艦船用スタビライザ装置を得ることを
目的とする。
めになされたもので、速度センサの変換率の変動を吸収
し、速度センサのオフセット分も吸収し、調整の手間を
省くことができる艦船用スタビライザ装置を得ることを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる艦船用
スタビライザ装置は、速度センサの変換率の変動を位置
センサの位置フィードバック信号から負荷の速度を予測
し、速度フィードバック信号と比較し速度センサの速度
の変換率を求め、艦船搭載ジャイロ装置からの速度フィ
ードフォワード指令のゲインを速度センサの変換率に合
わせるように可変にしたものである。
スタビライザ装置は、速度センサの変換率の変動を位置
センサの位置フィードバック信号から負荷の速度を予測
し、速度フィードバック信号と比較し速度センサの速度
の変換率を求め、艦船搭載ジャイロ装置からの速度フィ
ードフォワード指令のゲインを速度センサの変換率に合
わせるように可変にしたものである。
【0007】また、速度センサのオフセット分の吸収の
ために、駆動器の駆動前に速度センサの直流分を記録
し、この記録分を打ち消すような信号を駆動信号に加え
るものである。
ために、駆動器の駆動前に速度センサの直流分を記録
し、この記録分を打ち消すような信号を駆動信号に加え
るものである。
【0008】
【作用】この発明における艦船用スタビライザ装置は、
使用環境の変化により速度センサの速度の変換率が変化
しても、その変化を位置センサの出力である位置フィー
ドバック信号から負荷の速度を予測し、速度フィードバ
ック信号との比較をすることで誤差を検出し、その誤差
を吸収するように艦船搭載ジャイロ装置からの速度フィ
ードフォワード指令のゲインを変化させることにより、
速度センサの変換率の変化を吸収する。
使用環境の変化により速度センサの速度の変換率が変化
しても、その変化を位置センサの出力である位置フィー
ドバック信号から負荷の速度を予測し、速度フィードバ
ック信号との比較をすることで誤差を検出し、その誤差
を吸収するように艦船搭載ジャイロ装置からの速度フィ
ードフォワード指令のゲインを変化させることにより、
速度センサの変換率の変化を吸収する。
【0009】また、駆動器の駆動前の速度センサは、当
然負荷は艦船に対し速度零であるから、速度フィードバ
ック信号も速度零のはずであるがそこに速度センサのオ
フセット分が現れる。このオフセット分を打ち消す信号
分を駆動器を駆動するときに駆動信号に加えることで、
スタビライザ装置としてのオフセットはなくなる。
然負荷は艦船に対し速度零であるから、速度フィードバ
ック信号も速度零のはずであるがそこに速度センサのオ
フセット分が現れる。このオフセット分を打ち消す信号
分を駆動器を駆動するときに駆動信号に加えることで、
スタビライザ装置としてのオフセットはなくなる。
【0010】
実施例1.図1はこの発明の一実施例を示した構成図で
あり、1〜18は上記従来装置と全く同一のものであ
る。19は位置フィードバック信号13から負荷9の艦
船に対する速度を予測する速度予測装置、20は速度予
測装置19により予測された予測速度フィードバック信
号、21は予測速度フィードバック信号20と速度フィ
ードバック信号12を比較しその誤差を出力する比較
器、22は比較器21から出力される比較信号、23は
比較信号22に応じ速度フィードフォワード指令2のゲ
インを変化させるゲイン変換器、24は駆動器8を駆動
するまでは速度フィードバック信号12をフィルタ25
に送り駆動器8を駆動するときは速度フィードバック信
号12を加算器6に送り速度ループ17を構成する切り
替えスイッチ、25は速度フィードバック信号12から
直流分を検出するフィルタ、26はフィルタ25により
検出される速度フィードバック信号12の直流分を記録
する記録器、27はこの記録器26で記録された信号の
直流分出力である記録出力信号、28はゲイン変換器2
3を通った速度フィードフォワード指令2から記録出力
信号27を減算処理する加算器である。
あり、1〜18は上記従来装置と全く同一のものであ
る。19は位置フィードバック信号13から負荷9の艦
船に対する速度を予測する速度予測装置、20は速度予
測装置19により予測された予測速度フィードバック信
号、21は予測速度フィードバック信号20と速度フィ
ードバック信号12を比較しその誤差を出力する比較
器、22は比較器21から出力される比較信号、23は
比較信号22に応じ速度フィードフォワード指令2のゲ
インを変化させるゲイン変換器、24は駆動器8を駆動
するまでは速度フィードバック信号12をフィルタ25
に送り駆動器8を駆動するときは速度フィードバック信
号12を加算器6に送り速度ループ17を構成する切り
替えスイッチ、25は速度フィードバック信号12から
直流分を検出するフィルタ、26はフィルタ25により
検出される速度フィードバック信号12の直流分を記録
する記録器、27はこの記録器26で記録された信号の
直流分出力である記録出力信号、28はゲイン変換器2
3を通った速度フィードフォワード指令2から記録出力
信号27を減算処理する加算器である。
【0011】前記のように構成された艦船用スタビライ
ザ装置は切り替えスイッチ24で速度フィードバック信
号12を加算器6に送るように切り替えている時、負荷
9の艦船に対する正確な速度を位置フィードバック信号
13から速度予測装置19により予測速度フィードバッ
ク信号20として得られるため、この予測速度フィード
バック信号20と速度センサ10の速度フィードバック
信号12を比較器21で比較することで速度センサ10
の速度の変換率を求めることができる。比較器21はは
求めた速度センサ10の変換率に対して、あらかじめ想
定していた変換率とのずれに応じた比例信号である比較
信号22を出す。この比較信号22を受けゲイン変換器
23は速度フィードフォワード指令2のゲインをあらか
じめ想定していたゲインから換える。このとき速度セン
サの速度の変換率があらかじめ想定していたものであれ
ばゲイン変換器23のゲインも1倍となり、速度センサ
10の速度の変換率が1.1倍であればゲイン変換器の
変換率も1.1倍になるように比較信号22が出力す
る。また、駆動器に駆動信号7を送るまで切り替えスイ
ッチ24により速度フィードバック信号12はフィルタ
25に送られる。フィルタ25は速度フィードバック信
号12の直流分を取るように構成されるため、その出力
は負荷9が艦船に対して速度零の時のオフセット分にな
る。このオフセット分は記録器26に入り、切り替えス
イッチ24が速度フィードバック信号12を加算器6に
切り替えられる直前のデータが記録される。記録器26
は、記録した速度フィードバック信号12のオフセット
分を加算器28に記録出力信号27として出力する。加
算器28はこの記録出力信号27を速度フィードフォワ
ード指令2から引くことで、速度フィードバック信号1
2のオフセット分に見合うだけの信号分を速度フィード
フォワード指令2から差し引くことになる。このために
艦船用スタビライザ装置は速度センサ12分のオフセッ
トを相殺させることになる。
ザ装置は切り替えスイッチ24で速度フィードバック信
号12を加算器6に送るように切り替えている時、負荷
9の艦船に対する正確な速度を位置フィードバック信号
13から速度予測装置19により予測速度フィードバッ
ク信号20として得られるため、この予測速度フィード
バック信号20と速度センサ10の速度フィードバック
信号12を比較器21で比較することで速度センサ10
の速度の変換率を求めることができる。比較器21はは
求めた速度センサ10の変換率に対して、あらかじめ想
定していた変換率とのずれに応じた比例信号である比較
信号22を出す。この比較信号22を受けゲイン変換器
23は速度フィードフォワード指令2のゲインをあらか
じめ想定していたゲインから換える。このとき速度セン
サの速度の変換率があらかじめ想定していたものであれ
ばゲイン変換器23のゲインも1倍となり、速度センサ
10の速度の変換率が1.1倍であればゲイン変換器の
変換率も1.1倍になるように比較信号22が出力す
る。また、駆動器に駆動信号7を送るまで切り替えスイ
ッチ24により速度フィードバック信号12はフィルタ
25に送られる。フィルタ25は速度フィードバック信
号12の直流分を取るように構成されるため、その出力
は負荷9が艦船に対して速度零の時のオフセット分にな
る。このオフセット分は記録器26に入り、切り替えス
イッチ24が速度フィードバック信号12を加算器6に
切り替えられる直前のデータが記録される。記録器26
は、記録した速度フィードバック信号12のオフセット
分を加算器28に記録出力信号27として出力する。加
算器28はこの記録出力信号27を速度フィードフォワ
ード指令2から引くことで、速度フィードバック信号1
2のオフセット分に見合うだけの信号分を速度フィード
フォワード指令2から差し引くことになる。このために
艦船用スタビライザ装置は速度センサ12分のオフセッ
トを相殺させることになる。
【0012】ところで上記説明では、この発明を艦船用
スタビライザ装置に利用する場合について述べたが、そ
の他の移動機である航空機や自動車にジャイロ装置を搭
載した場合も利用できることはいうまでもない。
スタビライザ装置に利用する場合について述べたが、そ
の他の移動機である航空機や自動車にジャイロ装置を搭
載した場合も利用できることはいうまでもない。
【0013】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れるので、以下に記載されるような効果を奏する。
れるので、以下に記載されるような効果を奏する。
【0014】速度フィードフォワード指令のゲインを位
置フィードバック信号から速度センサの速度の変換率に
合わせて変化させることにより、調整の手間をはぶき、
速度センサの変換率の変化が負荷を慣性空間に安定に保
つ精度を悪化させることを抑制することができる。
置フィードバック信号から速度センサの速度の変換率に
合わせて変化させることにより、調整の手間をはぶき、
速度センサの変換率の変化が負荷を慣性空間に安定に保
つ精度を悪化させることを抑制することができる。
【0015】また、速度センサが速度の変換に対してオ
フセット分を含んでいる場合でも、記録器によりそのオ
フセット分を記録し、速度フィードフォワード指令分に
加えるので調整の手間をはぶき、駆動信号にはオフセッ
ト分の影響がでなくなり、負荷を慣性空間に安定に保つ
ことができる。
フセット分を含んでいる場合でも、記録器によりそのオ
フセット分を記録し、速度フィードフォワード指令分に
加えるので調整の手間をはぶき、駆動信号にはオフセッ
ト分の影響がでなくなり、負荷を慣性空間に安定に保つ
ことができる。
【図1】この発明の実施例1を示す構成図である。
【図2】従来の艦船用スタビライザ装置を示す構成図で
ある。
ある。
1 艦船搭載ジャイロ装置 2 速度フィードフォワード指令 3 動揺位置指令 4 加算器 5 ポジションゲイン器 6 加算器 7 駆動信号 8 駆動器 9 負荷 10 速度センサ 11 位置センサ 12 速度フィードバック信号 13 位置フィードバック信号 14 ゲイン調整ボリューム 15 レベル調整ボリューム 16 一定レベル信号 17 速度ループ 18 位置ループ 19 速度予測装置 20 予測速度フィードバック 21 比較器 22 比較信号 23 ゲイン変換器 24 切り替えスイッチ 25 フィルタ 26 記録器 27 記録出力信号 28 加算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05D 1/08 Z 9323−3H 3/12 305 P 9179−3H V 9179−3H 306 G 9179−3H 13/62 E 9132−3H C 9132−3H D 9132−3H
Claims (2)
- 【請求項1】 負荷を駆動する駆動器、負荷の艦船に対
する速度を検出する速度センサ、指令から速度センサか
らの速度フィードバック信号を減算処理し駆動器を駆動
する駆動信号を作る加算器、速度センサと加算器と駆動
器より構成される速度ループ、負荷の艦船に対する位置
を検出する位置センサ、指令から位置センサからの位置
フィードバック信号を減算処理し出力する加算器、その
加算器からの出力を増幅するポジションゲイン器、位置
センサと加算器とポジションゲイン器とポジションゲイ
ン器の出力を速度ループの指令にするよう構成される位
置ループ、負荷を慣性空間に対し安定に保つように速度
ループと位置ループのそれぞれの指令として速度フィー
ドフォワード指令と動揺位置指令を出力する艦船搭載ジ
ャイロ装置、位置センサの位置フィードバック信号より
負荷の速度を予測する速度予測装置、その速度予測装置
からの予測速度フィードバックと速度センサからの速度
フィードバック信号を比較する比較器、その比較器から
の比較信号により速度フィードフォワード指令を速度セ
ンサの変換率に合わせるゲイン変換器を備えたことを特
徴とする艦船用スタビライザ装置。 - 【請求項2】 負荷を駆動する駆動器、負荷の艦船に対
する速度を検出する速度センサ、指令から速度センサか
らの速度フィードバック信号を減算処理し駆動する駆動
信号を作る加算器、速度センサと加算器と駆動器より構
成される速度ループ、負荷の艦船に対する位置を検出す
る位置センサ、指令から位置センサからの位置フィード
バック信号を減算処理し出力する加算器、その加算器か
らの出力を増幅するポジションゲイン器、位置センサと
加算器とポジションゲイン器とポジションゲイン器の出
力を速度ループの指令にするよう構成される位置ルー
プ、負荷を慣性空間に対し安定に保つように速度ループ
と位置ループのそれぞれの指令として速度フィードフォ
ワード指令と動揺位置指令を出力する艦船搭載ジャイロ
装置、駆動器を駆動する直前の速度フィードバック信号
を記録する記録器、駆動器を駆動中に記録器に記録して
ある速度センサ出力の直前の直流分を速度フィードフォ
ワード指令に加える加算器を備えた艦船用スタビライザ
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5162721A JPH0717470A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 艦船用スタビライザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5162721A JPH0717470A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 艦船用スタビライザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0717470A true JPH0717470A (ja) | 1995-01-20 |
Family
ID=15760020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5162721A Pending JPH0717470A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 艦船用スタビライザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0717470A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08321984A (ja) * | 1995-03-22 | 1996-12-03 | Sony Corp | 自動追尾撮像装置 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP5162721A patent/JPH0717470A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08321984A (ja) * | 1995-03-22 | 1996-12-03 | Sony Corp | 自動追尾撮像装置 |
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