JPH08113196A - ジヨイステイツク操船装置 - Google Patents

ジヨイステイツク操船装置

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JPH08113196A
JPH08113196A JP27582994A JP27582994A JPH08113196A JP H08113196 A JPH08113196 A JP H08113196A JP 27582994 A JP27582994 A JP 27582994A JP 27582994 A JP27582994 A JP 27582994A JP H08113196 A JPH08113196 A JP H08113196A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thrust
hull
actuator
calculating
operating
Prior art date
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Pending
Application number
JP27582994A
Other languages
English (en)
Inventor
Yojiro Wada
洋二郎 和田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP27582994A priority Critical patent/JPH08113196A/ja
Publication of JPH08113196A publication Critical patent/JPH08113196A/ja
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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外力が存在する場合でも、目標の方位を保ち
ながらジヨイステイツクレバーを倒した方向に船体が移
動する、したがって、操船性及び運航経済性に優れたジ
ヨイステイツク操船装置を図る。 【構成】 操作部1,データ入力部2,船体位置・速度
検出部3それぞれからの各信号に基づいて船体を操船す
るための推力を計算する必要推力演算部4と、上記推力
を各アクチユエータに配分計算する推力配分部5と、上
記各アクチユエータにそれぞれ配分計算された各推力を
出力するための操作量を計算するアクチユエータ操作量
演算部6と、上記各アクチユエータへの操作信号を出力
する信号出力部7とを具えたこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はジヨイステイツク操船装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、プロペラ,スラスタ,舵等複数
のアクチユエータを備えた船舶又は海洋構造物のジヨイ
ステイツク操船装置としては、ジヨイステイツクレバー
を倒した方向にのみ各アクチユエータが推力を発生する
ようになったものが知られている。
【0003】しかしながら、このような装置では、船体
に外力、例えば、潮流等が作用している場合には、上記
船体がジヨイステイツクレバーを倒した方向に移動する
とは限らず、したがって、操船が面倒になるとともに、
運航経済が低下する欠点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて提案されたもので、外力が存在する場合で
も、目標の方位を保ちながらジヨイステイツクレバーを
倒した方向に船体が移動する、したがって、操船性及び
運航経済性に優れたジヨイステイツク操船装置を提供す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明はジ
ヨイステイツクレバーを有する操作部により船体に装備
された複数のアクチユエータを操作するジヨイステイツ
ク操船装置において、上記操作部,データ入力部,船体
位置・速度検出部それぞれからの各信号に基づいて上記
船体を操船するための推力を計算する必要推力演算部
と、上記推力を上記各アクチユエータに配分計算する推
力配分部と、上記各アクチユエータにそれぞれ配分計算
された各推力を出力するための操作量を計算するアクチ
ユエータ操作量演算部と、上記各アクチユエータへの操
作信号を出力する信号出力部とを具え、目標の方位を保
ちながら、ジヨイステイツクレバーを倒した方向への上
記船体の移動を可能とすることを特徴とする。
【0006】
【作用】このような構成によれば、ジヨイステイツクレ
バーを有する操作部により船体に装備された複数のアク
チユエータを操作するジヨイステイツク操船装置におい
て、上記操作部,データ入力部,船体位置・速度検出部
それぞれからの各信号に基づいて上記船体を操船するた
めの推力を計算する必要推力演算部と、上記推力を上記
各アクチユエータに配分計算する推力配分部と、上記各
アクチユエータにそれぞれ配分計算された各推力を出力
するための操作量を計算するアクチユエータ操作量演算
部と、上記各アクチユエータへの操作信号を出力する信
号出力部とを具え、目標の方位を保ちながら、ジヨイス
テイツクレバーを倒した方向への上記船体の移動を可能
とするので、船体の現在の動きと目標に対する偏差の大
小に応じて、各アクチユエータの発生する推力を制御す
ることにより、目標の方位を保ちながら、ジヨイステイ
ツクレバーを倒した方向への船体の移動が可能となる。
【0007】
【実施例】本発明の一実施例を図面について説明する
と、まず、図1制御ブロツク線図において、1はジヨイ
ステイツクレバーにより船の目標方向θの信号を出力す
る操作部、2は比例定数CXi,CYi,CMi,船の移動角
度γ,船の方位の目標ψ0 を出力することができるデー
タ入力部である。3は船内に装備され船の現在位置
(X,Y),船の方位ψ,船の前後方向速度u,船の左
右方向速度v,船の移動角度γをそれぞれ検出するセン
サを有する船体位置・速度検出部である。4は操作部
1,データ入力部2,船体位置・速度検出部3それぞれ
からの信号に基づき、X方向の目標に対する偏差ΔX,
Y方向の目標に対する偏差ΔY,船の前後方向速度uに
よる成分Δu,船の左右方向速度vによる成分Δvを求
め、さらにこれらにより必要推力FX ,FY ,FM の計
算を行う必要推力演算部である。
【0008】5は必要推力演算部4の出力に基づき、各
アクチユエータに配分する推力の計算を行う推力配分部
である。6は推力配分部5の出力に基づき、アクチユエ
ータの操作量、例えば舵の舵角,スラスタの翼角等の操
作量の計算を行うアクチユエータ操作量演算部である。
7はアクチユエータ操作量演算部6の出力に基づき、各
アクチユエータへの操作信号を出力する信号出力部であ
る。8は信号出力部7からのサンプリング時間Δtごと
の出力に基づき、時々刻々の船体の挙動に対応して操作
され、上記船体が所定の動きをするように制御する複数
のアクチユエータである。9はアクチユエータ8により
制御される船体の動き、10は操作部1〜船体の動き9
が協働して形成するジヨイステイツク操船装置である。
【0009】このような装置において、まず、図2(A)
平面図に示すように、ある時刻において、船体11が位
置(X,Y)にあり、このときの船の方位をψ,船速を
U,ジヨイステイツクレバーを倒した方向(船の目標方
向)をθとする。このとき、原点(基準点)φと船体1
1を結ぶ破線と船の目標方向θとのなす角度をαとする
と、 α=θ−tan-1(Y/X)…………(1) であるので、船体11の位置(X,Y)から船の目標方
向θの1点鎖線に下ろした垂線の長さaは a=(X2 +Y2 0.5 sinα………(2) となる。
【0010】一方、現在の位置(X,Y)から船の目標
方向θに船体11を移動させる際に、移動角度γにて移
動させるとすると、位置(X,Y)から船の目標方向θ
への移動距離lo は、 lo =a/(sinγ) (γ≠0)………(3) となる。これから、X,Y方向の目標に対する偏差Δ
X,ΔYを求めると次のようになる。 ΔX=lo ・cos(θ+γ)………(4) ΔY=lo ・sin(θ+γ)………(5)
【0011】通常、船体11の運動制御を行う場合に
は、位置及び速度偏差に対する制御が行われるので、速
度に対する制御を考える。ここでは、図2(B) 部分平面
図において、船速Uの移動距離lo に直角な方向の成分
ΔUを小さくするように制御することにし、この成分Δ
Uを船体11の前後方向速度uによる成分Δu,左右方
向速度vによる成分Δvに分けると次のようになる。 Δu=u・sin(θ+γ−ψ)………(6) Δv=v・cos(θ+γ−ψ)………(7) これらの偏差記号ΔX,ΔY,Δu,Δvを用いて、例
えば、自動制御系において、制御偏差の量と、その時間
変化量を一定の率で加えた制御動作、すなわち、 Pr
oportional derivative act
ion (以下PD制御という)により、必要推力(合
力)FX ,FY ,FM を、それぞれ次式で求める。 FX =CX1・ΔX+CX2・Δu………(8) FY =CY1・ΔY+CY2・Δv………(9) FM =CM1(ψ−ψ0 )+CM2・r………(10) CX1,CX2,CY1,CY2,CM1,CM2:比例定数 ψ0 :方位の目標 r:回頭角速度 そして、これらの値を各アクチユエータに配分する。
【0012】すなわち、目標に対する現在位置の偏差の
大小に応じて、プロペラ,舵,バウスラスタ等のアクチ
ユエータの推力の大小が決められ、その結果、目標の方
位を保ちながら、ジヨイステイツクレバーを倒した方向
へ船体11を横移動させることが可能となる。なお、図
3(A) 及び同図(B) 平面図は本発明のジヨイステイツク
操船装置による操船性能をシミユレーシヨン計算により
検討した例で、図3(A) ,同図(B) はそれぞれジヨイス
テイツクレバーを右斜め前方45°の方向,真横の方向
に倒した場合を示し、このときの船体11のアクチユエ
ータはプロペラ1基,舵1基及びバウスラスタ1基であ
る。
【0013】このような、実施例の装置によれば、ジヨ
イステイツクレバーを有する操作部により船体に装備さ
れた複数のアクチユエータを操作するジヨイステイツク
操船装置において、上記操作部,データ入力部,船体位
置・速度検出部それぞれからの各信号に基づいて上記船
体を操船するための推力を計算する必要推力演算部と、
上記推力を上記各アクチユエータに配分計算する推力配
分部と、上記各アクチユエータにそれぞれ配分計算され
た各推力を出力するための操作量を計算するアクチユエ
ータ操作量演算部と、上記各アクチユエータへの操作信
号を出力する信号出力部とを具え、目標の方位を保ちな
がら、ジヨイステイツクレバーを倒した方向への上記船
体の移動を可能とするので、船体の現在の動きと目標に
対する偏差の大小に応じて、各アクチユエータの発生す
る推力を制御することにより、目標の方位を保ちなが
ら、ジヨイステイツクレバーを倒した方向への船体の移
動が可能となり、したがって操船性及び運航経済性が向
上する。
【0014】
【発明の効果】要するに本発明によれば、ジヨイステイ
ツクレバーを有する操作部により船体に装備された複数
のアクチユエータを操作するジヨイステイツク操船装置
において、上記操作部,データ入力部,船体位置・速度
検出部それぞれからの各信号に基づいて上記船体を操船
するための推力を計算する必要推力演算部と、上記推力
を上記各アクチユエータに配分計算する推力配分部と、
上記各アクチユエータにそれぞれ配分計算された各推力
を出力するための操作量を計算するアクチユエータ操作
量演算部と、上記各アクチユエータへの操作信号を出力
する信号出力部とを具え、目標の方位を保ちながら、ジ
ヨイステイツクレバーを倒した方向への上記船体の移動
を可能とすることにより、外力が存在する場合でも、目
標の方位を保ちながらジヨイステイツクレバーを倒した
方向に船体が移動する、したがって、操船性及び運航経
済性に優れたジヨイステイツク操船装置を得るから、本
発明は産業上極めて有益なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す制御ブロツク線図であ
る。
【図2】図1のジヨイステイツク操船装置10における
自動制御の原理を示し、(A) ,(B) はそれぞれ平面図,
部分拡大図である。
【図3】図1のジヨイステイツク操船装置10の操船性
能をシミユレーシヨンした結果を示し、(A) ,(B) はそ
れぞれ平面図である。
【符号の説明】
1 操作部 2 データ入力部 3 船体位置・速度検出部 4 必要推力演算部 5 推力配分部 6 アクチユエータ操作量演算部 7 信号出力部 8 アクチユエータ 9 船体の動き 10 ジヨイステイツク操船装置 11 船 a 垂線の長さ CXi 比例定数 CYi 比例定数 CMi 比例定数 lo 移動距離 r 回頭角速度 U 船速 X 位置 Y 位置 u 前後方向速度 v 左右方向速度 α 角度 γ 移動角度 θ 船の目標方向 ψ 船の方位 ΔX 偏差 ΔY 偏差 ΔU 成分 u 成分 φ 原点

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ジヨイステイツクレバーを有する操作部
    により船体に装備された複数のアクチユエータを操作す
    るジヨイステイツク操船装置において、上記操作部,デ
    ータ入力部,船体位置・速度検出部それぞれからの各信
    号に基づいて上記船体を操船するための推力を計算する
    必要推力演算部と、上記推力を上記各アクチユエータに
    配分計算する推力配分部と、上記各アクチユエータにそ
    れぞれ配分計算された各推力を出力するための操作量を
    計算するアクチユエータ操作量演算部と、上記各アクチ
    ユエータへの操作信号を出力する信号出力部とを具え、
    目標の方位を保ちながら、ジヨイステイツクレバーを倒
    した方向への上記船体の移動を可能とすることを特徴と
    するジヨイステイツク操船装置。
JP27582994A 1994-10-14 1994-10-14 ジヨイステイツク操船装置 Pending JPH08113196A (ja)

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ID=17561013

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017052297A (ja) * 2015-09-07 2017-03-16 ジャパン・ハムワージ株式会社 船舶操縦装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017052297A (ja) * 2015-09-07 2017-03-16 ジャパン・ハムワージ株式会社 船舶操縦装置

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020626