JPS6038288A - 舶用可変ピツチプロペラの翼角制御装置 - Google Patents
舶用可変ピツチプロペラの翼角制御装置Info
- Publication number
- JPS6038288A JPS6038288A JP14746683A JP14746683A JPS6038288A JP S6038288 A JPS6038288 A JP S6038288A JP 14746683 A JP14746683 A JP 14746683A JP 14746683 A JP14746683 A JP 14746683A JP S6038288 A JPS6038288 A JP S6038288A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade angle
- signal
- value
- propeller
- control device
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H3/00—Propeller-blade pitch changing
- B63H3/10—Propeller-blade pitch changing characterised by having pitch control conjoint with propulsion plant control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この考案は舶用可変ピッチプロペラの買角制−１−
御装置の改Ｑに関するものである。
従来、舶用可変ピッチプロペラ（以下、［ＣＰＰＪと称
す）において、機関の負荷をある設定値に保つようにプ
ロペラ翼角を自動的に制御する装置、いわゆる自動負荷
制御Ｉｌ装置（以下、Ｆ Ａ 、Ｌ ＣＪと称す）が存
在し、第１図にその一例を示す。この例では、操縦ハン
ドル１の操作により信号Ｓ１がプロペラ習角設定器２、
機関ラック設定器３および機関回転数設定器４に投入さ
れ、それぞれの設定器はそれぞれ設定翼角信号Ｓ２、設
定ラック信号ｓ３、設定回転数信号Ｓ４を出力する。ラ
ック信号とは燃料供給信号で燃料供給量をラックにより
１ｌｌｌ！！させるのでラック信号と略称する。
す）において、機関の負荷をある設定値に保つようにプ
ロペラ翼角を自動的に制御する装置、いわゆる自動負荷
制御Ｉｌ装置（以下、Ｆ Ａ 、Ｌ ＣＪと称す）が存
在し、第１図にその一例を示す。この例では、操縦ハン
ドル１の操作により信号Ｓ１がプロペラ習角設定器２、
機関ラック設定器３および機関回転数設定器４に投入さ
れ、それぞれの設定器はそれぞれ設定翼角信号Ｓ２、設
定ラック信号ｓ３、設定回転数信号Ｓ４を出力する。ラ
ック信号とは燃料供給信号で燃料供給量をラックにより
１ｌｌｌ！！させるのでラック信号と略称する。
一方、調速機６は機関回転系５がらの実回転数信号Ｓ５
と設定回転数信号ｓ４との偏差を演算１′る加減算器６
−１及び加減締ｌ ６−１からの偏差信号・を受けて実
ラック信号ｓ６を出力する比例積分（ＰＩ）コントロー
ラ６−２を有し、機関回転数が設定値に保たれるように
ラック量を調−２− 整する働きを持つ。
と設定回転数信号ｓ４との偏差を演算１′る加減算器６
−１及び加減締ｌ ６−１からの偏差信号・を受けて実
ラック信号ｓ６を出力する比例積分（ＰＩ）コントロー
ラ６−２を有し、機関回転数が設定値に保たれるように
ラック量を調−２− 整する働きを持つ。
この調速＋１６からの実ラック信号Ｓ６と設定ラック信
号８３とがＷ色補正装置７の加減算器７−１においＣ比
較され両者の差に応じた翼角補正信号８７が同じくＮ色
補正装置７のＰＩコントローラ１−２により出力される
。この翼角補正信＠Ｓ７とト記設定胃角信＠Ｓ２との偏
差が加減算器８において演算されて修正翼角信号ｓ８と
イｒすＣＰ Ｐ ９に送られ、ＣＰＰ９において翼角調
整動作（これを以下、「変節」と称す）が行われる。こ
のように上記従来のＡ Ｌ Ｃでは、プロペラ翼角を画
角設定器２によりあらかじめＵ１標１＋ＩＪ ０１近に
設定しておき、機関回転系５の実回転数を基準とするフ
ィードバック１ｌＪｔｌｌｌにより翼角を補正して最終
目標値に再設定する形式となっている。しかるに、通常
、ＡＬＣ制御系の構成要素の中ではＣＰＰ９の応答速度
（変節速度）が最も遅いため、ＡＬＣｉｌｌｌｊ系全体
の応答ｔ１はＣＰＰの変節速度により制限されている。
号８３とがＷ色補正装置７の加減算器７−１においＣ比
較され両者の差に応じた翼角補正信号８７が同じくＮ色
補正装置７のＰＩコントローラ１−２により出力される
。この翼角補正信＠Ｓ７とト記設定胃角信＠Ｓ２との偏
差が加減算器８において演算されて修正翼角信号ｓ８と
イｒすＣＰ Ｐ ９に送られ、ＣＰＰ９において翼角調
整動作（これを以下、「変節」と称す）が行われる。こ
のように上記従来のＡ Ｌ Ｃでは、プロペラ翼角を画
角設定器２によりあらかじめＵ１標１＋ＩＪ ０１近に
設定しておき、機関回転系５の実回転数を基準とするフ
ィードバック１ｌＪｔｌｌｌにより翼角を補正して最終
目標値に再設定する形式となっている。しかるに、通常
、ＡＬＣ制御系の構成要素の中ではＣＰＰ９の応答速度
（変節速度）が最も遅いため、ＡＬＣｉｌｌｌｊ系全体
の応答ｔ１はＣＰＰの変節速度により制限されている。
従って、波浪等に起因する周期的な負荷の変−３−
動を受ける場合、初期設定値と目標値とのｍ差が太き（
また変動が早い時にはＣＰＰの変節速度がそれに追従で
きないため、Ａ Ｌ Ｃが有効に機能しないことがある
。
また変動が早い時にはＣＰＰの変節速度がそれに追従で
きないため、Ａ Ｌ Ｃが有効に機能しないことがある
。
本発明はこの点を改善しようとするもので、船体揺動運
動の変化と負荷変動との間に認められる相関関係に着目
し、船体揺動運動の変化を検出して事前に負荷変動を予
測することにより、より適切なプロペラ翼角の初期設定
値を与え、初期設定値と目標値との偏差を少なくするこ
とにより、Ａ Ｌ Ｃの有効範囲を拡大せしめることを
目的とするものである。
動の変化と負荷変動との間に認められる相関関係に着目
し、船体揺動運動の変化を検出して事前に負荷変動を予
測することにより、より適切なプロペラ翼角の初期設定
値を与え、初期設定値と目標値との偏差を少なくするこ
とにより、Ａ Ｌ Ｃの有効範囲を拡大せしめることを
目的とするものである。
本発明の原理を図によって説明すると、第２図は船の運
動状態を示す図表で、（ａ ）は船尾での上下の加速ｍ
Ａ、（Ｃ）はプロペラの受ける外力（トルク）即ち機関
の受ける負荷Ｑ、（ｂ）は機関回転数Ｎで、これら相互
間に認められる相関関係の一例である。波浪中を航行す
る船舶で、機関ラック量とプロペラ翼角を一定に保った
場合、船尾での加速度へと機関回転数−４− Ｎは時間１に対して同図（ａ ） （ｂ ）に示した様
な変化を見せ、この場合プロペラの受けるトルク（コは
概略同図（Ｃ）に示したような変化と仕る。
動状態を示す図表で、（ａ ）は船尾での上下の加速ｍ
Ａ、（Ｃ）はプロペラの受ける外力（トルク）即ち機関
の受ける負荷Ｑ、（ｂ）は機関回転数Ｎで、これら相互
間に認められる相関関係の一例である。波浪中を航行す
る船舶で、機関ラック量とプロペラ翼角を一定に保った
場合、船尾での加速度へと機関回転数−４− Ｎは時間１に対して同図（ａ ） （ｂ ）に示した様
な変化を見せ、この場合プロペラの受けるトルク（コは
概略同図（Ｃ）に示したような変化と仕る。
この様な船尾での加速度とプロペラの受けるトルクとの
間に相関関係が成り立つ理由は、プロペラの受けるトル
クはプロペラの回転数、翼角とプロペラに流入する水の
速度で決まるが、第３図（イ）ｌ）に示すように水の流
入速度■が船体の揺動に応じて周期的に変化する、すな
わち、プロペラの装備される船尾が波の頂点付近にある
時顛小の流入速度、波の谷付近にあるとき最大の速；「
になるためである。
間に相関関係が成り立つ理由は、プロペラの受けるトル
クはプロペラの回転数、翼角とプロペラに流入する水の
速度で決まるが、第３図（イ）ｌ）に示すように水の流
入速度■が船体の揺動に応じて周期的に変化する、すな
わち、プロペラの装備される船尾が波の頂点付近にある
時顛小の流入速度、波の谷付近にあるとき最大の速；「
になるためである。
本発明は第４図に例示する系統図にあられされるｎ第１
図の従来のＡＬＣに対して、船体の揺動を検出するため
に船体に設置した加速度計１０とそれからの加速度信号
８１０を受けて現時点以降の負荷変動を予測しそれに応
′じたプロペラ翼角の補正信号８１１を出力するｌＩ角
補正信号発生器１１を付加したものである。
図の従来のＡＬＣに対して、船体の揺動を検出するため
に船体に設置した加速度計１０とそれからの加速度信号
８１０を受けて現時点以降の負荷変動を予測しそれに応
′じたプロペラ翼角の補正信号８１１を出力するｌＩ角
補正信号発生器１１を付加したものである。
−５−
翼角補正ＩＡ置１１は第５図に示す如く、アナログ−デ
ィジタル変換器１１−１、ディジタル演算器１１−２、
記ｔｍ器１１−３、ディジタル−アナログ変換器１１−
４を有し、時々刻々入力される加速度信号８１０はアナ
ログ−ディジタル変換器１１−１によりディジタル信号
に変換された後、入力時刻とともに加速度データとして
ディジタルｆｉ１ｍ 算！！！１１１−２を介して順次
記憶器１ト３に蓄積される。一定時間の後蓄積されたこ
れらの加速度データはディジタル演算器１１−２に取り
出され、解析されて、加速度の変動の周期、振巾、位相
が算出される。
ィジタル変換器１１−１、ディジタル演算器１１−２、
記ｔｍ器１１−３、ディジタル−アナログ変換器１１−
４を有し、時々刻々入力される加速度信号８１０はアナ
ログ−ディジタル変換器１１−１によりディジタル信号
に変換された後、入力時刻とともに加速度データとして
ディジタルｆｉ１ｍ 算！！！１１１−２を介して順次
記憶器１ト３に蓄積される。一定時間の後蓄積されたこ
れらの加速度データはディジタル演算器１１−２に取り
出され、解析されて、加速度の変動の周期、振巾、位相
が算出される。
これらの諸量が知れることにより、その時点以降の負荷
変動が予測されたことになる。一方、これらの諸量に対
してあらかじめ決められた演算手順に従って、予測され
る負荷変動に見あってそれを極小にする翼角の補正鯖が
算出され、ディジタル−アナログ変換器１１−４により
翼角補正信＠Ｓ１１に変換されて出力される。
変動が予測されたことになる。一方、これらの諸量に対
してあらかじめ決められた演算手順に従って、予測され
る負荷変動に見あってそれを極小にする翼角の補正鯖が
算出され、ディジタル−アナログ変換器１１−４により
翼角補正信＠Ｓ１１に変換されて出力される。
このように構成することによって、設定両角信号Ｓ２は
加減算器８において、補正信＠５１１− ６ − により、Ｊ：り適切な即ち目標値に近い値に修■される
。この修正された設定信号と目標値との間に残された偏
差はまた同時に加減算器８において、従来の八Ｌ Ｃと
同じく機関回転系５０回転数をｉｉ！ｔｌ！どするフィ
ードバック制御による翼ｆ’＋ Ｍｉ ｉＴ’ ｌ吉ｆ
４ Ｓ ７ににり修正され、最終の修正信号８８’がＣ
Ｐ ｌ〕’）に送られる。第６図は他の実施例を示す系
統図である。
加減算器８において、補正信＠５１１− ６ − により、Ｊ：り適切な即ち目標値に近い値に修■される
。この修正された設定信号と目標値との間に残された偏
差はまた同時に加減算器８において、従来の八Ｌ Ｃと
同じく機関回転系５０回転数をｉｉ！ｔｌ！どするフィ
ードバック制御による翼ｆ’＋ Ｍｉ ｉＴ’ ｌ吉ｆ
４ Ｓ ７ににり修正され、最終の修正信号８８’がＣ
Ｐ ｌ〕’）に送られる。第６図は他の実施例を示す系
統図である。
本発明は、従来のＡ ｔ−Ｃが負荷変動の結果として生
じる機関の回転数変化からプロペラ翼角を制御するフィ
ードバック制御にとどまっているのに対し、負荷変動の
原因となる外力の変化を船体運動からあらかじめ検出す
ることにより事前に負荷の変動を予測し、それを翼角制
御に利用りる、いわゆるフィードフォワード制御を加味
しているので可変ピッチプロペラの翼角制御−１１が速
ヤ）かに追従し、八Ｌ Ｃの有効範囲を拡大さｔ！るこ
とかできる。
じる機関の回転数変化からプロペラ翼角を制御するフィ
ードバック制御にとどまっているのに対し、負荷変動の
原因となる外力の変化を船体運動からあらかじめ検出す
ることにより事前に負荷の変動を予測し、それを翼角制
御に利用りる、いわゆるフィードフォワード制御を加味
しているので可変ピッチプロペラの翼角制御−１１が速
ヤ）かに追従し、八Ｌ Ｃの有効範囲を拡大さｔ！るこ
とかできる。
第１図は従来例を示寸翼角制御装置の系統図、−７−
第２図は船の運動図表、第３図（イ）（ロ）は船の状態
を示す側面図、第４図は本発明の実施例を示す系統図、
第５図は同一部系統図、第６図は他の実施例を示す系統
図である。 １・・・操縦ハンドル、２・・・翼角設定器、３・・・
ラック設定器、４・・・回転数設定器、５・・・機関回
転系、６・・・調速機、７・・・翼角補正ｌ！置、６−
１．７−１・・・加減算器、６−２．７−２・・・ＰＩ
コントローラ、８・・・修正開角の演算器としての加減
算器、９・・・可変ピッチプロペラ、１０・・・加速度
針、１１・・・翼角補正修正信号発生器。 −８−
を示す側面図、第４図は本発明の実施例を示す系統図、
第５図は同一部系統図、第６図は他の実施例を示す系統
図である。 １・・・操縦ハンドル、２・・・翼角設定器、３・・・
ラック設定器、４・・・回転数設定器、５・・・機関回
転系、６・・・調速機、７・・・翼角補正ｌ！置、６−
１．７−１・・・加減算器、６−２．７−２・・・ＰＩ
コントローラ、８・・・修正開角の演算器としての加減
算器、９・・・可変ピッチプロペラ、１０・・・加速度
針、１１・・・翼角補正修正信号発生器。 −８−
Claims (1)
- 操縦ハンドルからの信号に応じてプ［］ペラの設定翼角
信号を出力する翼角設定器、機関の設定ラック信号を出
力するラック設定器おＪ：び機関の設定回転数信号を出
力する回転数設定器を有し、機関の実ラックまたは実回
転数どこれらに対する前記設定信号とにもとづいて翼角
補正信号を出力する翼角補正装置をそなえ調角補正信号
と前記設定翼角信号との偏差を演算して修正翼角を演算
する演算器を有した翼角制御装置において、船体の揺動
運動を検出する加速度計と、該加速度計の信号に応じて
翼角補正信号を出力する信号発生器を設けて前記演算器
においてこの翼角補正信号を付加演算させることを特撮
とした可変ピッチプロペラの翼角制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14746683A JPS6038288A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 舶用可変ピツチプロペラの翼角制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14746683A JPS6038288A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 舶用可変ピツチプロペラの翼角制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6038288A true JPS6038288A (ja) | 1985-02-27 |
| JPH0156033B2 JPH0156033B2 (ja) | 1989-11-28 |
Family
ID=15431013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14746683A Granted JPS6038288A (ja) | 1983-08-11 | 1983-08-11 | 舶用可変ピツチプロペラの翼角制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6038288A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013237392A (ja) * | 2012-05-16 | 2013-11-28 | National Maritime Research Institute | 可変ピッチプロペラ制御装置および可変ピッチプロペラ制御装置を搭載した船舶ならびに可変ピッチプロペラ制御方法 |
-
1983
- 1983-08-11 JP JP14746683A patent/JPS6038288A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013237392A (ja) * | 2012-05-16 | 2013-11-28 | National Maritime Research Institute | 可変ピッチプロペラ制御装置および可変ピッチプロペラ制御装置を搭載した船舶ならびに可変ピッチプロペラ制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0156033B2 (ja) | 1989-11-28 |
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