JPS6119480B2 - - Google Patents
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- JPS6119480B2 JPS6119480B2 JP2195078A JP2195078A JPS6119480B2 JP S6119480 B2 JPS6119480 B2 JP S6119480B2 JP 2195078 A JP2195078 A JP 2195078A JP 2195078 A JP2195078 A JP 2195078A JP S6119480 B2 JPS6119480 B2 JP S6119480B2
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- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 13
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Description
本発明は、船舶の自動操船装置に関し、特に船
首部に２台の推進器を装備する船舶の自動操船装
置に関する。 一般に、船舶に装備される推進装置としての翼
車プロペラは回転軌道円上に配置された複数枚の
翼のゆれ角の組合せにより操船者の希望する推力
ベクトルを発生させることができるようになつて
おり、第１図に示すように翼車プロペラでは操舵
点Ｎを動かすと翼駆動機構により、各翼にそれぞ
れ異なつたゆれ角φが生じ、これにより各翼の総
合力としてON軸と直角な方向に離心量の大き
さに比例して推力Ｔが生じるものである。 従来、翼車プロペラの操縦手段としては、第２
図に示すようなものがあり、符号１ａ，１〜４は
第１の翼車プロペラの操縦装置、５〜９は第２の
翼車プロペラの操縦装置を示していて、作用は各
操縦装置とも全く同じなので、第１の翼車プロペ
ラの操縦装置について述べると、操船者は前後進
レバー１ａを動かすことにより、推力（＝離心
量）の大きさを調整し、更に操舵レバー１を動か
すことにより推力の方向を調整する。 そして、前後進レバー１ａが操作されると、速
度サーボ機構２が作動して第１図に示すの大
きさ（離心量）が定まり、操舵レバー１が操作さ
れると、舵サーボ機構３が作動してON軸の方向
が定まつて翼車プロペラの操舵点Ｎが位置決めさ
れる。 このようにして操舵点Ｎの位置が決まると、翼
駆動機構４により、各翼のゆれ角φが定まつて、
操船者が希望する推力ベクトルが発生することに
なる。 ところで、船舶はその旋回運動中、第３，４図
に示すごとく、船体重心位置Ｇより船首部に移動
した転心Ｒを中心にして船体が回転すると考えら
れるが、船首部に２台の翼車プロペラを装備した
船舶においては、推力による旋回モーメントを効
果的に発生させようとして各翼車の推力を船体中
心線Ｃに直角な方向にすると、２台の翼車の推力
による合力Ｆの作用方向は船体中心線Ｃに直角に
近くなるが、船体中心線Ｃ上の合力Ｆの作用点Ｐ
と転心位置Ｒとの距離があまりにも短くなるた
め、合力Ｆが大きいにもかかわらず有効な旋回モ
ーメントが発生せず、船舶は横流れを起して流体
より受ける抵抗モーメントを均衡して旋回できな
い結果になる。（第３図参照） 一方、第４図に示すように２台の翼車プロペラ
の推力方向を船体中心線Ｃ方向に沿うようにそれ
ぞれ前進推力および後進推力を発生させると、合
力Ｆの船体中心線Ｃ上の作用点P′と転心位置Ｒと
の距離は長くなり、これにより合力Ｆは小さいに
もかかわらず有効な旋回モーメントを発生し、し
かも合力Ｆが小さいために船舶は横流れをあまり
起こさず旋回運動が容易となる。 しかしながら、従来のこの種の操縦手段では、
一人の操舵手が上述の判断を行ないながら第１の
前後進レバー１ａおよび第２の前後進レバー５
と、第１の操舵レバー１および第２の操舵レバー
６とを操作しているため、速度計と方位検出器と
を監視しつつ船舶を旋回させることはかなりの熟
練を要し、未熟練者の場合、不慣れによる作業能
率の低下および安全性の低下を招くという問題点
がある。 本発明は、このような問題点を解決しようとす
るもので、船首部に２台の推進器をそなえた船舶
において、その旋回性能の向上をはかるととも
に、自動化によつて操舵手の労力負担の減少をは
かつた自動操船装置を提供することを目的とす
る。 このため、本発明の自動操船装置は、発生する
推力の大きさと方向とをそれぞれ独立に変えうる
機構をそなえた推進器２台が船首部に船体中心線
をはさんで左右対称に配置された船舶において、
船体重心位置における速度成分ｕとこれに直角な
方向の速度成分ｖを検出する速度計５０２と、船
首方位信号θを検出する方位検出器５０３と、船
速設定信号ｕsを出力とする速度設定器５００
と、船首方位設定信号θsを出力とする方位設定
器５０１とをそなえ、上記船首方位設定信号θs
と上記船首方位信号θとを入力とする第１の減算
器５０４と、上記速度成分ｕ、ｖおよび上記第１
の減算器５０４の各出力を入力とする船速算出器
５０５と、上記船速算出器５０５の出力ｕaと上
記速度設定器５００との出力を入力とする第２の
減算器５０６と、上記第２の減算器５０６の出力
を入力とするPI制御器５０７と、上記船速算出器
の出力ｖaを入力とする第１〜４のＰ制御器５０
８〜５１１と、上記第１の減算器５０４の出力と
方位検出器５０３の出力とをそれぞれ入力とする
第１〜４のPD制御器５１２〜５１５と、上記の
PI制御器５０７、第１のＰ制御器５０８および第
１のPD制御器５１２のそれぞれの出力を入力と
する第１の加算器５１６と、上記のPI制御器５０
７、第２のＰ制御器５０９および第２のPD制御
器５１３のそれぞれの出力を入力とする第２の加
算器５１７と、上記の第３のＰ制御器５１０およ
び第３のPD制御器５１４の各出力を入力とする
第３の加算器５１８と、上記の第４のＰ制御器５
１１および第４のPD制御器５１５の各出力を入
力とする第４の加算器５１９と、上記第１の加算
器５１６の出力を入力として上記推進器としての
第１の翼車プロペラの推力量を調節する第１の速
度サーボ機構５２４と、上記第２の加算器５１７
の出力を入力として上記推進器としての第２の翼
車プロペラの推力量を調節する第２の速度サーボ
機構５２５と、上記第１の速度サーボ機構５２４
の出力を入力とする第１の推力量検出器５２６
と、上記第２の速度サーボ機構５２５の出力を入
力とする第２の推力量検出器５２７と、上記の第
３の加算器５１８の出力および第１の推力量検出
器５２６の出力をそれぞれ入力として、上記第１
の推力量検出器５２６の出力信号が負（前進推力
場合を正、後進推力の場合を負とする）の場合に
は、上記第３の加算器５１８の出力信号の符号を
変換して出力とし、上記第１の推力量検出器５２
６の出力信号が正の場合には、上記第３の加算器
５１８の出力信号を変換せずそのまま出力とする
第１の符号変換器５２８と、上記の第４の加算器
５１９の出力および第２の推力量検出器５２７の
出力をそれぞれ入力として、上記第２の推力量検
出器５２７の出力信号が負（前進推力の場合を
正、後進推力の場合を負とする）の場合には、上
記第４の加算器５１９の出力信号の符号を変換し
て出力とし、上記第２の推力量検出器５２７の出
力信号が正の場合には、上記第４の加算器５１９
の出力信号を変換せずそのまま出力とする第２の
符号変換器５２９と、上記第１の符号変換器５２
８の出力を入力とする第１の舵サーボ機構５３４
と、上記第２の符号変換器５２９の出力を入力と
する第２の舵サーボ機構５３５と、上記第１の速
度サーボ機構５２４および第１の舵サーボ機構５
３４の各出力を入力とする第１の翼駆動機構５３
６と、上記の第２の速度サーボ機構５２５および
第２の舵サーボ機構５３５の各出力を入力とする
第２の翼駆動機構５３７とをそなえたことを特徴
としている。（符号は図面参照） 以下、図面により本発明の一実施例としての自
動操船装置について説明すると、第５図はその系
統図、第６〜１１図はいずれもその作用を説明す
るために船体および２台の推進器を概略的に示す
説明図、第１２，１３図はそれぞれその作用を説
明するためのグラフ、第１４〜１８図はそれぞれ
その作用を２台の推進器との関係で説明するため
の模式図である。 第６〜１１図に示すように、船舶Ｓの船首部
に、推進器としての第１の翼車プロペラP1および
第２の翼車プロペラP2が船体中心線Ｃをはさんで
左右対称に配置されている。翼車プロペラP1，P2
は、発生する推力の大きさと方向とをそれぞれ独
立に変えうる機構をそなえている。 また、第５図に示すごとく、速度設定器５００
により船体重心で設定方位方向の船速成分の設定
値ｕsが与えられるとともに、方位設定器５０１
により、船首方位設定値θsが与えられるように
なつている。 そして、速度計５０２により、船体重心位置で
の船体中心線Ｃ方向の速度成分ｕおよびこれに直
角な速度成分ｖが検出されるとともに、方位検出
器としての、ジヤイロコンパス５０３により、船
首方位信号θが検出される。 さらに、第１の減算器５０４において、船首方
位設定信号θsと船首方位信号θとが入力として
供給され、希望する船首方位と実際の船首方位と
の差である方位偏差信号△θ＝θs−θが出力と
して発生せしめられる。 また船速算出器５０５において、船速信号ｕ、
ｖおよび方位偏差信号△θが入力として供給さ
れ、下記演算式(1)′により、船速設定値ｕsと比較
するための設定方位方向の速度信号ｕaおよびこ
の速度信号ｕaに独立な速度成分としての設定方
位方向に直角方向の速度信号ｖaが出力として発
生せしめられる。
首部に２台の推進器を装備する船舶の自動操船装
置に関する。 一般に、船舶に装備される推進装置としての翼
車プロペラは回転軌道円上に配置された複数枚の
翼のゆれ角の組合せにより操船者の希望する推力
ベクトルを発生させることができるようになつて
おり、第１図に示すように翼車プロペラでは操舵
点Ｎを動かすと翼駆動機構により、各翼にそれぞ
れ異なつたゆれ角φが生じ、これにより各翼の総
合力としてON軸と直角な方向に離心量の大き
さに比例して推力Ｔが生じるものである。 従来、翼車プロペラの操縦手段としては、第２
図に示すようなものがあり、符号１ａ，１〜４は
第１の翼車プロペラの操縦装置、５〜９は第２の
翼車プロペラの操縦装置を示していて、作用は各
操縦装置とも全く同じなので、第１の翼車プロペ
ラの操縦装置について述べると、操船者は前後進
レバー１ａを動かすことにより、推力（＝離心
量）の大きさを調整し、更に操舵レバー１を動か
すことにより推力の方向を調整する。 そして、前後進レバー１ａが操作されると、速
度サーボ機構２が作動して第１図に示すの大
きさ（離心量）が定まり、操舵レバー１が操作さ
れると、舵サーボ機構３が作動してON軸の方向
が定まつて翼車プロペラの操舵点Ｎが位置決めさ
れる。 このようにして操舵点Ｎの位置が決まると、翼
駆動機構４により、各翼のゆれ角φが定まつて、
操船者が希望する推力ベクトルが発生することに
なる。 ところで、船舶はその旋回運動中、第３，４図
に示すごとく、船体重心位置Ｇより船首部に移動
した転心Ｒを中心にして船体が回転すると考えら
れるが、船首部に２台の翼車プロペラを装備した
船舶においては、推力による旋回モーメントを効
果的に発生させようとして各翼車の推力を船体中
心線Ｃに直角な方向にすると、２台の翼車の推力
による合力Ｆの作用方向は船体中心線Ｃに直角に
近くなるが、船体中心線Ｃ上の合力Ｆの作用点Ｐ
と転心位置Ｒとの距離があまりにも短くなるた
め、合力Ｆが大きいにもかかわらず有効な旋回モ
ーメントが発生せず、船舶は横流れを起して流体
より受ける抵抗モーメントを均衡して旋回できな
い結果になる。（第３図参照） 一方、第４図に示すように２台の翼車プロペラ
の推力方向を船体中心線Ｃ方向に沿うようにそれ
ぞれ前進推力および後進推力を発生させると、合
力Ｆの船体中心線Ｃ上の作用点P′と転心位置Ｒと
の距離は長くなり、これにより合力Ｆは小さいに
もかかわらず有効な旋回モーメントを発生し、し
かも合力Ｆが小さいために船舶は横流れをあまり
起こさず旋回運動が容易となる。 しかしながら、従来のこの種の操縦手段では、
一人の操舵手が上述の判断を行ないながら第１の
前後進レバー１ａおよび第２の前後進レバー５
と、第１の操舵レバー１および第２の操舵レバー
６とを操作しているため、速度計と方位検出器と
を監視しつつ船舶を旋回させることはかなりの熟
練を要し、未熟練者の場合、不慣れによる作業能
率の低下および安全性の低下を招くという問題点
がある。 本発明は、このような問題点を解決しようとす
るもので、船首部に２台の推進器をそなえた船舶
において、その旋回性能の向上をはかるととも
に、自動化によつて操舵手の労力負担の減少をは
かつた自動操船装置を提供することを目的とす
る。 このため、本発明の自動操船装置は、発生する
推力の大きさと方向とをそれぞれ独立に変えうる
機構をそなえた推進器２台が船首部に船体中心線
をはさんで左右対称に配置された船舶において、
船体重心位置における速度成分ｕとこれに直角な
方向の速度成分ｖを検出する速度計５０２と、船
首方位信号θを検出する方位検出器５０３と、船
速設定信号ｕsを出力とする速度設定器５００
と、船首方位設定信号θsを出力とする方位設定
器５０１とをそなえ、上記船首方位設定信号θs
と上記船首方位信号θとを入力とする第１の減算
器５０４と、上記速度成分ｕ、ｖおよび上記第１
の減算器５０４の各出力を入力とする船速算出器
５０５と、上記船速算出器５０５の出力ｕaと上
記速度設定器５００との出力を入力とする第２の
減算器５０６と、上記第２の減算器５０６の出力
を入力とするPI制御器５０７と、上記船速算出器
の出力ｖaを入力とする第１〜４のＰ制御器５０
８〜５１１と、上記第１の減算器５０４の出力と
方位検出器５０３の出力とをそれぞれ入力とする
第１〜４のPD制御器５１２〜５１５と、上記の
PI制御器５０７、第１のＰ制御器５０８および第
１のPD制御器５１２のそれぞれの出力を入力と
する第１の加算器５１６と、上記のPI制御器５０
７、第２のＰ制御器５０９および第２のPD制御
器５１３のそれぞれの出力を入力とする第２の加
算器５１７と、上記の第３のＰ制御器５１０およ
び第３のPD制御器５１４の各出力を入力とする
第３の加算器５１８と、上記の第４のＰ制御器５
１１および第４のPD制御器５１５の各出力を入
力とする第４の加算器５１９と、上記第１の加算
器５１６の出力を入力として上記推進器としての
第１の翼車プロペラの推力量を調節する第１の速
度サーボ機構５２４と、上記第２の加算器５１７
の出力を入力として上記推進器としての第２の翼
車プロペラの推力量を調節する第２の速度サーボ
機構５２５と、上記第１の速度サーボ機構５２４
の出力を入力とする第１の推力量検出器５２６
と、上記第２の速度サーボ機構５２５の出力を入
力とする第２の推力量検出器５２７と、上記の第
３の加算器５１８の出力および第１の推力量検出
器５２６の出力をそれぞれ入力として、上記第１
の推力量検出器５２６の出力信号が負（前進推力
場合を正、後進推力の場合を負とする）の場合に
は、上記第３の加算器５１８の出力信号の符号を
変換して出力とし、上記第１の推力量検出器５２
６の出力信号が正の場合には、上記第３の加算器
５１８の出力信号を変換せずそのまま出力とする
第１の符号変換器５２８と、上記の第４の加算器
５１９の出力および第２の推力量検出器５２７の
出力をそれぞれ入力として、上記第２の推力量検
出器５２７の出力信号が負（前進推力の場合を
正、後進推力の場合を負とする）の場合には、上
記第４の加算器５１９の出力信号の符号を変換し
て出力とし、上記第２の推力量検出器５２７の出
力信号が正の場合には、上記第４の加算器５１９
の出力信号を変換せずそのまま出力とする第２の
符号変換器５２９と、上記第１の符号変換器５２
８の出力を入力とする第１の舵サーボ機構５３４
と、上記第２の符号変換器５２９の出力を入力と
する第２の舵サーボ機構５３５と、上記第１の速
度サーボ機構５２４および第１の舵サーボ機構５
３４の各出力を入力とする第１の翼駆動機構５３
６と、上記の第２の速度サーボ機構５２５および
第２の舵サーボ機構５３５の各出力を入力とする
第２の翼駆動機構５３７とをそなえたことを特徴
としている。（符号は図面参照） 以下、図面により本発明の一実施例としての自
動操船装置について説明すると、第５図はその系
統図、第６〜１１図はいずれもその作用を説明す
るために船体および２台の推進器を概略的に示す
説明図、第１２，１３図はそれぞれその作用を説
明するためのグラフ、第１４〜１８図はそれぞれ
その作用を２台の推進器との関係で説明するため
の模式図である。 第６〜１１図に示すように、船舶Ｓの船首部
に、推進器としての第１の翼車プロペラP1および
第２の翼車プロペラP2が船体中心線Ｃをはさんで
左右対称に配置されている。翼車プロペラP1，P2
は、発生する推力の大きさと方向とをそれぞれ独
立に変えうる機構をそなえている。 また、第５図に示すごとく、速度設定器５００
により船体重心で設定方位方向の船速成分の設定
値ｕsが与えられるとともに、方位設定器５０１
により、船首方位設定値θsが与えられるように
なつている。 そして、速度計５０２により、船体重心位置で
の船体中心線Ｃ方向の速度成分ｕおよびこれに直
角な速度成分ｖが検出されるとともに、方位検出
器としての、ジヤイロコンパス５０３により、船
首方位信号θが検出される。 さらに、第１の減算器５０４において、船首方
位設定信号θsと船首方位信号θとが入力として
供給され、希望する船首方位と実際の船首方位と
の差である方位偏差信号△θ＝θs−θが出力と
して発生せしめられる。 また船速算出器５０５において、船速信号ｕ、
ｖおよび方位偏差信号△θが入力として供給さ
れ、下記演算式(1)′により、船速設定値ｕsと比較
するための設定方位方向の速度信号ｕaおよびこ
の速度信号ｕaに独立な速度成分としての設定方
位方向に直角方向の速度信号ｖaが出力として発
生せしめられる。
【表】
そして、第２の減算器５０６では、速度設定器
５００の出力信号ｕsと船速算出器５０５の出力
信号ｕaとが入力として供給され、これにより速
度偏差信号△ｕa＝ｕs−ｕaが出力として発生せ
しめられるようになつている。 ところでPI制御器５０７は速度偏差信号△ｕa
を入力として２台の翼車プロペラP1，P2の離心量
に対する要求信号を出力とし、翼車プロペラの発
生推力を調整して速度偏差信号△ｕaが零になる
ようにする船速制御器であり、潮流、風などの外
乱に対しても船速ｕaが船速設定値ｕsに一致する
ようにPI動作型の制御器が用いられている。 したがつてPI制御器５０７の比例定数をＫup、
積分定数をＫulとすると第１および第２の翼車プ
ロペラP1，P2の推力量に対する要求信号ｅuは次
式のようになる。 ｅu＝Ｋup△ｕa＋Ｋul∫（△ｕa）dt （Ｋup、Ｋul＞０） (1) 船速信号ｕaが設定値ｕsよりも小さいときは、
△ｕa＝ｕs−ｕa＞０となり推力量の要求信号ｅu
は増加する。(1)式の第２項は船体が受ける流体抵
抗と推力量とが均衡したときに推力量を保持し続
けるための積分項である。 Ｐ制御器５０８，５１０は船速算出器５０５の
出力である速度信号ｖaを入力としている。この
Ｐ制御器５０８は右舷に配設された第１の翼車プ
ロペラP1の推力量に対する要求信号を速度信号ｖ
aに比例せしめて発生し、Ｐ制御器５１０は同じ
く第１の翼車プロペラP1の推力方向に対する要求
信号を速度信号ｖaに比例する出力として発生す
る。 なお、推力量の要求信号は前進推力の場合を
正、後進推力の場合を負とする。また推力方向の
要求信号は右舷側を正、左舷側を負とする。 したがつて、Ｐ制御器５０８の比例定数をＫvp
１、Ｐ制御器５１０の比例定数をＫvp3とすると第
１の翼車プロペラP1の推力量に対する要求信号ｅ
1vおよび推力方向に対する要求信号3vは次式の
ようになる。
５００の出力信号ｕsと船速算出器５０５の出力
信号ｕaとが入力として供給され、これにより速
度偏差信号△ｕa＝ｕs−ｕaが出力として発生せ
しめられるようになつている。 ところでPI制御器５０７は速度偏差信号△ｕa
を入力として２台の翼車プロペラP1，P2の離心量
に対する要求信号を出力とし、翼車プロペラの発
生推力を調整して速度偏差信号△ｕaが零になる
ようにする船速制御器であり、潮流、風などの外
乱に対しても船速ｕaが船速設定値ｕsに一致する
ようにPI動作型の制御器が用いられている。 したがつてPI制御器５０７の比例定数をＫup、
積分定数をＫulとすると第１および第２の翼車プ
ロペラP1，P2の推力量に対する要求信号ｅuは次
式のようになる。 ｅu＝Ｋup△ｕa＋Ｋul∫（△ｕa）dt （Ｋup、Ｋul＞０） (1) 船速信号ｕaが設定値ｕsよりも小さいときは、
△ｕa＝ｕs−ｕa＞０となり推力量の要求信号ｅu
は増加する。(1)式の第２項は船体が受ける流体抵
抗と推力量とが均衡したときに推力量を保持し続
けるための積分項である。 Ｐ制御器５０８，５１０は船速算出器５０５の
出力である速度信号ｖaを入力としている。この
Ｐ制御器５０８は右舷に配設された第１の翼車プ
ロペラP1の推力量に対する要求信号を速度信号ｖ
aに比例せしめて発生し、Ｐ制御器５１０は同じ
く第１の翼車プロペラP1の推力方向に対する要求
信号を速度信号ｖaに比例する出力として発生す
る。 なお、推力量の要求信号は前進推力の場合を
正、後進推力の場合を負とする。また推力方向の
要求信号は右舷側を正、左舷側を負とする。 したがつて、Ｐ制御器５０８の比例定数をＫvp
１、Ｐ制御器５１０の比例定数をＫvp3とすると第
１の翼車プロペラP1の推力量に対する要求信号ｅ
1vおよび推力方向に対する要求信号3vは次式の
ようになる。
【表】
各Ｐ制御器５０８，５１０は速度信号ｖaが右
舷方向に発生するときは、ｖa＞０とすると、上
述の推力量と推力方向との符号規則により、第６
図アに示すような推力ベクトルを第１の翼車プロ
ペラP1に発生させる。 ところが、速度信号ｖaが左舷方向に発生する
とき、すなわちｖa＜０のときは各Ｐ制御器５０
８，５１０の出力信号はそれぞれｅ1v＜０、3v
＞０となつて、これにより第６図イの点線に示す
ような推力ベクトルを第１の翼車プロペラP1に要
求することになる。 この場合、点線の推力ベクトルは速度信号ｖa
を増大させることになるため、推力方向が反対側
の実線で示す推力ベクトルに変換する必要があ
る。 したがつて、第１の翼車プロペラP1の推力量が
負すなわち後進推力の場合は、Ｐ制御器５１０の
出力信号3vの符号を変換して出力とする必要が
ある。この符号変換の作用は、後述の第１の符号
変換器５２８で行なわせる。 これによりＰ制御器５０８，５１０は速度信号
ｖaが絶えず零になるように第１の翼車プロペラ
P1の推力ベクトルに対して要求信号を出力として
発生できるようになつている。 Ｐ制御器５０９，５１１は、前記のＰ制御器５
０８，５１０と同様に船速算出器５０５の出力で
ある速度信号ｖaを入力とし、このＰ制御器５０
９は左舷に位置する第２の翼車プロペラP2の推力
量に対する要求信号を速度信号ｖaに比例させて
発生し、更にＰ制御器５１１は第２の翼車プロペ
ラP2の推力方向に対する要求信号を速度信号ｖa
に比例する出力として発生するようになつてい
る。 したがつて、Ｐ制御器５０９の比例定数をＫvp
２、Ｐ制御器５１１の比例定数をＫvp4とすると、
第２の翼車プロペラP2の推力量に対する要求信号
ｅ2vおよび推力方向に対する要求信号4vは次式
のようになる。
舷方向に発生するときは、ｖa＞０とすると、上
述の推力量と推力方向との符号規則により、第６
図アに示すような推力ベクトルを第１の翼車プロ
ペラP1に発生させる。 ところが、速度信号ｖaが左舷方向に発生する
とき、すなわちｖa＜０のときは各Ｐ制御器５０
８，５１０の出力信号はそれぞれｅ1v＜０、3v
＞０となつて、これにより第６図イの点線に示す
ような推力ベクトルを第１の翼車プロペラP1に要
求することになる。 この場合、点線の推力ベクトルは速度信号ｖa
を増大させることになるため、推力方向が反対側
の実線で示す推力ベクトルに変換する必要があ
る。 したがつて、第１の翼車プロペラP1の推力量が
負すなわち後進推力の場合は、Ｐ制御器５１０の
出力信号3vの符号を変換して出力とする必要が
ある。この符号変換の作用は、後述の第１の符号
変換器５２８で行なわせる。 これによりＰ制御器５０８，５１０は速度信号
ｖaが絶えず零になるように第１の翼車プロペラ
P1の推力ベクトルに対して要求信号を出力として
発生できるようになつている。 Ｐ制御器５０９，５１１は、前記のＰ制御器５
０８，５１０と同様に船速算出器５０５の出力で
ある速度信号ｖaを入力とし、このＰ制御器５０
９は左舷に位置する第２の翼車プロペラP2の推力
量に対する要求信号を速度信号ｖaに比例させて
発生し、更にＰ制御器５１１は第２の翼車プロペ
ラP2の推力方向に対する要求信号を速度信号ｖa
に比例する出力として発生するようになつてい
る。 したがつて、Ｐ制御器５０９の比例定数をＫvp
２、Ｐ制御器５１１の比例定数をＫvp4とすると、
第２の翼車プロペラP2の推力量に対する要求信号
ｅ2vおよび推力方向に対する要求信号4vは次式
のようになる。
【表】
各Ｐ制御器５０９，５１１は速度信号ｖaが右
舷方向に発生するときすなわちｖa＞０のとき
は、ｅ2v＜０、4v＜０となり、第７図アの点線
に示すような推力ベクトルを第２の翼車プロペラ
P2に要求することになつて速度信号ｖaを増加さ
せることになる。 したがつて、第２の翼車プロペラP2の推力量が
負すなわち後進推力の場合は、Ｐ制御器５１１の
出力信号4vの符号を変換して第７図アの実線で
示す推力ベクトルに変換する必要がある。この符
号変換の作用は、後述の第２の符号変換器５２９
で行なわせる。 一方、各Ｐ制御器５０９，５１１は速度信号ｖ
aが左舷方向に発生するときすなわちｖa＜０のと
きは、第７図イに示すような推力ベクトルを第２
の翼車プロペラP2に発生させる。 これにより、Ｐ制御器５０８，５１０およびＰ
制御器５０９，５１１は船舶が横流れを起こし
て、速度信号ｖaが右舷方向に発生すると、第６
図アと第７図アの組合せとにより、第８図アに示
すような推力ベクトルの組合せが第１の翼車プロ
ペラP1と第２の翼車プロペラP2とに実現されて、
速度信号ｖaに対して、ｖa′のベクトルが発生
し、船舶の横流れ運動が抑えられるようになつて
いる。 また、左舷方向の横流れが発生したときは、第
６図イと第７図イの組合せとにより、第８図イに
示すような推力ベクリルの組合せが実現され、こ
れにより船舶の横流れが防止される。 各PD制御器５１２，５１４は第１の減算器５
０４の出力である船首方位偏差信号△θとジヤイ
ロコンパス５０３の出力である船首方位信号θと
を入力として、船首方位偏差信号△θが零になる
ように第１の翼車プロペラP1の推力ベクトルに対
する要求信号を出力するPD動作型の制御器であ
る。 したがつて、PD制御器５１２の比例定数をＫ
〓p1、微分定数をＫ〓D1とし、PD制御器５１４
の比例定数をＫ〓p3、微分定数をＫ〓D3とする
と、第１の翼車プロペラP1の推力量に対する要求
信号ｅ1〓および推力方向に対する要求信号3〓
は次式のようになる。
舷方向に発生するときすなわちｖa＞０のとき
は、ｅ2v＜０、4v＜０となり、第７図アの点線
に示すような推力ベクトルを第２の翼車プロペラ
P2に要求することになつて速度信号ｖaを増加さ
せることになる。 したがつて、第２の翼車プロペラP2の推力量が
負すなわち後進推力の場合は、Ｐ制御器５１１の
出力信号4vの符号を変換して第７図アの実線で
示す推力ベクトルに変換する必要がある。この符
号変換の作用は、後述の第２の符号変換器５２９
で行なわせる。 一方、各Ｐ制御器５０９，５１１は速度信号ｖ
aが左舷方向に発生するときすなわちｖa＜０のと
きは、第７図イに示すような推力ベクトルを第２
の翼車プロペラP2に発生させる。 これにより、Ｐ制御器５０８，５１０およびＰ
制御器５０９，５１１は船舶が横流れを起こし
て、速度信号ｖaが右舷方向に発生すると、第６
図アと第７図アの組合せとにより、第８図アに示
すような推力ベクトルの組合せが第１の翼車プロ
ペラP1と第２の翼車プロペラP2とに実現されて、
速度信号ｖaに対して、ｖa′のベクトルが発生
し、船舶の横流れ運動が抑えられるようになつて
いる。 また、左舷方向の横流れが発生したときは、第
６図イと第７図イの組合せとにより、第８図イに
示すような推力ベクリルの組合せが実現され、こ
れにより船舶の横流れが防止される。 各PD制御器５１２，５１４は第１の減算器５
０４の出力である船首方位偏差信号△θとジヤイ
ロコンパス５０３の出力である船首方位信号θと
を入力として、船首方位偏差信号△θが零になる
ように第１の翼車プロペラP1の推力ベクトルに対
する要求信号を出力するPD動作型の制御器であ
る。 したがつて、PD制御器５１２の比例定数をＫ
〓p1、微分定数をＫ〓D1とし、PD制御器５１４
の比例定数をＫ〓p3、微分定数をＫ〓D3とする
と、第１の翼車プロペラP1の推力量に対する要求
信号ｅ1〓および推力方向に対する要求信号3〓
は次式のようになる。
【表】
〓(1)
dθ
dθ
Claims (1)
- １ 発生する推力の大きさと方向とをそれぞれ独
立に変えうる機構をそなえた推進器２台が船首部
に船体中心線をはさんで左右対称に配置された船
舶において、船体重心位置における速度成分ｕと
これに直角な方向の速度成分ｖを検出する速度計
５０２と、船首方位信号θを検出する方位検出器
５０３と、船速設定信号usを出力とする速度設
定器５００と、船首方位設定信号θｓを出力とす
る方位設定器５０１とをそなえ、上記船首方位設
定信号θｓと上記船首方位信号θとを入力とする
第１の減算器５０４と、上記速度成分ｕ、ｖおよ
び上記第１の減算器５０４の各出力を入力する船
速算出器５０５と、上記船速算出器５０５の出力
ｕaと上記速度設定器５００との出力を入力とす
る第２の減算器５０６と、上記第２の減算器５０
６の出力を入力とするPI制御器５０７と、上記船
速算出器の出力ｖaを入力とする第１〜４のＰ制
御器５０８〜５１１と、上記第１の減算器５０４
の出力と方位検出器５０３の出力とをそれぞれ入
力とする第１〜４のPD制御器５１２〜５１５
と、上記のPI制御器５０７、第１のＰ制御器５０
８および第１のPD制御器５１２のそれぞれの出
力を入力とする第１の加算器５１６と、上記のPI
制御器５０７、第２のＰ制御器５０９および第２
のPD制御器５１３のそれぞれの出力を入力とす
る第２の加算器５１７と、上記の第３のＰ制御器
５１０および第３のPD制御器５１４の各出力を
入力とする第３の加算器５１８と、上記の第４の
Ｐ制御器５１１および第４のPD制御器５１５の
各出力を入力とする第４の加算器５１９と、上記
第１の加算器５１６の出力を入力として上記推進
器としての第１の翼車プロペラの推力量を調節す
る第１の速度サーボ機構５２４と、上記第２の加
算器５１７の出力を入力として上記推進器として
の第２の翼車プロペラの推力量を調節する第２の
速度サーボ機構５２５と、上記第１の速度サーボ
機構５２４の出力を入力とする第１の推力量検出
器５２６と、上記第２の速度サーボ機構５２５の
出力を入力とする第２の推力量検出器５２７と、
上記の第３の加算器５１８の出力および第１の推
力量検出器５２６の出力をそれぞれ入力として、
上記第１の推力量検出器５２６の出力信号が負の
場合には、上記第３の加算器５１８の出力信号の
符号を変換して出力とし、上記第１の推力量検出
器５２６の出力信号が正の場合には、上記第３の
加算器５１８の出力信号を変換せずそのまま出力
とする第１の符号変換器５２８と、上記の第４の
加算器５１９の出力および第２の推力量検出器５
２７の出力をそれぞれ入力として、上記第２の推
力量検出器５２７の出力信号が負の場合には、上
記第４の加算器５１９の出力信号の符号を変換し
て出力とし、上記第２の推力量検出器５２７の出
力信号が正の場合には、上記第４の加算器５１９
の出力信号を変換せずそのまま出力とする第２の
符号変換器５２９と、上記第１の符号変換器５２
８の出力を入力とする第１の舵サーボ機構５３４
と、上記第２の符号変換器５２９の出力を入力と
する第２の舵サーボ機構５３５と、上記の第１の
速度サーボ機構５２４および第１の舵サーボ機構
５３４の各出力を入力とする第１の翼駆動機構５
３６と、上記の第２の速度サーボ機構５２５およ
び第２の舵サーボ機構５３５の各出力を入力とす
る第２の翼駆動機構５３７とをそなえたことを特
徴とする自動操船装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2195078A JPS54115896A (en) | 1978-02-27 | 1978-02-27 | Automatic ship operating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2195078A JPS54115896A (en) | 1978-02-27 | 1978-02-27 | Automatic ship operating device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54115896A JPS54115896A (en) | 1979-09-08 |
| JPS6119480B2 true JPS6119480B2 (ja) | 1986-05-17 |
Family
ID=12069335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2195078A Granted JPS54115896A (en) | 1978-02-27 | 1978-02-27 | Automatic ship operating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54115896A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63173900U (ja) * | 1987-05-07 | 1988-11-11 | ||
| JPH10141983A (ja) * | 1996-11-12 | 1998-05-29 | Yokogawa Denshi Kiki Kk | 航法支援装置 |
| EP4588776A1 (en) * | 2024-01-18 | 2025-07-23 | Abb Schweiz Ag | Stopping function for marine vehicle propulsion system |
-
1978
- 1978-02-27 JP JP2195078A patent/JPS54115896A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54115896A (en) | 1979-09-08 |
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