JPS6121892A - シングルル−プ舵取機 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は船舶の舵を制御するシングルループ舵取機に
関するものでろる。

〔従来技術〕

従来、この種のシングルループ舵取機としては例えば第
４図（で示すようなものがある。図において１は舵角指
令ポテンショメータ出力信号δ。を出力する舵角指令器
、２は舵角指令器１の出力信号δ０と舵６の実舵角指示
ポテンショメータ４の実舵角信号δとの実舵角偏差信号
ａｅを演算する減算器、５は減算器６、リミッタ−７及
び積分器８からなるバッファシュミレーションアン：ｌ
；’テ、減８器２が出力する実舵角偏差信号δｅをろる
傾斜を持って立上がる信号θ６とする。９はバッファシ
ュミレーションアンプ５の出力信号θらを制限するりば
ツタ−１１０はリミッタ−９の出力信号θ。と舵取機ポ
ンプ傾転レバー１１の傾転角を表わす傾転角指示ポテン
ショメータ１２の出力信号θとの偏差信号θｅを演算す
る減算器、１３は減算器１０で出力する偏差信号θＣを
増巾する電力増巾器、１４は電力増巾器１３の出力電圧
Ｖｅによｐトルクを発生し、舵取機ポンプ傾転ジノバー
１１を傾転させるトルクモータ、１５Δ、１５Ｂｌ−ｊ
、各々舵取機ポンプ傾転レバ１１の傾転角を制限する機
械的ストッパーでろる０ 上記のようにｈヤ成した従来のシングルループ舵取機に
おいて、舵角指令器１より舵角指令ポテンショメータ出
力信号あを出力すると、この出力信号δ０と実舵角指示
ポテンショメータ４の実舵角信号δとの実舵角偏差信号
δｅを減算器２で演算し、この実舵角偏差信号δｅをバ
ッファシュミレーションアップ５、リミッタ−９により
処理し、信号へとして出力する。この出力信号θ。と傾
転角指示ポテンショメータ１２の出力信号θとの間に偏
差が生じたと＠（は、偏差信号θｅを電力増巾器１６で
増巾し、電力増巾器１６の出力電圧Ｖｅによりトルクモ
ータ１４を駆動し、舵取機ポンプ傾転レバー１１を傾転
させる。舵取機ポンプ傾転レバー１１が傾転すると不図
示の舵取機ポンプは舵取機のシリンダを、駆動させ、舵
６が動き舵角指示ポプンショメータ出力信号ａｏと実舵
角信号δが等しくなる。

バッファシュミレーションアンプ５は第５図（ａ）に示
すように実舵角偏差信号ろＣがバッファシュばレーショ
ンアンプ５に人力するとその出力信号べは第５図（ｂｌ
に示すようにある所定の傾斜を持って立上がるようＫな
る。これ（は舵取機ポンプの保護のためでるる。すなわ
ち出力信号υ６が急な立上がりを示し、それに従って電
力増巾器１６の出力信号Ｖｅが急に犬きくなるトルクモ
ータ１４が急に回転し、舵取機ポンプ傾転レバー１１を
急に回転はせる。このため舵取機ポンプはキャビテーシ
ョンを発生し操舵不能となる。さらに、バッファシュミ
レーションアンプ５の出力信号θ６の立上がりの傾斜を
ｂまりゆるくすると舵取機１１がオーバーシュートまた
はハンチングを起こすようになる。

これらを防市するためバッファシュミレーションアップ
５は、その出力信号θ４をある所定の傾斜を持って立上
がるようにしている。

しかじな−がら、このような従来のシングルループ舵取
機にめりでは、舵取機ポンプ傾転レバー１１の制限角が
機械的ストッパー１５Ａ、１５ＢＫよって定まっている
ため、パンファーシュミレーションアンプ５及びリミッ
タ−９の信号処理ではトルクモータ１４の回転イナーシ
ャにより舵取機ポンプ傾転レバー１１が激しく機械的ス
トッパー１５Ａ、１５ＢＫ衝突し、トルクモータ１４や
舵取機ポンプ傾転レバー１１を損傷するという問題点が
めった。

この問題点を解決するためりεツタ−９からの出力信号
へに対する舵取機ポンプ傾転レバー１１の傾転角θの追
従精度を悪くする、すなわち電力増巾器１６の利得を下
げると舵取機ポンプ傾転レバー１１を傾転させるのに必
要なトルクが摩擦の変化等により変化した場合、信号θ
０と傾転角“の偏差信号θｅが犬きくなって釣合うこと
になり、舵６の左右のスピードが異なると−う問題点も
生じる。

〔発明の目的〕

この発明は上記し念問題点を改善したシングルループ舵
取機を提供することを目的とするものでろる。

〔発明の概要〕

この発明のシングルループ舵取機は舵角を指令したとき
、指令した舵角と実舵角との差でろる実舵角偏ｉ信号ｔ
−バッファシュミレーションアンプで、ある傾斜を持っ
て立上がる信号に変換し、この信号と舵取機ポンプ傾転
レバー角の信号との偏差信号を比例増巾器及びこの比例
増巾器と並列に設けた積分器に入力し、この比例増巾器
の出力信号と、積分器と直列に設けたりεツタ−の出力
信号を加算し、この加算信号を電力増巾器で増申しトル
クモータを駆動することにより舵取機ポンプ傾転レバー
を機械的ストッパーの近くでなめらかに動かし、機械的
ストッパーに衝撃を少なくして当てるもので多る。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図でめり、
図におりて１〜１４及び１５Ａ、１５Ｂは上記従来のシ
ングルループ舵取機と同一のものでるる。１６は減算器
１０が出力する偏差信号θｅに比例した信号θｅｐを出
力する比例増巾器、１７は比例増巾器１６と並列に設け
られ、前記偏差信号θｅを積分する積分器、１８は積分
器１７と直列に設けられ積分器１７の出力を一定レベル
に制限するリミッタ−１１９は比例増巾器１６の出力信
号θｅｐとリミッタ−１８の出力信号θｅＩを加算し、
この加算計号θＳを電力増巾器１６に出力する加算器で
ある。２Ｃ１ｊセンタスプリングであり、通常時は舵取
機ポンプ傾転レバー１１を中心位置に保持している。

上記のように構成はれたシングルループ舵取機において
、舵角指令器１の出力信号らにより減算器２で実舵角偏
差信号δｅが第２図（ａ）に示すように発生するト、バ
ッファシュごレーションアンプ５から図（ｂ）　Ｋ示す
出力信号へ′を出力する。なお、この出力信号体が舵取
ポンプがキャビテーションを発生しない程度で、かつ舵
取機がオーバーシュートあるいはハンテングレない程度
の立上り傾斜をもつヨウバッファシュミレーションアン
プ５のリミッタ−７の制限値と積分器８の積分定数ＴＡ
は調整してめる。

このバッファシュミレーシミ／アンプ５の出力信号θ６
はリミッタ−９で制限され、リミッタ−９から信号化と
して出力し、減算器１０に入る。

リミッタ−９の制限値は舵取機ポンプ傾転レバー１１の
傾転が機械的ストッパー１５Ａ、１５Ｂで制限される機
械的制限角以上となるように電力増巾器１６の利得と合
わせて定められている。

舵取機ポンプ傾転レバー１１が中心位置にろるときは、
減算器１０からは図（Ｃ）の実線に示すようにリミッタ
−９から出力する信号らがそのまま偏差信号θｅとして
出力される。この偏差信号θｅは比例増巾器１６に入り
、図（ｄ）に示す信号θｅｐとなる。−万、積分器１７
及びＩＪ　ミツター１８を通った偏差信号θｅは積分器
１７の積分定数とＩＪ　ミツター　１８の制限値θｅＩ
Ｌで定まる時間Ｔｅ工で立上がる図（ｅ）で示した信号
θｅ工となる。

この信号θｅＩと比例増巾器１６の出力信号θｅｐは和
する加算信号θＳとなシミ力増巾器１６に入力される。

電力増巾器１６からは加算信号θＳに対応した図（ｇ）
に示す電圧Ｖｅが出力きれ、との電圧Ｖｅがトルクモー
タ１４を励磁する。トルクモータ１４が励磁きれると励
磁電力の平方根に比例したトルクを出力し、舵取ポンプ
傾転レバー１１を傾転式せる。このときの傾転角θは比
例増巾器１６と積分器１７．リミッタ−１８により図（
ｈ）に示すようになめらかに上限に達することがら、機
械的ストッパー１５Ａに衝撃を少なくして当てることが
できる。

舵取機ポンプ傾転レバー１１が傾転することにより舵取
機ポンプの流量が変化し、舵６が動く。

また舵取機ポンプ傾転レバー１１の傾転角θは減算器１
０にフィードバックされ、第２図（ｅ）〜（ｇ）の点線
で示すように各々の出力信号を変化させる。

きらに舵６の実舵角も減算器２にフィードバックでれる
。

上記のように構成したシングルループ舵取機にνいて、
積分器１７とりミツタ−１８が無いとすると、実舵角偏
差を表わすＩＪ　９ツタ−９からの出力信号へに対する
舵取機ポンプ傾転レバー１１の傾転角θの追従精度を同
上坏せるためには電力増１］器１６の利得を高くする必
要がろる。電力増巾器１６の利得を高くすると、トルク
モータ１４は高トルクを出力し、第３図（ａ）に示すよ
うにオーバーシュートして、舵取機ポンプ傾転レバー１
１が機械的ストッパー１５Ａ、１５Ｂに激しく当たるこ
とになる。

また上記オーバーシュートを防止するため、第６図（ｂ
）に示す波形になるように、傾転角θの時間的変化をフ
ィードバックすると傾転角θの遅れにより舵６がオーバ
ーシュートまたはハンチングを発生してしまう。

しかし上記実施例に示すように、比例増巾器１６と並列
に積分器１７とリミッタ−１８を設けて、比例増１］器
１６の出力信号θｅｐとりピック−１８の出力信号θｅ
工を加算することにより電力増巾器１６の利得を高くせ
ずに追従精度を上げることができる。

さらシてりはツタ−９の制限値を機械的ストッパー１５
Ａ、１５Ｂによる機械的制限角以上にして、舵取ポンプ
傾転レバー１１を機械的ストッパーに当てるようにして
いるため、摩擦の変化等がめっても左右の舵スピードを
一定にすることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明のシングルループ舵取機
は舵角指令により舵取機ポンプ傾転レバーを機械的スト
ッパーに衝撃を少なくして当てることから、トルク七−
夕及び舵取機ポンプ傾転レバーの損傷を防いで舵角指令
値（Ｃ対する実舵角の追従精度の向上を図ることがでさ
ると共に左右の舵スピードも安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ｒｉこの発明の実施例を示したブロック図、第
２図（ａ）〜（ｈ）は第１図に示した実施例の波形図、
第３図（ａ）、　（ｂ）は傾転角を示した波形図、第４
図は従来のシングルループ舵取機を示したブロック図、
第５　図（ａ）、　（ｂｌハバツファシュミレーション
アンプの入出力波形図である。 １・・・舵角指令器、２・・・減算器、６・・・舵、４
・・・実舵角指示ポテンショメータ、５・・・バッファ
シュだレーションアンプ、６・・・減算器、７・・・リ
ミッタ−１８・・・積分器、９・・・りごンター、１ｏ
・・・減算器、１１・・・舵取機ポンプ傾転ｌ／パー、
１２・・・傾転角指示ポテンショメータ、１′５・・・
電力増巾器、１４・・・トルクモータ、１５Ａ、１５Ｂ
・・・機械的ストツバ−１１６・・・比例増巾器、１７
・・・積分器、１８・・・リミッタ−１１９・・・加算
器。 代理人　弁理士　木　村　三　朗 第３図 θ 第５図 ｅ （・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 舵角を指令する舵角指令器と；該舵角指令器が出力する
   舵角と実舵角との差を演算する減算器と；リミッタ及び
   積分器を有し、前記減算器からの出力信号をある傾斜を
   持つて立上がる信号とするバツフアシユミレーシヨンア
   ンプと；該バツフアシユミレーシヨンアンプの出力を制
   限するリミッターと；該リミッターの出力と舵取機ポン
   プ傾転レバー角の信号との差を演算する減算器と；該減
   算器の出力に比例した信号を出力する比例増巾器と；前
   記減算器の出力を積分する積分器と；該積分器の出力を
   制御するリミッターと；該リミッターの出力信号と前記
   比例増巾器の出力信号を加算する加算器と；該加算器の
   出力を増巾する電力増巾器と、該電力増巾器の出力によ
   りトルクを発生し、舵取機ポンプ傾転レバーを傾転させ
   るトルクモータとを備えて船舶の舵を制御するシングル
   ループ舵取機。