JP2622270B2 - Marine automatic rotation control device - Google Patents
Marine automatic rotation control deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は船舶の回動運動を自動制御する制御装置に関
する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a control device for automatically controlling the turning motion of a ship.
［従来の技術］ 従来、２軸可変ピッチプロペラおよびバウスラスタを
搭載した船舶では、これらの機器の駆動を制御すること
により、船舶の船首方位を変更するように旋回する回頭
運動、すなわち回動運動を自動制御する装置は装備され
ていない。2. Description of the Related Art Conventionally, in a ship equipped with a two-axis variable pitch propeller and a bow thruster, by controlling the driving of these devices, a turning movement that turns to change the heading of the ship, that is, a turning movement, is performed. There is no equipment for automatic control.
このため、この種の船舶が港湾部などの狭隘な海域で
回動運動を行なう場合には、タグボートを随伴させた
り、アンカーを使用して船首の方位変更を行なってい
る。For this reason, when a ship of this type performs a turning motion in a narrow sea area such as a harbor, a tug boat is attached or an azimuth of the bow is changed using an anchor.
［発明が解決しようとする課題］ このような従来の船舶では、回動運動を行なう場合
に、タグボードの用役のための費用が必要であり、ある
いはアンカーの昇降に多くの手間を要している。さら
に、このような船舶を回動運動させて船首方位を変更す
る作業を、安全且つ円滑に行なうには、高度の熟練した
技術が必要で、この作業を行なうことが困難であった。[Problem to be Solved by the Invention] In such a conventional ship, when performing a rotating motion, it is necessary to pay for the service of the tag board, or a lot of labor is required to raise and lower the anchor. ing. Furthermore, in order to safely and smoothly perform such an operation of rotating the ship to change the heading, a highly skilled technique is required, and it has been difficult to perform this operation.
本発明は前記事情に基づいてなされたもので、タグボ
ートやアンカーに依らず船舶の回動運動を安全且つ円滑
に行なうことができる船舶用自動回動制御装置を提供す
ることを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an automatic rotation control device for a ship that can perform the rotation of the ship safely and smoothly regardless of a tug boat or an anchor.
［課題を解決するための手段］ 本発明の発明者は、２軸可変ピッチプロペラ、２舵お
よびバウスラスタを有する船舶の回動運動を制御するた
めに必要な条件が、船舶の左舷および右舷のプロペラ翼
角、左舷および右舷の舵角およびバウスラスタの翼角で
あることを見出し、これらのデータを基にして各機器を
駆動することにより船舶を適切に回動運動させることが
できることを見出した。[Means for Solving the Problems] The inventor of the present invention requires that the conditions necessary for controlling the rotational movement of a ship having a two-axis variable pitch propeller, two rudders and a bow thruster be controlled on the port and starboard propellers of the ship. The wing angle, the port and starboard rudder angles, and the wing angle of the bow thruster were found. Based on these data, it was found that the ship could be appropriately rotated by driving each device.
従って、前記目的を達成するために本発明の舶用自動
回動制御装置は、２軸可変ピッチプロペラ、２舵および
バウスラスタを有する船舶において、船舶の方位信号、
目標回動角速度および位置信号を入力する手段と、入力
された前記船舶の方位信号を微分処理して回動角速度を
算出し、算出した回動角速度と目標回動角速度が一致す
るように左右舷指令舵角およびバウスラスタ翼角を演算
処理する手段と、入力された前記船舶の位置信号を微分
演算処理して前記船舶の移動速度を算出し、算出した船
舶の移動速度と前記船舶の方位信号とから前記船舶の前
後方向速度を零とするように左右舷プロペラ指令翼角を
演算処理する手段と、前記各演算処理する手段による演
算結果に基づいて前記船舶に搭載された左右舷操舵機お
よびバウスラタ翼角駆動装置に駆動信号を出力するとと
もに左右舷プロペラ翼角駆動装置に駆動信号を出力する
手段とを具備することを特徴とするものである。Therefore, in order to achieve the above object, an automatic rotation control device for a marine vessel of the present invention provides a vessel having a two-axis variable pitch propeller, two rudder and bow thrusters,
Means for inputting a target rotation angular velocity and a position signal, and a differential processing of the input azimuth signal of the vessel to calculate a rotation angular velocity, and a port side port so that the calculated rotation angular velocity coincides with the target rotation angular velocity. Means for processing the command rudder angle and bow thruster wing angle, and calculating the moving speed of the ship by differentiating the input position signal of the ship, calculating the moving speed of the ship and the azimuth signal of the ship. Means for calculating the side-to-side propeller command blade angle so as to make the forward and backward speed of the ship zero, and a portside steering machine and a bow slatter mounted on the ship based on the calculation results of the respective processing means. Means for outputting a drive signal to the blade angle drive device and outputting a drive signal to the port side propeller blade angle drive device.
［作 用］ 演算処理手段で、入力された各データに基づいて左右
舷のプロペラ推力が相殺されるように両舷のプロペラ翼
角を調整し、船舶が目標とする回動角速度で回動するよ
うに舵角およびバウスラスタ翼角を調整して、左右操舵
機、左右舷翼角駆動装置およびバウスラスタ翼角駆動装
置を駆動することにより、船舶を前後移動が伴わないそ
の場旋回することができる。[Operation] The arithmetic processing means adjusts the propeller blade angles on both sides so that the propeller thrusts on both sides are canceled based on the input data, and the ship turns at the target turning angular velocity. By adjusting the rudder angle and the bow thruster blade angle as described above, and driving the left and right steering machine, the port side blade angle drive device, and the bow thruster blade angle drive device, the ship can turn on the spot without moving forward and backward.
［実施例］ 以下本発明を図面で示す実施例について説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention shown in the drawings will be described below.
第１図は本発明の制御装置のシステム構成を示してい
る。FIG. 1 shows the system configuration of the control device of the present invention.
第１図において、１は船上に装備されたジャイロコン
パスで、このジャイロコンパスよりの信号は自船の方位
信号２として制御演算部３に入力される。４は船上に設
けられた目標回動角速度設定部で、目標回動角速度信号
を制御演算部３に入力する。５は船上に設けられた船体
の位置計測装置で、船体の位置信号X,Yを制御演算部３
に入力する。増幅器6a,6bは制御演算器３で演算処理さ
れた指令舵角信号δ＊を増幅して船の右舷および左舷に
設けた操舵機9a,9bに伝送する。増幅器7a,7bは制御演算
部３で演算処理された右舷プロペラ指令翼角信号φＳ ＊
および左舷プロペラ指令翼角信号φｐ ＊を増幅して右舷
翼角駆動装置10aおよび左舷翼角駆動装置10bに伝送す
る。増幅器８は制御演算部３で演算処理された指令バウ
スラスタ翼角信号φSM ＊を増幅してバウスラスタ翼角駆
動装置11に伝送する。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a gyrocompass mounted on a ship, and a signal from the gyrocompass is input to a control operation unit 3 as an azimuth signal 2 of the own ship. Reference numeral 4 denotes a target rotation angular velocity setting unit provided on the ship, and inputs a target rotation angular velocity signal to the control calculation unit 3. Numeral 5 is a hull position measuring device provided on the ship, which controls the position signals X and Y of the hull.
To enter. The amplifiers 6a and 6b amplify the command steering angle signal δ * that has been processed by the control calculator 3 and transmit it to the steering devices 9a and 9b provided on the starboard and port sides of the ship. The amplifiers 7a and 7b are provided with a starboard propeller command blade angle signal φ S * calculated by the control calculation unit 3 .
And amplifies the port propeller command wing angle signal φ p * and transmits it to starboard wing angle drive device 10a and port wing angle drive device 10b. The amplifier 8 amplifies the command bow thruster blade angle signal φ SM * that has been processed by the control calculator 3 and transmits it to the bow thruster blade angle driving device 11.
第２図は制御演算部３のシステム構成を示している。
第２図において、12は微分演算装置で、方位信号２を微
分し回動角速度ｒを演算処理する。13は加算器で、微分
演算装置12で演算処理された回動角速度信号ｒと目標回
動角速度信号ｒ＊の差を演算処理するものである。14は
計数器で、目標回動角速度に関するバウスラスタ翼角の
制御ゲインを設定する。15はリミッタで、バウスラスタ
翼角信号がバウスラスタ翼角駆動装置11の最大許容翼角
を越えないようにするものである。16は計数器で、目標
回動角速度に関する舵角の制御ゲインを設定する。17は
リミッタで、舵角の指令信号が操舵機9a,9bの最大許容
領を越えないようにするものである。18a,18bは微分演
算装置で、位置計測装置５で得られた船***置を微分演
算し船速成分VX,VYを算出する。19は前後船速演算装置
で、微分演算装置18a,18bで演算された船体の速度成分V
X,VYおよび方位信号２を演算処理し船体の前後船速Ｕを
算出する。20a,20bは計数器で、右舷および左舷のプロ
ペラ翼角に対する制御ゲインを設定する。21a,21bは加
算器で、計数器20a,20bで演算された左右舷プロペラ翼
角信号に補正翼角信号設定部22で設定された補正翼角信
号φＯを加算処理する。23a,23bはリミッタで、翼角指
令信号が翼角駆動装置10a,10bの最大翼角を越えないよ
うにするものである。FIG. 2 shows a system configuration of the control operation unit 3.
In FIG. 2, reference numeral 12 denotes a differential operation device for differentiating the azimuth signal 2 and for calculating a rotational angular velocity r. Numeral 13 denotes an adder for calculating the difference between the rotation angular velocity signal r calculated by the differential operation device 12 and the target rotation angular velocity signal r * . A counter 14 sets a control gain of a bow thruster blade angle with respect to a target rotation angular velocity. A limiter 15 prevents the bow thruster blade angle signal from exceeding the maximum allowable blade angle of the bow thruster blade angle drive device 11. Reference numeral 16 denotes a counter for setting a control gain of a steering angle with respect to a target rotation angular velocity. A limiter 17 prevents the steering angle command signal from exceeding the maximum allowable range of the steering devices 9a and 9b. 18a, 18b is calculated by the differential arithmetic unit, a position measuring device 5 obtained in the hull position and differential operation Funesoku component V X, the V Y. Reference numeral 19 denotes a front and rear boat speed calculating device, and the speed component V of the hull calculated by the differential calculating devices 18a and 18b.
The X , VY and azimuth signals 2 are processed to calculate the ship speed U before and after the hull. Reference numerals 20a and 20b denote counters for setting control gains for the propeller blade angles on the starboard and port sides. 21a, 21b is an adder, counter 20a, adds processing correction blade angle signal phi O which is set to the calculated port and starboard propeller blade angle signal correction blade angle signal setting unit 22 at 20b. Reference numerals 23a and 23b denote limiters for preventing the blade angle command signals from exceeding the maximum blade angles of the blade angle driving devices 10a and 10b.
このように構成した自動回動制御装置について説明す
る。The automatic rotation control device configured as described above will be described.
ジャイロコンパス１から方位信号２を制御演算部３の
微分演算装置12に入力し、この装置12で回動角速度を算
出する。得られた回動角速度信号は加算器13で目標回動
角速度信号との差を演算され、計数器14と計数器16に送
られる。そして、計数器14およびリミッタ15で指令バウ
ススラタ翼角信号を得、この信号を増幅器８を介してバ
ウスラスタ翼角駆動装置11に伝送する。この駆動装置11
は翼角信号を受けてバウスラスタを駆動し、その翼角を
信号に応じた大きさに制御する。また、計数器16および
リミッタ17で指令舵角信号を得、この信号を増幅器6a,6
bを介して操舵機9a,9bに伝送する。操舵機9a,9bでは舵
角信号を受けて駆動し舵角を信号に応じた大きさに制御
する。しかして、これらバウスラスタ翼角および舵角は
船舶が目標とする回動角速度で回動（旋回）するように
調整する。さら、に位置計測装置５から船体の位置信号
X,Yを制御演算部３の微分演算装置18a,18bに入力し、こ
の装置18a,18bで船速成分を算出し、次いで得られた船
速成分信号と方位信号とを前後船速演算装置19で演算し
て前後船速を得る。この前後船速信号に基づいて計数器
20a,20bでプロペラ翼角信号を算出し、加算器21a,21bで
プロペラ翼角信号に補正翼角信号を加算処理した後に、
リミッタ23a,23bおよび増幅器7a,7bを介して各翼角駆動
装置10a,10bに伝送する。各翼角駆動装置10a,10bは左右
舷に設けたプロペラの翼角を信号に応じた大きさに調整
する。しかして、ここでは船体の前後方向速度が零とな
るように、すなわち左右舷のプロペラ推力が相殺される
ように左舷および右舷のプロペラ翼角を調整する。The azimuth signal 2 is input from the gyro compass 1 to the differential operation device 12 of the control operation unit 3, and the device 12 calculates the rotational angular velocity. The difference between the obtained rotation angular velocity signal and the target rotation angular velocity signal is calculated by an adder 13 and sent to a counter 14 and a counter 16. Then, a command bow slutter blade angle signal is obtained by the counter 14 and the limiter 15, and this signal is transmitted to the bow thruster blade angle driving device 11 via the amplifier 8. This drive 11
Drives the bow thruster in response to the blade angle signal, and controls the blade angle to a size corresponding to the signal. A command steering angle signal is obtained by the counter 16 and the limiter 17, and this signal is amplified by the amplifiers 6a and 6a.
The signal is transmitted to the steering gears 9a and 9b via b. The steering devices 9a and 9b receive the steering angle signal and drive to control the steering angle to a magnitude corresponding to the signal. The bow thruster blade angle and the rudder angle are adjusted so that the ship turns (turns) at the target turning angular velocity. Furthermore, the position signal of the hull from the position measuring device 5
The X and Y are input to the differential operation devices 18a and 18b of the control operation unit 3, and the boat speed components are calculated by the devices 18a and 18b. Calculate with 19 to get the ship speed. The counter based on this speed signal
After calculating the propeller blade angle signal in 20a, 20b and adding the corrected blade angle signal to the propeller blade angle signal in the adders 21a, 21b,
The signals are transmitted to the blade angle driving devices 10a and 10b via the limiters 23a and 23b and the amplifiers 7a and 7b. Each blade angle drive device 10a, 10b adjusts the blade angle of a propeller provided on the port side to a size corresponding to the signal. Here, the port and starboard propeller blade angles are adjusted so that the forward and backward speed of the hull becomes zero, that is, the thrust of the propellers on both sides is offset.
このように船舶の舵角、バウスラスタ翼角およびプロ
ペラ翼角を調整することにより、船舶が前後移動を伴わ
ないその場回動（旋回）を行なうことができる。すなわ
ち、狭い海域でもタグボートやアンカーに依存すること
なく、船舶を安全に円滑に回動運動させ船首方位を変更
するように旋回させることができる。By adjusting the rudder angle, bow thruster blade angle, and propeller blade angle of the ship in this manner, the ship can perform on-the-spot turning (turning) without moving forward and backward. In other words, even in a narrow sea area, the ship can be safely and smoothly rotated and turned so as to change the heading direction without depending on the tug boat or the anchor.
［発明の効果］ 以上説明したように本発明の舶用自動回動制御装置
は、入力手段において船舶に方位信号および目標回動角
速度と位置信号とを入力し、さらにバウスラスタ翼角お
よび舵角用演算処理手段において方位信号および目標回
動角速度を用いて目標とする角速度の回動運動を行わせ
るための左右舷指令舵角およびバウスラスタ翼角を算出
し、またプロペラ翼角用演算処理手段において位置信号
および方位信号を用いて船舶の前後方向速度を零とする
ための左右舷プロペラ指令翼角を算出して、舵角、バウ
スラスタ翼角およびプロペラ翼角を制御することによ
り、船舶を前後移動が少ないその場での回動運動（回頭
運動）をさせることができる。[Effects of the Invention] As described above, the marine automatic turning control device of the present invention uses the input means to input the azimuth signal, the target turning angular velocity, and the position signal to the ship, and further calculates the bow thruster wing angle and the steering angle. The processing means calculates a port command rudder angle and a bow thruster wing angle for causing the target angular velocity to perform a rotational motion using the azimuth signal and the target rotational angular velocity, and the position signal is calculated by the propeller wing angle arithmetic processing means. By using the azimuth signal and calculating the port side propeller command blade angle to make the ship's forward and backward speed zero, and controlling the rudder angle, bow thruster blade angle and propeller blade angle, the ship moves less forward and backward. Rotational movement (turning movement) can be performed on the spot.
第１図は本発明の自動回動制御装置の一実施例のシステ
ム構成を示すブロック図、第２図は第１図における制御
演算部のシステム構成を示すブロック図である。 １……ジャイロコンパス、３……制御演算部、４……目
標回動角速度入力装置、５……位置計測装置、9a,9b…
…操舵機、10a,10b……翼角駆動装置、11……バウスラ
スタ翼角駆動装置。FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of an embodiment of the automatic rotation control device of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a system configuration of a control operation unit in FIG. 1 ... Gyro compass, 3 ... Control calculation unit, 4 ... Target rotation angular velocity input device, 5 ... Position measurement device, 9a, 9b ...
… Steering machines, 10a, 10b… Blade angle drive device, 11… Bow thruster blade angle drive device.
Claims (1)
スラスタを有する船舶において、船舶の方位信号、目標
回動角速度および位置信号を入力する手段と、入力され
た前記船舶の方位信号を微分処理して回動角速度を算出
し、算出した回動角速度と目標回動角速度が一致するよ
うに左右舷指令舵角およびバウスラスタ翼角を演算処理
する手段と、入力された前記船舶の位置信号を微分演算
処理して前記船舶の移動速度を算出し、算出した前記船
舶の移動速度と前記船舶の方位信号とから前記船舶の前
後方向速度を零とするように左右舷プロペラ指令翼角を
演算処理する手段と、これら各演算処理する手段による
演算結果に基づいて前記船舶に搭載された左右舷操舵機
およびバウスラスタ翼角駆動装置に駆動信号を出力する
とともに左右舷プロペラ翼角駆動装置に駆動信号を出力
する手段とを具備することを特徴とする舶用自動回動制
御装置。1. A vessel having a two-axis variable pitch propeller, two rudders and a bow thruster, means for inputting a direction signal, a target rotation angular velocity and a position signal of the vessel, and differentiating the inputted direction signal of the vessel. Means for calculating the turning angular velocity, calculating the port command steering angle and the bow thruster wing angle so that the calculated turning angular velocity matches the target turning angular velocity, and differentially calculating the input position signal of the vessel. Means for calculating the moving speed of the ship by processing, and calculating the port side propeller command wing angle from the calculated moving speed of the ship and the direction signal of the ship so that the longitudinal speed of the ship is zero. And outputting a drive signal to a portside steering device and a bow thruster wing angle drive device mounted on the ship based on the calculation results of the respective calculation processing means, and Marine automatic turning control apparatus characterized by comprising a means for outputting a drive signal to Pera blade angle drive.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63146458A JP2622270B2 (en) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | Marine automatic rotation control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63146458A JP2622270B2 (en) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | Marine automatic rotation control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01314694A JPH01314694A (en) | 1989-12-19 |
| JP2622270B2 true JP2622270B2 (en) | 1997-06-18 |
Family
ID=15408096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63146458A Expired - Fee Related JP2622270B2 (en) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | Marine automatic rotation control device |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP2622270B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10647401B2 (en) | 2016-03-25 | 2020-05-12 | Yanmar Co., Ltd. | Boat |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP5055243B2 (en) * | 2008-10-28 | 2012-10-24 | 三菱重工業株式会社 | Propeller control device for variable pitch propeller ship |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5996096A (en) * | 1982-11-22 | 1984-06-02 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Steering apparatus for vessel |
| JPS6255293A (en) * | 1985-09-05 | 1987-03-10 | Tokyo Keiki Co Ltd | Turn control device of ship |
-
1988
- 1988-06-14 JP JP63146458A patent/JP2622270B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10647401B2 (en) | 2016-03-25 | 2020-05-12 | Yanmar Co., Ltd. | Boat |
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| JPH01314694A (en) | 1989-12-19 |
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Legal Events
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