JPS5838357B2 - Ship motion control device - Google Patents
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- JPS5838357B2 JPS5838357B2 JP11970174A JP11970174A JPS5838357B2 JP S5838357 B2 JPS5838357 B2 JP S5838357B2 JP 11970174 A JP11970174 A JP 11970174A JP 11970174 A JP11970174 A JP 11970174A JP S5838357 B2 JPS5838357 B2 JP S5838357B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は潜水船や浮遊海上作業台などの船体の船首尾
部に１対のスラスタをもった船舶の運動制画装置に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a motion planning device for a vessel, such as a submersible or a floating offshore work platform, which has a pair of thrusters at the bow and stern of the vessel.
以下は、潜水船に例をとり、船首尾部に配設された１対
の水平スラスタによる回頭並びに横方向並進運動につい
て述べるが、これは浮遊海上作業台などについても或立
する。The following will take a submersible as an example and describe the turning and lateral translation movements by a pair of horizontal thrusters disposed at the bow and stern, but this also applies to floating offshore work platforms and the like.
また、潜水船においては、船首尾部に配設された１対の
垂直スラスタによる姿勢変換運動並びに上昇下降運動に
ついても、全く同様に或立する。In addition, in a submersible, the attitude change movement and the ascending and descending movements by a pair of vertical thrusters disposed at the bow and stern are performed in exactly the same manner.
従来のこの種船舶の運動制脚装置を第１図および第２図
を用いて説明する。A conventional movement restraint system for a ship of this type will be explained with reference to FIGS. 1 and 2.
第１図は潜水船の平面図で、１は潜水船の船体、２はダ
クト３内に設定された船首部の水平スラスタ、４はダク
ク５内に設定された船尾部の水平スラスタ、Ｐは船尾に
設定された主推進器である。Figure 1 is a plan view of the submersible, where 1 is the hull of the submersible, 2 is the horizontal thruster at the bow set in the duct 3, 4 is the horizontal thruster at the stern set in the duct 5, and P is the horizontal thruster at the stern part set in the duct 5. The main propulsion unit is located at the stern.
また、第２図は従来の潜水船の運動制御装置の概略的な
ブロック図で、６は潜水船の横方向並進運動の指令信号
発生器、７は潜水船の回頭運動の指令信号発生器である
。FIG. 2 is a schematic block diagram of a conventional motion control device for a submersible, in which 6 is a command signal generator for lateral translation of the submersible, and 7 is a command signal generator for turning motion of the submersible. be.
これら各指令信号発生器６，７は手動操作されるコント
ロールスタンド６ａ ，７ａと、ポテンショメータ６ｂ
，７ｂとから構或され、操船者が上記スタンド６ａ
，７ａを操作することにより、ポテンショメータ６ｂ，
７ｂから各指令信号ｙ，ψが出力されるようになされて
いる。Each of these command signal generators 6, 7 is connected to manually operated control stands 6a, 7a and a potentiometer 6b.
, 7b, and the operator stands on the stand 6a.
, 7a, the potentiometers 6b,
Each command signal y, ψ is outputted from 7b.
８，９はポテンショメータ６ｂからの横方向並進運動指
令信号ｙにゲイン定数ＧｙＡ，ＧｙＦを剰算するゲイン
定数設定器で、一方のゲイン定数設定器８は上記指令信
号ｙにゲイン定数ＧＦを剰算して船首部の水平スラスタ
２の回転数を制御する信号Ｇ，Ｆ・，を発生させるため
のものであり、他方のゲイン定数設定器９は上記指令信
号ｙにゲイン定数ＧｙＡを剰算して船尾部の水平スラス
タ４の回転数を制闘する信号ＧｙＡ・，を発生させるた
めのものである。8 and 9 are gain constant setters that multiply gain constants GyA and GyF to the lateral translational movement command signal y from the potentiometer 6b, and one gain constant setter 8 multiplies the gain constant GF to the command signal y. This is for generating signals G, F., which control the rotation speed of the horizontal thruster 2 in the bow section, and the other gain constant setting device 9 multiplies the command signal y by a gain constant GyA. This signal is used to generate a signal GyA to control the rotational speed of the horizontal thruster 4 at the stern.
１０．１１はポテンショメータ７ｂからの回頭運動の指
令信号ψにゲイン定数ＧψＦ，ＧψＡを剰算するゲイン
定数設定器で、一方のゲイン定数設定器１０は上記指令
信号ψにゲイン定数ＧψＦを剰算して船首部の水平スラ
スタ２の回転数を制御する信号ＧψＦ・ψを発生させる
ためのものであり、他方のゲイン定数設定器１１は上記
指令信号ψにゲイン定数ＧψＡを剰算して船尾部の水平
スラスタ４の回転数を制御する信号ＧψＡ・ψを発生さ
せるためのものである。10.11 is a gain constant setter that multiplies gain constants GψF and GψA to the rotational command signal ψ from the potentiometer 7b, and one gain constant setter 10 multiplies the gain constant GψF to the command signal ψ. This is to generate a signal GψF·ψ to control the rotation speed of the horizontal thruster 2 in the bow section, and the other gain constant setting device 11 multiplies the gain constant GψA to the command signal ψ to generate the signal GψF·ψ to control the rotation speed of the horizontal thruster 2 in the bow section. This is for generating a signal GψA·ψ that controls the rotation speed of the horizontal thruster 4.
１２．１３は上記ゲイン定数設定器８，９，１０，１１
からの信号を加算する加算器で、一方の加算器１２は上
記設定器８，１０からの信号ＧｙＦ−９とＧψＦ．ψを
加算して船首部の水平スラスタ２の回転速度ＮＨＦを決
定するための回転速度指令信号ｎＨＦを発生させるもの
であり、他方の加算器１３は上記設定器９，１１からの
信号ＧｙｉｙとＧψＡ．ψを加算して船尾部の水平スラ
スタ４の回転速度ＮＨＡを決定するための回転速度指令
信号ｎＨＡを発生させるものである。12.13 is the gain constant setter 8, 9, 10, 11
One adder 12 adds the signals GyF-9 and GψF. from the setters 8 and 10. ψ is added to generate a rotational speed command signal nHF for determining the rotational speed NHF of the horizontal thruster 2 at the bow. ．． ψ is added to generate a rotation speed command signal nHA for determining the rotation speed NHA of the horizontal thruster 4 in the stern section.
１５．１６は各スラスタ２，４の回転駆動装置で、上記
加算器１２，１３からの指令信号ｎＨＦｎＨＡを受けて
各スラスタ２，４を回転速度ｎＨＡ，ＮＨＦ で回転駆
動制御するものである。Reference numeral 15 and 16 designate a rotation drive device for each of the thrusters 2 and 4, which receives the command signal nHFnHA from the adders 12 and 13 and controls the rotation of each thruster 2 and 4 at rotational speeds nHA and NHF.
つぎに、上記構或の作動について説明する。Next, the operation of the above structure will be explained.
海面，海中では船の船首尾線Ｓが水流と平行な場合を除
いて、船体１が第４図の実線（４）で示すような姿勢に
あるとき、たとえば同図に示すような水流による横方向
並進力Ｆｗと回頭モーメントＭｗが同時に働らいている
。On the sea surface or underwater, when the hull 1 is in the attitude shown by the solid line (4) in Figure 4, unless the bow and stern line S of the ship is parallel to the water flow, for example, when the ship body 1 is in the attitude shown by the solid line (4) in Fig. A directional translational force Fw and a turning moment Mw are acting simultaneously.
そのため、この流体力Ｆｗに抗して、船体１の位置およ
び方位を実線（４）の状態に保持するためには、水流に
よる横方向並進力Ｆｗと回頭モーメントＭｗに相当する
横方向推力ＹＨおよび回頭モーメントＭＦＡを同時に船
体１に付与する必要がある。Therefore, in order to resist this fluid force Fw and maintain the position and orientation of the hull 1 in the state shown by the solid line (4), the lateral thrust YH corresponding to the lateral translational force Fw and the turning moment Mw due to the water flow and It is necessary to apply a turning moment MFA to the hull 1 at the same time.
つまり、流体力Ｆｗの方向が船首尾線Ｓに対して角度α
で交差し、かつこの角度αがたとえば鋭角の場合、合力
としての流体力Ｆｗは重心Ｇより船首部側へ７ｗだけ偏
位した作用点Ｗに働らく。In other words, the direction of the fluid force Fw is at an angle α with respect to the bow and stern line S.
, and when this angle α is, for example, an acute angle, the fluid force Fw as a resultant force acts on a point of application W that is deviated from the center of gravity G by 7w toward the bow side.
そのため、流体力Ｆｗによる船体１に働らく回頭モーメ
ントＭｗは、
Ｍｗ＝Ｆｗ２・ｌｗ
となる。Therefore, the turning moment Mw acting on the hull 1 due to the fluid force Fw is Mw=Fw2·lw.
上記流体力Ｆｗによる分力である横方向並進力Ｆｗ２と
回頭モーメン｝Ｍｗに抗して船体１を保持するためには
、船首尾部の水平スラスタ２，４を同時に回転させて、
各スラスタ２，４の推力ＹＨＦ ｊＹＨＡによる船体１
への合力としての横方向推力ＹＨと回頭モーメントＭＦ
Ａを同時に発生させ、この場合、船首尾線Ｓに平行な流
体力Ｆｗの分力Ｆ ｗ１に対しては、別の制御系で主推
進器Ｐによる推力ＦＰを発生させてつり合わせる。In order to hold the hull 1 against the lateral translational force Fw2 and the turning moment Mw, which are component forces due to the fluid force Fw, the horizontal thrusters 2 and 4 at the bow and stern parts are simultaneously rotated.
Hull 1 due to thrust of each thruster 2, 4 YHF jYHA
Lateral thrust YH and turning moment MF as the resultant force to
In this case, for the component force F w1 of the fluid force Fw parallel to the bow and stern line S, a thrust force FP by the main propulsion device P is generated in a separate control system to balance it.
上記各スラスタ２，４の横方向推力ＹＨＦ ｔＹＨＡは
その推力定数をＣＨＦｔＣＨＡ１回転速度をＮＨＦＩＮ
ＨＡ とすれば、ほぼ、
ここで、ｓｉｇｎ（ＮＨｐ）およびＳｉｇｎ（ＮＨＡ）
は各スラスタ２，４の回転速度ＮＨＦ）ＮＨＡの正負の
符号を示し、スラスタ２，４が第１図の矢印ａで示す正
転のとき正，矢印ｂで示す逆転のとき負である。The lateral thrust YHF tYHA of each thruster 2 and 4 above is the thrust constant CHFtCHA1 rotation speed NHFIN
If HA, approximately, here, sign(NHp) and Sign(NHA)
indicates the positive or negative sign of the rotation speed NHF)NHA of each thruster 2, 4, which is positive when the thrusters 2, 4 are rotating in the normal direction as indicated by arrow a in FIG. 1, and negative when rotating in reverse as indicated by arrow b in FIG.
よって、船首部と船尾部の水平スラスタ２，４の横方向
合威推力ＹＨは、
また、図中、ｌＦ，ｌＡは船体１の重心Ｇから各スラス
タ２，４の回転中心までの距離を示し、ＭＦＡ はこれ
らスラスタ２，４の横方向推力ＹＨＦ，ＹＨＡによる重
心０１つまりほぼ横方向抵抗中心まわりの回頭運動のモ
ーメントであるから、そこで、第２図に示す従来の制御
装置においては、横方向並進運動の指令信号発生器６か
ら横方向並進運動の指令信号ｙと同時に、回頭運動の指
令信号発生器７から回頭運動の指令信号ψを発生させ、
各スラスタ２，４の回転速度ＮＨＦｊＮＨＡが上記（２
） ， （８）式の条件を満足させるように制御しとこ
ろで、上記（９）、（ｔｏ）式の回転速度指令信号ｎＨ
ＦｊｎＨＡは船首尾部の水平スラスタ２，４を回転速度
ＮＨＦ，ＮＨＡで回転させるのに相当する信号であるか
ら、上記（９） ， ＣＩＤｉ式は実質的に、と置き換
えるとと力ｊできる。Therefore, the combined lateral thrust force YH of the horizontal thrusters 2 and 4 in the bow and stern parts is: Also, in the figure, lF and lA indicate the distance from the center of gravity G of the hull 1 to the rotation center of each thruster 2 and 4. , MFA is the moment of turning movement around the center of gravity 01, that is, approximately the center of lateral resistance, due to the lateral thrusts YHF and YHA of these thrusters 2 and 4. Therefore, in the conventional control device shown in FIG. Simultaneously with a command signal y for lateral translational movement from a command signal generator 6 for translational movement, a command signal ψ for turning movement is generated from a command signal generator 7 for turning movement,
The rotational speed NHFjNHA of each thruster 2, 4 is the above (2
), (8), and the rotational speed command signal nH of the above equations (9) and (to).
Since FjnHA is a signal equivalent to rotating the horizontal thrusters 2 and 4 at the bow and stern at rotational speeds NHF and NHA, the above equation (9) and CIDi can be substantially replaced with the force j.
したがって、（９）’，ＣＩＯ）’式を（４） ， （
５）式に代入して、（６）式から横方向合力ＹＨを求め
れば、
αυ式から明らかなように、横方向合力ＹＨは横方向並
進運動の指令信号ｙのほかに、回頭運動の指令信号ψの
影響を受け、また、０５）式から明らかなように回頭モ
ーメントＭＦＡは回頭運動の指令信号ψのほかに、横方
向並進運動の指令信号ｙの影響を受ける。Therefore, (9)', CIO)' expression (4), (
By substituting it into equation 5) and finding the lateral resultant force YH from equation (6), as is clear from the αυ equation, the lateral resultant force YH is not only the command signal y of the lateral translational movement, but also the command signal of the turning movement. In addition, as is clear from equation 05), the turning moment MFA is influenced by the command signal y for lateral translational movement in addition to the command signal ψ for turning movement.
すなわち、横方向合力ＹＨを発生させるために、指令信
号発生器６から信号ｙを発生させ、各スラスタ２，４の
回転速度ＮＨＦｊＮＨＡがαカ式に示す係数Ｃｙ１のみ
によって決定されればよいにもかかわらず、発生器７か
らも回頭指令信号ψが同時に発生しているため、（１３
）、（１４）式に示す係数Ｃｙ２，ＣｙｓをＯにしない
かぎり、（１υ式によって横方向合力ＹＨは回頭指令信
号ψの影響を受ける。That is, in order to generate the lateral resultant force YH, it is sufficient to generate the signal y from the command signal generator 6, and to determine the rotational speed NHFjNHA of each thruster 2, 4 only by the coefficient Cy1 shown in the α formula. Regardless, since the turning command signal ψ is also generated from the generator 7 at the same time, (13
), unless the coefficients Cy2 and Cys shown in equation (14) are set to O, the lateral direction resultant force YH is influenced by the turning command signal ψ according to the equation (1υ).
このことは回頭モーメントＭＦＡを発生させるために、
設定器７から信号ψを発生させる場合についても、（１
６）式に示す係数Ｃψ，をＯにしないかぎり、０９式に
よって回頭モーメントＭＦＡは同時に発生している横方
向並進運動の指令信号ｙの影響を受ける。This means that in order to generate a turning moment MFA,
Also when generating the signal ψ from the setting device 7, (1
Unless the coefficient Cψ shown in equation 6) is set to O, the turning moment MFA is influenced by the command signal y of the lateral translational movement occurring at the same time according to equation 09.
ここで、ＣＨＦ，Ｃｉ｛Ａは、それぞれ、船首および船
尾部の水平スラスタ２，４の推力定数であって、ＣＨＦ
＝ＣＨＡ＞Ｏである。Here, CHF, Ci{A are the thrust constants of the horizontal thrusters 2 and 4 at the bow and stern, respectively, and CHF
=CHA>O.
したがって、（ｌｇ５！Ｓ：．はＯとなり得ない。Therefore, (lg5!S:. cannot be O.
これをＯとするためには、ＩＧψＦｌ＝１ＧψＡ１＝０
、すなわち、回頭制画が不能なシステムとなる。In order to set this to O, IGψFl=1GψA1=0
In other words, the system becomes unable to perform rotation planning.
よって、αυ式より明らかな通り、横方向合力ＹＨは、
回頭指令信号ψに関係し、回頭運動指令が横方向並進運
動を伴なうことがわかる。Therefore, as is clear from the αυ formula, the lateral resultant force YH is
In relation to the turning command signal ψ, it can be seen that the turning movement command is accompanied by a lateral translational movement.
同様に、一例としてＮＨＦ＞ＯＮ ＮＨＡ＜０の場合を
考えると、横方向並進運動指令が回頭運動を伴なうこと
は（Ｌ６）式がＯとなり得ないことから明らかである。Similarly, considering the case where NHF>ON NHA<0 as an example, it is clear that the lateral translational movement command is accompanied by a turning movement since equation (L6) cannot be O.
したがって、第４図に示すように、実線ＡからＢの位置
に船体１を横方向並進運動させるため、横方向並進運動
指令信号ｙを発生させれば、船体１は仮想線Ｃで示すよ
うに回頭運動を伴ない、これを修正するために角度θの
回頭運動を行なわせると、仮想線Ｄで示すように横方向
に距離Ｘだけ編位する。Therefore, as shown in FIG. 4, if a lateral translation command signal y is generated to move the hull 1 in lateral translation from the solid line A to the position B, the hull 1 will move as shown by the imaginary line C. This is accompanied by a turning movement, and when a turning movement of an angle θ is performed in order to correct this, as shown by a virtual line D, a distance X is knitted in the lateral direction.
この距離Ｘを修正するために、横方向並進運動の指令信
号ｙを発生させると、再び回頭運動が伴ない、これらの
繰り返しによって実線Ｂで示す位置に船体１を移動させ
ることがきわめて困難である。When a command signal y for a lateral translation movement is generated in order to correct this distance .
なお、潜水船においては、船首部と船尾部に１対の水平
スラスタ２，４をもち、横方向並進運動（スウエイ）お
よび回頭運動（ヨウ）を同時に制御するのが普通であり
、上記説明はこの横方向並進運動と回頭運動についてで
あったが、上昇下降運動（ヒーブ）および姿勢角（ピッ
チ）制闘のために、さらに船首部と船尾部に１対の垂直
スラスタ（図示せず）をもつものが多い。It should be noted that a submersible generally has a pair of horizontal thrusters 2 and 4 at the bow and stern to simultaneously control lateral translational movement (sway) and turning movement (yaw). Regarding this lateral translational movement and turning movement, a pair of vertical thrusters (not shown) are installed at the bow and stern in order to control the vertical movement (heave) and the attitude angle (pitch). There are many things.
その場合、１対の垂直スラスタによる上昇下降運動と姿
勢角制闘との関係は、１対の水平スラスタによる横方向
並進運動と回頭運動との関係と、全く同じ達成関係とな
る。In that case, the relationship between the upward/downward movement by the pair of vertical thrusters and the attitude angle control is exactly the same as the relationship between the lateral translational movement and the turning movement by the pair of horizontal thrusters.
この発明は上記欠点を改善するためになされたもので、
各指令信号が同時に発生されて、各スラスタに所定の運
動を行なわせるにあたり、横方向並進運動と回頭運動と
の非連或化並びに上昇下降運動と姿勢角制御運動との非
連或化を達威できる船舶の運動制聞装置を提供すること
を目的とする。This invention was made to improve the above drawbacks.
Each command signal is generated at the same time to cause each thruster to perform a predetermined movement, achieving uncoupling between lateral translational movement and turning movement, and uncoupling between ascending and descending movement and attitude angle control movement. The purpose of the present invention is to provide a motion suppression device for ships that can be used to control ship movements.
以下、この発明の実症例を図面にしたがって説明する。Hereinafter, an actual case of this invention will be explained according to the drawings.
なお、ｌ対の水平スラスタによる横方向並進運動と回頭
運動との関係は、１対の垂直スラスタによる上昇下降運
動と姿勢角制御の関係と全く同じ関係となるので、以下
の説明は、水平スラスタによる横方向並進運動と回頭運
動との非連或化に例をとって述べる。Note that the relationship between the horizontal translational motion and the turning motion by the pair of horizontal thrusters is exactly the same as the relationship between the upward and downward motion and attitude angle control by the pair of vertical thrusters, so the following explanation will be based on the horizontal thruster. Let's take an example of the discoupling of lateral translational motion and rotational motion.
第３図はこの発明に係る制御装置のブロック図で、第２
図の従来例と同一の部分には同一番号を付してその詳し
い説明を省略する。FIG. 3 is a block diagram of the control device according to the present invention, and the second
The same parts as in the conventional example in the figure are given the same numbers and detailed explanation thereof will be omitted.
第３図において、１７，１Ｂは有符号平方根回路で、入
力信号の絶対値の平方根に入力信号の正負の符号をその
まま付したものを出力信号とする回路である。In FIG. 3, 17, 1B is a signed square root circuit, which outputs the square root of the absolute value of the input signal with the positive or negative sign of the input signal as it is.
これら回路１７．１８は加算器１２，１３の出力段に接
続されている。These circuits 17 and 18 are connected to the output stages of adders 12 and 13.
すなわち、有符号平方根回路１７．１８は加算器１２．
１３からの回転速度指令信号ＨＦ，ＨＡの絶対値の平方
根に、上記信号ｎＨｐｔｎＨＡの正負の符号Ｓｉｇｎ（
ｎＨｐ）、ｓｉｇｎ（ｎＨＡ）の符号を付した補正され
た回転速度指令信号ｎ ’｝ＩＦ ｅ ｎ ’ユを出力
する。That is, signed square root circuits 17.18 are connected to adders 12.18.
The positive/negative sign Sign (
nHp), a corrected rotational speed command signal n'}IF e n' with the sign (nHA) is output.
つまり、上記回転速度指令信号ｎＨＦ”ｎＨＡは船首尾
部の水平スラスタ２，４を回転速度ＮＨＦｊＮＨＡで回
転させるのに相当する信号であり、また補正された回転
速度指令信号ｎ’ＨＦｔ ｎ’ＨＡは上記スラスタ２，
４を回転速度Ｎ’ＨＦｔＮ’ＨＡで回転させるのに相当
する信号であるから、上記回転速度ＮＨＦ，ＮＨＡと、
補正された回転速度Ｎ’ＨＦｊＮ’ＨＡの関係式は次式
の通りとなる。In other words, the rotational speed command signal nHF"nHA is a signal equivalent to rotating the horizontal thrusters 2 and 4 at the bow and stern at the rotational speed NHFjNHA, and the corrected rotational speed command signal n'HFtn'HA is the signal corresponding to the rotational speed NHFjNHA. thruster 2,
4 at the rotational speed N'HFtN'HA, the above rotational speeds NHF, NHA,
The relational expression of the corrected rotational speed N'HFjN'HA is as follows.
ここで、前述の議論から、横方向合力ＹＨを回頭指令信
号ψに無関係とするには、（２５１式から、また、回頭
モーメントＭＦＡが横方向並進運動の指令信号ｙに無関
係となるためには、（２６）式からこの（２７）、（２
８）式を満たすように、ゲイン定数ＧψＦ，Ｇψえ，Ｇ
，Ｆ，Ｇ，Ａを決めれば、意図しない達成運動を消去で
きる。From the above discussion, in order for the lateral direction resultant force YH to be unrelated to the turning command signal ψ, (from equation 251, and in order for the turning moment MFA to be unrelated to the command signal y for lateral translational movement, , (26), this (27), (2
8) Set the gain constants GψF, Gψ, G
, F, G, and A, unintended achievement movements can be eliminated.
これは容易に実現することができ、その時のゲイン定娠
の関係は（２７）、（２８）式より
となる。This can be easily realized, and the gain constant relationship at that time is expressed by equations (27) and (28).
船首尾部の水平スラスタ２，４に同じ要目のものを採用
すれば、”ＨＡ＝”ＨＦだから、（２９），（イ）式よ
り
すなわち、第３図に示す制闘ブロック図において、回頭
運動指令信号ψにかかるゲイン定数は、船首部および船
尾部の水平スラスタ２，４で、大きさ等しく符号反対の
ものを採用し、横方向並進運動の指令信号ｙにかかるゲ
イン定数は、符号等しく、大きさは重心Ｇから、スラス
タ２，４までの距離の逆比をとればよいことがわかる。If the horizontal thrusters 2 and 4 at the bow and stern have the same features, since "HA=" HF, from equations (29) and (a), in other words, in the control block diagram shown in Fig. 3, the turning movement The gain constants applied to the command signal ψ are equal in magnitude and opposite in sign for the horizontal thrusters 2 and 4 at the bow and stern, and the gain constants applied to the command signal y for lateral translational movement are equal in sign and have the same sign. It can be seen that the size can be determined by taking the inverse ratio of the distance from the center of gravity G to the thrusters 2 and 4.
したがって、制御系に第３図で示すような有符号平方根
回路１７．１８を挿入することによって、連或運動を消
去して潜水船に意図した運動のみを起させ、この連或運
動の消去により、たとえば、第４図に示した実線Ａから
Ｂへ船体１を直接的に移動させることができ、操船者が
オペレーションを極めて容易に行なうことができる制御
装置を提供し得る。Therefore, by inserting signed square root circuits 17 and 18 as shown in Fig. 3 into the control system, the continuous motion is canceled and the submersible is caused only the intended motion. For example, it is possible to provide a control device that can directly move the hull 1 from the solid line A to B shown in FIG. 4, and that allows a boat operator to operate the boat extremely easily.
以上は、船首尾部に装備した１対の水平スラスタによる
横方向並進運動と、回頭運動の非連或化に関する説明で
あるが、前述の通り、船首尾部に装備した１対の垂直ス
ラスタによる上昇下降運動と、姿勢角制御の非連威化に
ついても、全く同じであり、また、水上船においても、
岸壁への接岸を容易にするため、船首部にバウスラスタ
をもつものが多いが、さらに接岸作業を容易にするため
、船尾部にもスラスタを装備した場合には、上記と全く
同じことがいえる。The above is an explanation of the lateral translation movement by a pair of horizontal thrusters installed at the bow and stern, and the uncoupling of the turning movement. The same is true for the uncoupling of motion and attitude angle control, and also for surface ships.
Many ships have a bow thruster at the bow to make berthing easier, but the same thing can be said if the stern is also equipped with a thruster to make berthing easier.
第１図は潜水船の一例を示す概略平面図、第２図は従来
例に係る同船の運動制御方法の一例を示すブロック回路
図、第３図はこの発明に係る運動制御方法の一例を示す
ブロック回路図である。
１・・・・・・船体、２・・・・・・船首部の水平スラ
スタ、４・・・・・・船尾部の水平スラスタ、６・・・
・・・１自由度運動の指令信号発生器、７・・・・・・
他自由度運動の指令信号発生器、６ａ，７ａ・・・・・
・コントロールスタンド、８，９，１０，１１・・・・
・・ゲイン定数設定器、１２，１３・・・・力口算器、
１５，１６・・・・・・スラスタの回転駆動装置、１７
，１８・・・・・・有符号平方根回路。FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of a submersible, FIG. 2 is a block circuit diagram showing an example of a conventional method for controlling the motion of the same, and FIG. 3 is an example of a method for controlling motion according to the present invention. FIG. 2 is a block circuit diagram. 1...Hull, 2...Horizontal thruster at the bow, 4...Horizontal thruster at the stern, 6...
...Command signal generator for one degree of freedom motion, 7...
Command signal generator for other degrees of freedom motion, 6a, 7a...
・Control stand, 8, 9, 10, 11...
...gain constant setter, 12,13...force calculator,
15, 16... Thruster rotation drive device, 17
, 18... Signed square root circuit.
Claims (1)
交する方向へ推力を発生させて船体に回頭運動と横方向
並進運動のような２自由度運動を行なわせる正逆転可能
な１対のスラスタと、これら各スラスタの回転方向と回
転速度を駆動制闘するスラスタの回転駆動装置と、上記
２自由度運動の各自由度運動を指令するためのコントロ
ールスタンドに操船者が船体の２自由度運動の方向と速
度とをそれぞれ指令したとき各自由度運動の指令信号を
個別に発生させる指令信号発生器と、上記２自由度運動
の指令信号にゲイン定数を剰算するゲイン定数設定器と
、ゲイン定数が剰算された各指令信号のうち互に異なる
自由度運動の指令信号同志を加算して各スラスタの回転
速度指令信号を発生させる加算回路と、これら各回転速
度指令信号における回転方向を保持しかつ回転速度指令
信号を平方根に開いてなる補正された回転速度指令信号
を上記各スラスタの回転，駆動装置に印加する有符号平
方根回路とを備え、上記船体の２自由度運動の制御を行
なうことを特徴とする船舶の運動制御装置。1. A pair of reversible units installed at the bow and stern of the ship that generate thrust in a direction perpendicular to the bow and stern line and allow the ship to perform two-degree-of-freedom movements such as turning and lateral translation. The thruster, the rotational drive device for the thruster that drives and controls the rotational direction and rotational speed of each thruster, and the control stand for commanding each of the above two degrees of freedom movements. a command signal generator that individually generates a command signal for each degree of freedom motion when the direction and speed of the two degrees of freedom motion are commanded; and a gain constant setter that multiplies a gain constant to the command signal for the two degrees of freedom motion. , an addition circuit that generates a rotational speed command signal for each thruster by adding together command signals of different degrees of freedom motion among the command signals with multiplied gain constants, and a rotational direction in each of these rotational speed command signals. and a signed square root circuit that holds the rotation speed command signal and applies a corrected rotation speed command signal obtained by dividing the rotation speed command signal to the square root to the rotation and drive device of each of the thrusters, and controls the two-degree-of-freedom motion of the ship body. A motion control device for a ship characterized by performing the following.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11970174A JPS5838357B2 (en) | 1974-10-16 | 1974-10-16 | Ship motion control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11970174A JPS5838357B2 (en) | 1974-10-16 | 1974-10-16 | Ship motion control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5145888A JPS5145888A (en) | 1976-04-19 |
| JPS5838357B2 true JPS5838357B2 (en) | 1983-08-22 |
Family
ID=14767925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11970174A Expired JPS5838357B2 (en) | 1974-10-16 | 1974-10-16 | Ship motion control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5838357B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6355391B2 (en) * | 1983-02-17 | 1988-11-02 | Kawasaki Steel Co | |
| JPS6355390B2 (en) * | 1982-06-08 | 1988-11-02 | Kawasaki Steel Co | |
| KR20230020964A (en) | 2020-06-09 | 2023-02-13 | 스탠리 일렉트릭 컴퍼니, 리미티드 | Semiconductor light emitting device and water sterilization device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2522696A (en) * | 2014-02-03 | 2015-08-05 | Gen Electric | Improvements in or relating to vacuum switching devices |
-
1974
- 1974-10-16 JP JP11970174A patent/JPS5838357B2/en not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6355390B2 (en) * | 1982-06-08 | 1988-11-02 | Kawasaki Steel Co | |
| JPS6355391B2 (en) * | 1983-02-17 | 1988-11-02 | Kawasaki Steel Co | |
| KR20230020964A (en) | 2020-06-09 | 2023-02-13 | 스탠리 일렉트릭 컴퍼니, 리미티드 | Semiconductor light emitting device and water sterilization device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5145888A (en) | 1976-04-19 |
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