JPS59137295A - Swing angle controller for swing thruster - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To improve direction control characteristic by driving a swing thruster on the basis of swing angle command signal, swing direction control signal and swing speed setting signal and performing feedback control for the swing angle command signal. CONSTITUTION:A synthetic thrust signal (I) is provided from a setting section 9 to control section 10. The control section 10 will receive an actual angle signal theta indicating actual angle of swing thruster to be fed from a feedback control means 13 and synthetic thrust signal (I) to produce a swing direction control signal (D) for controlling the swing direction such that transient thrust to be produced upon swinging of a plurality of swing thrusters will be cancelled. While the control section 10 will produce a swing speed setting signal (S) for setting the swing speed such that the transient thrust caused by the difference between swing speed of each swing thruster will be cancelled.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、船舶や海上作業台などの水面浮上体に使用
される旋回式スラスタの旋回角度制御装置ｔに関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a swing angle control device t for a swing type thruster used in a water surface floating object such as a ship or an offshore work platform.

従来、この種の旋回式スラスタ４として、たとえば、第
１図に示すように、海上作業台１に直角に旋回筒２を配
設して、この旋回筒２に、スクリュウプロペラ３を有す
る推進機５を回転自在に装着して、スクリュウプロペラ
３の推進力を水平面内の３６０度の任意の方向に旋回自
在としだものがある。Conventionally, as this type of rotating thruster 4, for example, as shown in FIG. 5 is rotatably mounted, and the propulsion force of the screw propeller 3 can be freely rotated in any direction within 360 degrees in a horizontal plane.

に記旋回式スラスタ４は、たとえば、第２図に示すよう
に、海−１ｍ作業台１に複数個配置されて各旋回式スラ
スタ４ａ〜４ｄの旋回方向を適当に組み合わせることに
より、高度な方向制御性能が得られている。For example, as shown in FIG. 2, a plurality of the rotating thrusters 4 are arranged on a workbench 1 at sea level, and by appropriately combining the rotating directions of the respective rotating thrusters 4a to 4d, a high direction Control performance is obtained.

ところで、−上記・方向制御において、第３図に示すよ
うに、旋回式スラスタ４をＡ方向からＢ方向へ移行させ
る場合、経路Ｒあるいは経路りのいずれの経路もとるこ
とができる。しかしながら、第４図のように複数個の旋
回式スラスタ４ａ〜４ｄを設けたものでは、Ａ方向から
Ｂ方向へ旋回させる場合、いずれの旋回式スラスタ４ａ
〜４ｄも経路Ｒをとったとき、旋回時に不都合な方向の
過渡的なｔｌｆｉ進力がＣ方向に作用して作業台１は横
方向へ移動してしまうため、制御性が悪くなる。−力、
第５図のように、旋回式スラスタ４ａ、４ｂが経路りを
とり、旋回式スラスタ４ｃ、４ｄが経路Ｒをとった場合
、旋回式スラスタ４ａ、４ｃ。By the way, - in the above-mentioned direction control, when the swing type thruster 4 is moved from direction A to direction B as shown in FIG. 3, either route R or route can be taken. However, in the case where a plurality of rotating thrusters 4a to 4d are provided as shown in FIG.
When route R is taken for ~4d, a transient tlfi propulsion force in an unfavorable direction acts in the C direction during turning, causing the workbench 1 to move laterally, resulting in poor controllability. -force,
As shown in FIG. 5, when the orbiting thrusters 4a and 4b take the route R and the orbiting thrusters 4c and 4d take the route R, the orbiting thrusters 4a and 4c.

および旋回式スラスタ４ｂ、４ｄで不都合な方向の過渡
的な推進力は互いに相殺されて作業台１の横方向への移
動かなくなり、方向制御性かよくなる。ところが、従来
の旋回式スラスタの方向制御については、各スラスタの
旋回方向に関して何ら問題視されていないため、方向制
御性の悪いものであった・ また、旋回式スラスタ４ａ〜４ｄの旋回速度について、
第５図のように、旋回角度αが同一であるため、旋回速
度がすべての旋回式スラスタ４ａ〜４ｄで同一でよい場
合のほか、第６図のように、旋回式スラスタ４ａ、４ｂ
で旋回角度α、βが異なっても旋回式スラスタ４ａ、４
ｂの六方向からＢ方向とＡ′方向からＢ′方向への旋回
時間をほぼ等しくしないと、水平方向の／へランスが崩
れて、不都合なり〕向の過渡的な推進力が生じる＝とが
ある。このような場合、各旋回式スラスタ４ａ〜４ｄの
旋回速度を制御する必要がある。Transient propulsive forces in unfavorable directions are canceled by the rotating thrusters 4b and 4d, and the workbench 1 is prevented from moving in the lateral direction, improving directional controllability. However, regarding the direction control of the conventional swing type thrusters, the direction control performance was poor because there was no problem with the swing direction of each thruster.In addition, regarding the swing speed of the swing type thrusters 4a to 4d,
As shown in FIG. 5, since the turning angle α is the same, the turning speed may be the same for all turning thrusters 4a to 4d, and as shown in FIG.
Even if the rotation angles α and β are different, the rotation type thrusters 4a and 4
If the turning times from the six directions of b to the B direction and from the A' direction to the B' direction are not approximately equal, the horizontal lance will collapse and a transient propulsive force in the direction will occur. be. In such a case, it is necessary to control the rotating speed of each rotating thruster 4a to 4d.

この発明は、］−記事情に鑑みてなされたもので、合成
推力を設定する設定部と、制御部と、各旋回式スラスタ
に対応して設けられたフィードバック制御を行なうフィ
ードバック制御手段とを具：ｉｎ　Ｌ、」５記制御部は
、」５記人力設定部からの合成推進力信号および各フィ
ードバック制り１手段から送出される旋回式スラスの実
角度を示す実角度イ菖号とを受けて、各旋回式スラスタ
の旋回角度を指令する旋回指令信号と、配置された」５
記旋回式スラスタ同志における旋回方向の向きにより生
じる不都合な方向の過渡的推進力が互いに相殺される旋
回方向に各旋回式スラスタを制御する旋回方向制御信号
と、並列配置された上記旋回式スラスタ同志における旋
回速度の差により生しる不都合な方向の過渡的推進力が
互いに相殺される旋回速度に各旋回式スラスタを設定す
る旋回速度設定信号とを発生するように構成され、上記
フィードバック制御手段は、上記旋回角度指令信号、旋
回方向制御信号および旋回速度設定信号を受け、これら
の信号に基いて旋回式スラスタを駆動するとともに、旋
回角度指令信号に対してフィードバンク制御を行なって
、上記実角度を指令された旋回角度に合致させるように
構成されることにより方向制御特性の優れた旋回スラス
タの旋回角度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 includes a setting section for setting a composite thrust, a control section, and a feedback control means for performing feedback control provided corresponding to each swing type thruster. :in L, The control section in Section 5 receives the composite propulsion force signal from the human power setting section in Section 5 and the actual angle I sign indicating the actual angle of the swing type thrust sent from each feedback system 1 means. A rotation command signal for commanding the rotation angle of each rotation thruster and a rotation command signal were arranged.
A turning direction control signal for controlling each turning thruster in a turning direction in which transient propulsive forces in unfavorable directions caused by the orientation of the turning direction of the turning thrusters are mutually canceled; and a turning direction control signal for controlling each turning thruster in a turning direction, and the turning thrusters arranged in parallel. The feedback control means is configured to generate a swing speed setting signal for setting each swing type thruster to a swing speed at which transient propulsive forces in unfavorable directions caused by differences in swing speeds at , receives the above-mentioned turning angle command signal, turning direction control signal, and turning speed setting signal, and drives the turning type thruster based on these signals, and performs feedbank control on the turning angle command signal to obtain the above-mentioned actual angle. An object of the present invention is to provide a turning angle control device for a turning thruster which has excellent directional control characteristics by being configured to match the commanded turning angle.

以下、この発明の一実施例を図面にしたがって説明する
。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第７図はこの発明の一実施例による旋回式スラスタの旋
回角度制御装置を示すブロック図で、この旋回式スラス
タの旋回角度制御装置は、設定部９、制御部１０および
各旋回式スラスタに対応して設けられたフィードバック
制御手段１３から構成されている。FIG. 7 is a block diagram showing a swing angle control device for a swing type thruster according to an embodiment of the present invention, and this swing angle control device for a swing type thruster corresponds to a setting unit 9, a control unit 10, and each swing type thruster. The feedback control means 13 is provided as a feedback control means 13.

−」５記設定部９は、合成推力、たとえば手動により人
力設定するもので、上記制御部１０に合成推進信号工を
送出し、この制御部１０を作動させるものである。-''5 The setting section 9 is for manually setting the synthetic thrust, for example, and sends a synthetic propulsion signal to the control section 10 to operate the control section 10.

上記制御部１０は、各フィードバック制御手段１３から
送出される旋回式スラスタの実角度θａを示す後述の実
角度信号０と上記方向設定部９からの合成推進力信号Ｉ
を受け、たとえば、第５図のように旋回式スラスタ４ａ
〜４ｄが並列に４台配置されたものでは、旋回式スラス
タ４ａ、４Ｃ１あるいは旋回式スラスタ４ｂ、４ｄ副志
で旋回時に生しる不都合な方向の過渡的推進力がηいに
相殺される方向、つまり、旋回式スラスタ４ａ、４Ｃは
反時計方向へ、旋回式スラスタ４ｂ、４ｄは時計方向へ
制御する旋回方向制御信号りを出力するものである。　
また、」５記制御部１゜は、実角度信号θと合成推進力
信号■を受けて、旋回式スラスタ同志における旋回速度
の差により生じる不都合な方向の過渡的推進力が互いに
相殺されるように、たとえば、第６図のように、異なっ
た旋回角度α、βに対しても同一の旋回時間でもって旋
回するように、上記複数個の旋回式スラスタ４ａ〜４ｄ
の旋回速度を設定する旋回速度設定信号Ｓを出力するも
のである。The control unit 10 receives an actual angle signal 0, which will be described later, indicating the actual angle θa of the rotating thruster sent from each feedback control means 13, and a composite propulsive force signal I from the direction setting unit 9.
For example, as shown in FIG.
-4d are arranged in parallel, the direction in which the transient propulsive force in an unfavorable direction that occurs during turning is canceled out by the rotating thrusters 4a, 4C1 or the rotating thrusters 4b, 4d secondary thrusters. That is, the rotating thrusters 4a and 4C output a rotating direction control signal that controls the thrusters counterclockwise, and the rotating thrusters 4b and 4d clockwise.
In addition, the control unit 1° in item 5 receives the actual angle signal θ and the composite propulsive force signal ■, and controls it so that the transient propulsive forces in unfavorable directions caused by the difference in the rotating speeds of the rotating thrusters are mutually canceled out. For example, as shown in FIG. 6, the plurality of swing type thrusters 4a to 4d are arranged so that the swing thrusters 4a to 4d rotate in the same swing time even at different swing angles α and β.
It outputs a turning speed setting signal S for setting the turning speed of.

上記フィードバック制御手段１３は、第８図に示すよう
に、旋回方向選択回路１４、旋回駆動装置１５．スラス
タ旋回機構１６および旋回角度検出器１７からなり、　
　ＯＣは旋回式スラスタ４ａ〜４ｄの旋回角度目標値を
示す旋回角度指令信号、Ｏａは実角度、Ｏは旋回角度検
出器１７により検出された実角度信号である。As shown in FIG. 8, the feedback control means 13 includes a swing direction selection circuit 14, a swing drive device 15. Consists of a thruster rotation mechanism 16 and a rotation angle detector 17,
OC is a turning angle command signal indicating the turning angle target value of the turning thrusters 4a to 4d, Oa is an actual angle, and O is an actual angle signal detected by the turning angle detector 17.

ｌ；記構成において、合成推進力か設定部９で設定され
たとき、この設定部９から、制御部１０に合成推進力信
号Ｉが入力されて制御部ｌＯが作動し、各フィードバッ
ク制御手段１３で得られる旋回式スラスタの現在角度の
検出により得られた実角度信号θに基いて、旋回式スラ
スタの旋回角度を設定する旋回角度指令信号ＯＣをフィ
ードバック制御手段１３に送出するとともに、フィード
バック制御手段１３に旋回速度設定信号Ｓと旋回方向制
御信号りが送出される。各フィートパンク制御手段１３
では、たとえば、第８図の旋回方向選択回路１４に旋回
角度指令信号ＯＣ１旋回方向ｆｌｊ制御信号りおよび旋
回速度設定信号Ｓが入力され、ここで演算されてその演
算信号で旋回駆動装置１５を駆動し、スラスタ旋回機構
１６を作動させる。一方、旋回式スラスタの実角度Ｏａ
は旋回角度検出器１７により検出されて、実角度信号θ
としてフィードバックされて偏差εが零になるまでルー
プがかけられる。l; In the configuration described above, when the synthetic propulsive force is set in the setting unit 9, the synthetic propulsive force signal I is input from the setting unit 9 to the control unit 10, the control unit IO is operated, and each feedback control means 13 Based on the actual angle signal θ obtained by detecting the current angle of the rotating thruster obtained by 13, a turning speed setting signal S and a turning direction control signal are sent. Each foot puncture control means 13
For example, the turning angle command signal OC1, the turning direction flj control signal, and the turning speed setting signal S are input to the turning direction selection circuit 14 in FIG. Then, the thruster rotation mechanism 16 is activated. On the other hand, the actual angle Oa of the rotating thruster
is detected by the turning angle detector 17, and the actual angle signal θ
is fed back and a loop is applied until the deviation ε becomes zero.

したがって、第２図のように旋回式スラスタ４ａ〜４ｄ
か並列に４台配置されたものでは、旋回式スラスタ４ａ
、４Ｃあるいは旋回式スラスタ４ｂ、４ｄ同志で旋回時
に生じる不都合な方向の過渡的推進力が互いに相殺され
る方向、つまり、旋回式スラスタ４ａ、４Ｃは反時計方
向へ制御されるとともに、各旋回式スラスタ４ａ〜４ｄ
ごとに旋回速度が制御されて、旋回角度指令信号ＯＣに
対してフィードバック制御されるので、旋回時に不都合
な方向の過渡的な推進力を受けず、方向制御特性の優れ
たものとなる。Therefore, as shown in FIG.
In the case of four thrusters arranged in parallel, the rotating thruster 4a
, 4C or the rotating thrusters 4b and 4d, the transient propulsive force in an unfavorable direction that occurs when turning is mutually canceled out, that is, the rotating thrusters 4a and 4C are controlled counterclockwise, and each rotating thruster Thrusters 4a to 4d
Since the turning speed is controlled each time and feedback control is performed in response to the turning angle command signal OC, the turning speed is not affected by transient propulsive force in an unfavorable direction during turning, resulting in excellent directional control characteristics.

以」二、説明したように、この発明によれば、合成推進
力を設定する設定部と、制御部と、各旋回式スラスタに
対応して設けられたフィードバック制御を行なうフィー
ドバンク制御手段とを具備し、」５記制御部は、上記入
力設定部からの合成推進力信号および各フィードバンク
制御手段から送出される旋回式スラスタの実角度を示す
実角度信号とを受けて、各旋回式スラスタの旋回角度を
指令する旋回角度指令信号と、配置された上記旋回式ス
ラスタ同志における旋回方向の向きにより生しる不都合
な方向の過渡的推進力が互いに相殺される旋回方向に各
旋回式スラスタを制御する旋回方向制御信号と、配置さ
れた上記旋回式スラスタ同志における旋回速度の差によ
り生じる不都合な方向の過渡的推進力が互いに相殺され
る旋回速度に各旋回式スラスタを設定する旋回速度設定
信号とを発生するように構成され、」５記フィードバッ
ク制御手段は、」−記旋回角度指令信号、旋回方向制御
信号および旋回速度設定信号を受け、これらの信号に基
いて旋回式スラスタを駆動するとともに、旋回角度指令
信号に対してフィードバック制御を行なって、上記実角
度を指令された旋回角度に合致させるように構成される
ことにより、方向制御特性の優れた旋回スラスタの旋回
角度制御装置を提供することができる。2. As described above, according to the present invention, the setting section for setting the synthetic propulsive force, the control section, and the feed bank control means for performing feedback control provided corresponding to each swing thruster are provided. 5. The control section receives the composite propulsive force signal from the input setting section and the actual angle signal indicating the actual angle of the swing thruster sent from each feed bank control means, and adjusts the speed of each swing thruster. Each rotating thruster is moved in a rotating direction in which a turning angle command signal that commands the turning angle of the rotating thruster and a transient propulsive force in an unfavorable direction caused by the orientation of the rotating direction of the arranged rotating thrusters are mutually canceled out. a turning direction control signal to be controlled; and a turning speed setting signal for setting each turning thruster to a turning speed at which transient propulsive forces in unfavorable directions caused by differences in turning speed among the arranged turning thrusters cancel each other out; The feedback control means (5) receives the rotation angle command signal, the rotation direction control signal, and the rotation speed setting signal, and drives the rotation thruster based on these signals. To provide a turning angle control device for a turning thruster having excellent direction control characteristics by performing feedback control on a turning angle command signal and making the actual angle match the commanded turning angle. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は海上作業台に用いられた旋回式スラスタを一部
切り欠いて示す側面図、第２図は複数の旋回式スラスタ
を装備した海上作業台を示す模式図、第３図は旋回式ス
ラスタの作動を示す説明図、ｆ：？Ｊ４Ｕ＞Ａないし第
５図は第３図に示す装置の作動を示す説明図、第６図は
旋回式スラスタの作動を示す説１別図、第７図はこの発
明の一実施例による旋回式スラスタの旋回角度制御装置
を示すブロック図、第８図は第７図の要部を示すブロッ
ク図である。 ４．４ａ〜４ｄｅｓ＠旋回式スラスタ、９・・・・設定
部、１０・・・制御部、１３・・・フィードバック制御
手段、■・・・合成推進力信号、Ｄ・・・旋回方向制御
信号、Ｓ・・・旋回速度設定信号、θａ−ψ・実角度、
θ・・・実角度信シ号、ＯＣ・・・旋回角度指令信号。 特許出願人　　　川崎重工業株式会社 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図Figure 1 is a partially cutaway side view of a rotating thruster used in an offshore work platform, Figure 2 is a schematic diagram of an offshore operating platform equipped with multiple rotating thrusters, and Figure 3 is a rotating type Explanatory diagram showing the operation of the thruster, f:? J4U>A to FIG. 5 are explanatory diagrams showing the operation of the device shown in FIG. 3, FIG. 6 is an additional view of explanation 1 showing the operation of the swing type thruster, and FIG. 7 is a swing type thruster according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 is a block diagram showing the thruster turning angle control device. FIG. 8 is a block diagram showing the main part of FIG. 7. 4.4a to 4des@swivel thruster, 9...setting section, 10...control section, 13...feedback control means, ■...synthetic propulsion signal, D...swivel direction control signal , S...Turning speed setting signal, θa-ψ・actual angle,
θ...actual angle signal, OC...turning angle command signal. Patent applicant: Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）複数の旋回式スラスタを配置した水ｍ１浮上体の
移動方向制御を行なう旋回式スラスタの旋回角度制御装
置において、複数の旋回式スラスタの合成推力を設定す
る設定部と、制御部と、各旋回式スラスタに対応して設
けられたフィードバック制御を行なうフィードパンク制
御手段とを具備し、上記制御部は、上記設定部からの合
成推進力信号および各フィードパンク制御手段から送出
される旋回式スラスタの実角度を示す実角度信号とを受
けて、各旋回式スラスタの旋回角度を指令する旋回角度
指令信号と、並列配置された」−記旋回式スラスタ同志
における旋回方向の向きにより生じる不都合な方向の過
渡的推進力が互いに相殺される旋回方向に各旋回式スラ
スタを制御する旋回方向制御信号と、並列配置された上
記旋回式スラスタ同志における旋回速度の差により生じ
る不都合な方向の過渡的推進力が互いに相殺される旋回
速度に各旋回式スラスタを設定する旋回速度設定信号と
を発生するように構成され、上記フィードバック制御手
段は、」−記旋回角度指令信号、旋回方向制御信号およ
び旋回速度設定信号を受け、これらの信号に基いて旋回
式スラスタを駆動するとともに、旋回角度指令信号に対
してフィードバック制御を行なって、上記実角度を指令
された旋回角度に合致させるように構成されたことを特
徴とする旋回式スラスタの旋回角度制御装置。(1) In a swing angle control device for a swing thruster that controls the moving direction of a water m1 floating body in which a plurality of swing thrusters are arranged, a setting unit that sets a composite thrust of the plurality of swing thrusters, and a control unit; Feed puncture control means for performing feedback control provided corresponding to each swing type thruster; In response to the actual angle signal indicating the actual angle of the thruster, the rotation angle command signal that commands the rotation angle of each rotation type thruster is arranged in parallel. A turning direction control signal that controls each turning thruster in a turning direction in which transient propulsive forces in the directions cancel each other out, and transient propulsion in an unfavorable direction caused by a difference in turning speed between the turning thrusters arranged in parallel. a swing speed setting signal that sets each swing thruster to a swing speed at which forces cancel each other out; the feedback control means is configured to generate a swing angle command signal, a swing direction control signal and a swing speed; It is configured to receive setting signals, drive the swing type thruster based on these signals, and perform feedback control on the swing angle command signal so that the above-mentioned actual angle matches the commanded swing angle. A swing angle control device for a swing type thruster characterized by: