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JP5036366B2 - Towing rope length control method and apparatus - Google Patents
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本発明は、トロール船のトロール網や海洋調査船の水中観測器等の曳航体を曳航するロープを、ウインチ等のアクチュエータを使って長さ制御する方法とその装置に関するものである。   The present invention relates to a method and an apparatus for controlling the length of a rope for towing a towed body such as a trawl net of a trawler or an underwater observation instrument of an ocean research ship using an actuator such as a winch.

従来より、トロール船のトロール網や海洋調査船の水中観測器等(この明細書及び特許請求の範囲の書類中では、これら水中を曳航するものを総称して、「曳航体」という。)は、船舶によって曳航されている。このような曳航体は、船舶から繰り出されたロープ(この明細書及び特許請求の範囲の書類中における「ロープ」は、つな、ワイヤロープ等の「索」を全て含む。)で水中を曳航されている。以下、このような曳航体として、トロール船によって曳航されるトロール網を例にして説明する。   Conventionally, trawlers of trawlers, underwater observation vessels of marine research vessels, etc. (in this specification and claims, these towed objects are collectively referred to as “towed bodies”). Towed by a ship. Such a towed body is towed underwater with a rope drawn out from a ship (“rope” in this specification and claims includes all “ropes” such as a wire rope). Has been. Hereinafter, a trawl network towed by a trawler will be described as an example of such a towed body.

図4は、トロール船によって曳航されるトロール網の一例を示す概略平面図である。図示するように、前記トロール網51は、トロール船52(船舶)に設けられたウインチ53L,53Rから繰り出されたロープ54L,54Rによって曳航されている。このロープ54L,54Rは、ウインチ53L,53Rによって所定の張力が保たれた状態で長さが制御されている。ウインチ53L,53Rは、一般的に油圧駆動のアクチュエータ55L,55Rによって駆動されている。このウインチ53L,53Rを正転/逆転させることによりロープ54L,54Rの張力と長さとが制御されており、トロール網51を曳航することによって生じるロープ54L,54Rの張力が一定範囲に入るように、ウインチ53L,53Rによるロープ54L,54Rの繰り出し又は巻き込みが行われる。   FIG. 4 is a schematic plan view showing an example of a trawl network towed by a trawler. As shown in the figure, the trawl 51 is towed by ropes 54L and 54R fed out from winches 53L and 53R provided on a trawler 52 (ship). The lengths of the ropes 54L and 54R are controlled in a state where a predetermined tension is maintained by the winches 53L and 53R. The winches 53L and 53R are generally driven by hydraulically driven actuators 55L and 55R. The tension and length of the ropes 54L and 54R are controlled by rotating the winches 53L and 53R forward / reversely so that the tension of the ropes 54L and 54R generated by towing the trawl net 51 falls within a certain range. The ropes 54L and 54R are unwound or wound by the winches 53L and 53R.

また、トロール網51の場合、通常、その前面を開くための拡網具56L,56R(以下、「オッターボード」という。)を介してトロール船52によって曳航されている。オッターボード56L,56Rは、水流を受けてトロール網51の前面を開くような力を発生させる形状となっている。このオッターボード56L,56Rをトロール船52から繰り出されたロープ54L,54Rで曳くことにより、トロール網51は前面が開いた状態を保ちながら曳航される。   In the case of the trawl net 51, it is usually towed by the trawl ship 52 through the spreaders 56L and 56R (hereinafter referred to as “otter board”) for opening the front face thereof. The otter boards 56L and 56R have a shape that generates a force that opens a front surface of the trawl net 51 by receiving a water flow. By traversing the otter boards 56L and 56R with the ropes 54L and 54R drawn from the trawler 52, the trawl net 51 is towed while the front surface is kept open.

なお、この種の従来技術として、ロープを繰り出すウインチを駆動する液圧モータに作動油を供給する液圧ポンプを設け、この液圧ポンプを回転駆動する電動機の負荷電流の変動に基いてこの電動機のトルクを制御することによりロープの張力を設定値に保持するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。
特開2006−199398号公報
As a conventional technique of this type, a hydraulic pump that supplies hydraulic oil to a hydraulic motor that drives a winch that feeds out a rope is provided, and the electric motor is driven based on fluctuations in load current of the electric motor that rotationally drives the hydraulic pump. There is one in which the tension of the rope is held at a set value by controlling the torque (see, for example, Patent Document 1).
JP 2006-199398 A

ところで、トロール船52が航行すると、必ず船体に動揺(この明細書及び特許請求の範囲の書類中における「動揺」は、ローリング、ヨーイング、ピッチング等、船体に作用する全ての動揺を含む。)を生じる。図5は船体に作用する動揺周波数の一例を示す線図であり、前記船舶は、波等の外乱や船体形状等の影響によって、実線や点線で示すようなある周波数(周期)の動揺を生じる。   By the way, whenever the trawler 52 sails, the hull is always shaken (the “sway” in the specification and claims includes all the shakes acting on the hull, such as rolling, yawing, and pitching). . FIG. 5 is a diagram showing an example of the oscillation frequency acting on the hull, and the ship generates oscillation at a certain frequency (period) as shown by a solid line or a dotted line due to the influence of disturbance such as waves or the shape of the hull. .

そして、この船体の動揺のプラス側では前記ロープ54L,54Rが引張られ、マイナス側ではロープ54L,54Rが弛むので、前記したようにロープ54L,54Rの張力が一定範囲に入るようにウインチ53L,53Rがロープ54L,54Rの繰り出し/巻き込み動作を頻繁に行う場合がある。しかし、このロープ54L,54Rの頻繁な繰り出し/巻き込み動作を補償するロープ長制御操作は本来不要な制御であり、トロール網52の安定した制御を妨げる。   Since the ropes 54L and 54R are pulled on the plus side of the hull of the hull and the ropes 54L and 54R are loosened on the minus side, the winch 53L and the rope 54L and 54R are within a certain range as described above. There is a case where 53R frequently performs the feeding / rewinding operation of the ropes 54L and 54R. However, the rope length control operation that compensates for the frequent feeding / rolling operation of the ropes 54L and 54R is originally unnecessary control, and prevents stable control of the trawl net 52.

また、船体の動揺周波数は、波などの外乱特性や航行速度、喫水などによって変化するので、トロール網52に応じてロープ54L,54Rの長さを一定長さに制御しようとしても、船体の動揺周波数が変化することによってロープ54L,54Rの繰り出し/巻き込み動作を補償するロープ長制御操作を頻繁に繰り返す場合があり、トロール網52に応じた制御も難しい。このような曳航するロープ54L,54Rの頻繁な繰り出し/巻き込み動作による頻繁なロープ長の制御は、トロール網以外の曳航体であっても同様であり、観測機器の場合には、安定した観測を阻害する。   In addition, since the vibration frequency of the hull changes depending on disturbance characteristics such as waves, navigation speed, drafts, etc., even if the length of the ropes 54L and 54R is controlled to a certain length according to the trawl net 52, the hull vibration is controlled. The rope length control operation for compensating for the feeding / rolling operation of the ropes 54L and 54R due to the change of the frequency may be frequently repeated, and the control according to the trawl net 52 is also difficult. The frequent control of the rope length by the frequent feeding / rolling operation of the towed ropes 54L and 54R is the same even for a towing body other than the trawl. Inhibit.

なお、前記特許文献1ではロープの張力を保つことはできるが、安定したロープ長の制御を行うことはできない。   In Patent Document 1, the rope tension can be maintained, but the rope length cannot be stably controlled.

そこで、本発明は、船体動揺によって生じるロープの繰り出し/巻き込み動作を補償するロープ長制御操作を抑えて安定したロープ長の制御が行える曳航ロープの長さ制御方法とその装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a tow rope length control method and apparatus capable of stably controlling a rope length by suppressing a rope length control operation that compensates for a rope unwinding / rolling operation caused by a hull motion. And

前記目的を達成するために、本発明の曳航ロープの長さ制御方法は、曳航体を曳航するロープ長目標値と実ロープ長のフィードバック信号とに基いて前記ロープ長目標値とのロープ長偏差を得て、該ロープ長偏差に基いてロープ操作量を出力するとともに、前記曳航体を曳航する船体の動揺周波数をロープ長の時系列データから連続的に同定し、該同定した動揺周波数の帯域を前記ロープ操作量から連続的に低減させて船体の動揺周波数帯域ではロープの繰り出し/巻き込み動作を補償しようとする制御操作を抑制するようにしている。前記「船体の動揺周波数を同定」とは、船体に作用する外力から動揺と見なされる周波数を見極めることをいう。これにより、船体の動揺によって生じるロープの繰り出し/巻き込み動作の動揺成分をフィルタ回路でカットし、船体動揺による不必要なロープ長変動の制御を行わないようにして、安定したロープ長の制御が行えるようにできる。 In order to achieve the above object, the tow rope length control method of the present invention provides a rope length deviation between the rope length target value based on a rope length target value for towing a towed body and an actual rope length feedback signal. And output the amount of rope operation based on the rope length deviation, and continuously identify the oscillation frequency of the hull towing the towed body from the time series data of the rope length , and the band of the identified oscillation frequency Is continuously reduced from the amount of rope operation so as to suppress the control operation to compensate for the rope unwinding / rolling operation in the vibration frequency band of the hull . The above-mentioned “identification of the vibration frequency of the hull” refers to determining a frequency regarded as a vibration from an external force acting on the hull. As a result, stable rope length can be controlled without cutting the fluctuation component of the rope unwinding / rolling action caused by the hull movement by the filter circuit and controlling the unnecessary fluctuation of the rope length due to the hull movement. You can

また、船体の動揺周波数を連続的に同定しているので、船体の動揺周波数が変化しても、その動揺に応じた周波数帯域の制御を抑えて安定した制御を行うことができる。 Furthermore, since the continuously identify upset frequency of the ship body, be upset frequency of the hull is changed, it is possible to perform stable control by suppressing the control of the frequency band corresponding to the upset.

一方、本発明の曳航ロープの長さ制御装置は、ロープ操作量を制御するロープ長制御装置と、曳航体を曳航するロープ長目標値と実ロープ長のフィードバック信号とに基いて前記ロープ長目標値とのロープ長偏差を得る偏差検出部とを備え、該偏差検出部のロープ長偏差に基いて前記ロープ長制御装置にロープ操作量を出力する機能を備えるとともに、前記曳航体を曳航する船体の動揺周波数を同定する動揺周波数同定機を設け、該動揺周波数同定機で船体の動揺周波数をロープ長の時系列データから連続的に同定し、該同定した動揺周波数の帯域を前記ロープ操作量から連続的に低減させて船体の動揺周波数帯域ではロープの繰り出し/巻き込み動作を補償しようとする制御操作を抑制するフィルタ回路を設けている。前記動揺周波数検出器としては、FFTアナライザ、逐次最小二乗法等が用いられる。また、船体動揺周波数を低減させるフィルタ回路は、ロープ長フィードバック信号、ロープ長偏差、ロープ操作量、のいずれかの場所において船体動揺周波数をカットするように設けられる。この装置によれば、船体動揺によって生じるロープの繰り出し/巻き込みの動揺成分をフィルタ回路でカットし、船体動揺による不必要なロープ長変動の制御を行わないようにして、安定したロープ長の制御が行える長さ制御装置を提供することができる。 On the other hand, the tow rope length control device of the present invention includes a rope length control device for controlling a rope operation amount, a rope length target value for towing a towed body, and a feedback signal of an actual rope length, and A hull for towing the towed body and having a function of outputting a rope operation amount to the rope length control device based on the rope length deviation of the deviation detecting unit. A vibration frequency identification machine for identifying the vibration frequency of the ship is provided, the vibration frequency identification machine continuously identifies the vibration frequency of the hull from the time series data of the rope length, and the band of the identified vibration frequency is determined from the amount of rope operation. A filter circuit is provided that suppresses the control operation that continuously reduces and compensates for the rope unwinding / rolling operation in the vibration frequency band of the hull . As the oscillation frequency detector, an FFT analyzer, a sequential least square method, or the like is used. Further, the filter circuit for reducing the hull vibration frequency is provided so as to cut the hull vibration frequency at any one of the rope length feedback signal, the rope length deviation, and the rope operation amount. According to this device, stable rope length control can be performed by cutting the fluctuation component of the rope feeding / revolution caused by the hull movement by the filter circuit so that unnecessary fluctuation of the rope length due to the hull movement is not controlled. It is possible to provide a length control device that can be used.

また、動揺周波数同定機で船体の動揺周波数を連続的に同定しているので、刻一刻と変化する動揺に応じた周波数帯域の制御を抑えて安定した制御を行うことができる。 Furthermore, since the continuously identify upset frequency of the hull in motion rocking frequency identification device, it is possible to perform stable control by suppressing the control of the frequency band corresponding to upset that changes every moment.

本発明は、以上説明したような手段により、船体動揺によって生じる曳航体を曳航するロープ長変動の制御が行われるのを抑止することができるので、安定した曳航体の曳航ロープ長さ制御が可能となる。   According to the present invention, it is possible to suppress the rope length fluctuation control for towing the towed body caused by the hull movement by the means described above, and thus it is possible to control the towed rope length control of the towed body stably. It becomes.

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係る長さ制御装置の基本的構成を示すブロック図であり、図2は、図1に示す長さ制御装置における動揺周波数同定機に関する構成を示すブロック図である。図3は、図1に示す制御装置におけるノッチフィルタの一例を示す図面であり、(a) はゲインと周波数の関係を示すボード線図、(b) は位相差と周波数の関係を示すボード線図である。この実施の形態でも、曳航体としてトロール船で曳航されるトロール網を例に説明する。なお、以下の説明において、前記図4に示す構成と同一の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a length control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration related to a fluctuation frequency identification machine in the length control device shown in FIG. FIG. 3 is a drawing showing an example of a notch filter in the control device shown in FIG. 1, wherein (a) is a Bode diagram showing the relationship between gain and frequency, and (b) is a Bode wire showing the relationship between phase difference and frequency. FIG. Also in this embodiment, a trawl network towed by a trawler will be described as an example of a towed body. In the following description, the same components as those shown in FIG.

図1のブロック図に示すように、長さ制御装置1によれば、ロープ長目標値2に応じた信号がロープ長制御機3からロープ操作量4として前記ウインチ53L,53Rの制御系(ロープ長制御装置)に出力され、このウインチ53L,53Rによってロープ54L,54Rの繰り出し長さがロープ長目標値2と合うように制御される。また、実ロープ長がロープ長フィードバック5として前記ロープ長目標値2と比較部6(偏差検出部)で比較され、そのロープ長偏差7が前記ロープ長制御機3に入力され、このロープ長制御機3から前記ウインチ53L,53Rの制御系に出されるロープ操作量4が実ロープ長でフィードバック制御されている。   As shown in the block diagram of FIG. 1, according to the length control device 1, a signal corresponding to the rope length target value 2 is sent from the rope length controller 3 as a rope operation amount 4 to the control system (rope of the winches 53L and 53R). The lengths of the ropes 54L and 54R are controlled by the winches 53L and 53R so as to match the rope length target value 2. Further, the actual rope length is compared with the rope length target value 2 by the comparison unit 6 (deviation detection unit) as the rope length feedback 5, and the rope length deviation 7 is input to the rope length controller 3, and this rope length control is performed. The rope operation amount 4 output from the machine 3 to the control system of the winches 53L and 53R is feedback-controlled by the actual rope length.

また、図2に示すように、前記長さ制御装置1には動揺周波数同定機8が設けられており、この動揺周波数同定機8によって船体の動揺周波数9が同定されている。この動揺周波数同定機8としては、FFTアナライザや逐次最小二乗法等が用いられ、ロープ長フィードバック5の信号に基いて、周波数解析によって動揺周波数が同定されている。動揺周波数同定機8は、他に、船体のピッチ角やピッチレート等に基づいて周波数を解析して動揺周波数を同定できるものであってもよい。この動揺周波数同定機8によれば、船体の動揺周波数が変化しても動揺周波数を同定することができる。船体の動揺としては、前記図5に実線や点線で示すような一定周期の波等による揺れの周波数を動揺とみなす。   As shown in FIG. 2, the length control device 1 is provided with a vibration frequency identification device 8, and the vibration frequency identification device 8 identifies the vibration frequency 9 of the hull. As this oscillating frequency identifier 8, an FFT analyzer, a sequential least square method, or the like is used, and the oscillating frequency is identified by frequency analysis based on the signal of the rope length feedback 5. In addition, the vibration frequency identification device 8 may be one that can identify the vibration frequency by analyzing the frequency based on the pitch angle, the pitch rate, or the like of the hull. According to the shaking frequency identification device 8, the shaking frequency can be identified even if the shaking frequency of the hull changes. As for the shaking of the hull, the frequency of shaking caused by a wave having a constant period as shown by the solid line or dotted line in FIG. 5 is regarded as shaking.

そして、この動揺周波数同定機8で同定した動揺周波数9をフィルタ回路であるノッチフィルタ10に用いることにより、その動揺周波数の成分だけを低減(カット)させるようになっている。このノッチフィルタ10をかける位置としては、図1に示すように、前記ロープ長フィードバックの(x) 位置、ロープ長偏差の(y)位置 、ロープ操作量の(z) 位置のいずれかの位置に直列に挿入すればよく、ロープ長目標値2の信号から船体動揺周波数9の成分を低減させることができる位置であればよい。これにより、船体の動揺周波数の帯域ではロープ54L,54Rの長さ制御を頻繁に行わないようにしている。   Then, by using the oscillation frequency 9 identified by the oscillation frequency identifier 8 in the notch filter 10 which is a filter circuit, only the component of the oscillation frequency is reduced (cut). As shown in FIG. 1, the notch filter 10 is applied at any one of the position (x) of the rope length feedback, the position (y) of the rope length deviation, and the position (z) of the rope operation amount. What is necessary is just to insert in series, and it should just be a position which can reduce the component of ship hull oscillation frequency 9 from the signal of rope length target value 2. Thereby, the length control of the ropes 54L and 54R is not frequently performed in the band of the vibration frequency of the hull.

ノッチフィルタ10としては、図3(a) に示すように、動揺とみなされる周波数帯域だけ感度(ゲイン)を低減させるものである。図3(b) に示すように、ノッチを効かせる周波数以外の帯域では位相がゼロになるので、安定してロープ長制御を行うことができる。これらの線図では、ノッチの深さを決定するためのパラメータの「ζ」を変更した場合を示している。   As shown in FIG. 3A, the notch filter 10 has a sensitivity (gain) reduced by a frequency band that is regarded as shaking. As shown in FIG. 3B, since the phase becomes zero in a band other than the frequency at which the notch is applied, the rope length control can be performed stably. In these diagrams, the case where the parameter “ζ” for determining the depth of the notch is changed is shown.

また、前記動揺周波数同定機8で同定させる船体の動揺周波数9は、ロープ長の時系列データからオンラインで同定して、その動揺周波数9をノッチフィルタ10によって低減させるノッチ周波数としているので、船体の動揺周波数が変化したとしても、その動揺周波数を特定してノッチフィルタ10がその動揺周波数の帯域の信号成分を適切に低減させて、船体動揺に起因するウインチ53L,53Rの無駄な応答を抑制することができる。   Further, the hull vibration frequency 9 to be identified by the vibration frequency identification machine 8 is identified on-line from the rope length time-series data, and the fluctuation frequency 9 is a notch frequency that is reduced by the notch filter 10. Even if the oscillation frequency changes, the oscillation frequency is specified, and the notch filter 10 appropriately reduces the signal component in the oscillation frequency band, thereby suppressing useless responses of the winches 53L and 53R due to the hull oscillation. be able to.

以上のように構成された曳航ロープの長さ制御装置1によれば、トロール網51を曳航するロープ54L,54Rの長さ制御において、動揺周波数同定機8によって同定した船体の動揺周波数9の帯域の感度をノッチフィルタ10によってロープ長目標値から大幅に低減させるので、船体の動揺によって繰り返されるロープ54L,54Rの繰り出し/巻き込みの動作を補償しようとする無駄な制御操作を抑制することができる。また、動揺周波数9の帯域以外の部分では通常の制御が行われるので、トロール網51を曳航するロープ54L,54Rの安定した長さ制御を行うことができる。   According to the tow rope length control device 1 configured as described above, in the length control of the ropes 54L and 54R towing the trawl net 51, the band of the hull vibration frequency 9 identified by the vibration frequency identifier 8 is used. Is significantly reduced from the target value of the rope length by the notch filter 10, so that it is possible to suppress a wasteful control operation for compensating for the operation of feeding / retracting the ropes 54 </ b> L and 54 </ b> R repeated due to the shaking of the hull. In addition, since normal control is performed in a portion other than the band of the oscillation frequency 9, stable length control of the ropes 54L and 54R towing the trawl net 51 can be performed.

つまり、通常のロープ54L,54Rの長さ制御を行う信号に影響を与えることなく、船体の動揺周波数の成分を低減させて、その動揺周波数の帯域におけるロープ54L,54Rの繰り出し/巻き込み動作を補償しようとする制御操作を抑制することができるとともに、船体の動揺周波数が変化してもノッチフィルタ10を適切に効かせてロープ54L,54Rの繰り出し/巻き込み動作を補償しようとする制御操作を抑制することができる。   In other words, without affecting the signal for controlling the length of the normal ropes 54L and 54R, the hull frequency component is reduced to compensate for the feeding / retracting operation of the ropes 54L and 54R in the frequency band of the hull. The control operation to be performed can be suppressed, and the control operation to compensate the feeding / rolling operation of the ropes 54L and 54R by appropriately applying the notch filter 10 even when the hull oscillation frequency changes is suppressed. be able to.

しかも、船体の動揺周波数は船の状態や外乱によって変化するが、ロープ長目標値2に対する実ロープ長のフィードバック制御によるロープ長偏差を制御しながら、船体の動揺周波数をオンラインで同定して、その動揺周波数のゲインを下げるように制御するので、常に船体の動揺周波数の成分が低減されたロープ長制御となり、安定した制御を行うことができる。つまり、うねり等を生じている海象状態で船体の動揺周波数が刻一刻と変化したとしても、その変化した動揺周波数の帯域にノッチフィルタ10を適切に効かせて、その動揺周波数帯域におけるロープ54L,54Rの繰り出し/巻き込み動作を補償しようとする制御操作を抑制することができる。   Moreover, although the hull vibration frequency changes depending on the ship condition and disturbance, the hull vibration frequency is identified online while controlling the rope length deviation by feedback control of the actual rope length with respect to the rope length target value 2. Since the control is performed so that the gain of the shaking frequency is lowered, the rope length control in which the component of the shaking frequency of the hull is always reduced and stable control can be performed. That is, even if the ship's vibration frequency changes every moment in the sea state where swells or the like are generated, the rope 54L, in the vibration frequency band is applied by appropriately applying the notch filter 10 to the band of the changed vibration frequency. It is possible to suppress a control operation that attempts to compensate for the 54R feed / roll-in operation.

その上、このように頻繁に繰り返されるロープの繰り出し/巻き込み動作を補償しようとする制御操作を抑制することにより、この頻繁なロープ54L,54Rの繰り出し/巻き込み動作を補償しようとすることによって生じるロープ54L,54Rの張力変動による劣化を防ぐこともできる。   In addition, the rope generated by trying to compensate for the frequent unwinding / winding operation of the ropes 54L and 54R by suppressing the control operation to compensate for the frequent unwinding / winding operation of the rope. It is also possible to prevent deterioration due to tension fluctuations of 54L and 54R.

また、この実施の形態の長さ制御装置1によれば、ノッチフィルタ10と動揺周波数同定機8(動揺周波数同定アルゴリズム)とを、既存のロープ制御装置に対して追加することで実現することも可能であり、設備費用の大幅な増加を抑えることもできる。   Moreover, according to the length control apparatus 1 of this embodiment, it is also realizable by adding the notch filter 10 and the oscillation frequency identification machine 8 (oscillation frequency identification algorithm) with respect to the existing rope control apparatus. This is possible, and a significant increase in equipment costs can be suppressed.

一方、前記実施の形態では、船体動揺周波数を、ロープ長フィードバック5の信号に基いて動揺周波数同定機8のFFTアナライザや逐次最小二乗法等で求めていたが、船体に傾斜計等が設けられ、それらの機器を用いて直接船体運動を計測して動揺周波数を計測することができる場合は、その信号を動揺周波数として取り込んで利用することも可能である。例えば、定点保持された状態で作業する場合等で、動揺周波数が所定範囲に入ることが分っていれば、動揺周波数9となる周波数帯域の範囲を予め設定しておき、その周波数帯域のゲインをノッチフィルタ10で低減させるようにしてもよい。   On the other hand, in the above embodiment, the hull sway frequency is obtained by the FFT analyzer of the sway frequency identification machine 8 or the sequential least square method based on the signal of the rope length feedback 5, but the hull is provided with an inclinometer or the like. If these devices can be used to directly measure the hull motion to measure the shaking frequency, it is also possible to capture the signal as a shaking frequency and use it. For example, when working in a state where a fixed point is held, if it is known that the oscillation frequency falls within a predetermined range, a frequency band range for the oscillation frequency 9 is set in advance, and the gain of the frequency band is set. May be reduced by the notch filter 10.

さらに、定点保持させている状態の船体動揺周波数を検出する検出器を設け、この検出器で検出した動揺周波数9に応じて出力した可変パラメータに対応してノッチフィルタ10の周波数を変更できるように構成すれば、船体の動揺周波数が変化しても、その動揺周波数9に応じた周波数帯域にノッチフィルタ10をかけてその信号成分を低減させるので、ウインチ53L,53Rの無駄な応答の抑制が行える。   Further, a detector for detecting the hull oscillation frequency in a state where the fixed point is held is provided so that the frequency of the notch filter 10 can be changed in accordance with the variable parameter output according to the oscillation frequency 9 detected by the detector. According to this configuration, even if the vibration frequency of the hull changes, the signal component is reduced by applying the notch filter 10 to the frequency band corresponding to the vibration frequency 9, so that it is possible to suppress useless responses of the winches 53L and 53R. .

なお、前記実施の形態では、曳航体としてトロール網を例に説明したが、観測装置等の曳航体でも同様に制御することができ、曳航体はトロール網に限定されるものではない。この場合、ウインチ53L,53Rが他のアクチュエータであっても同様に制御することができる。   In the above-described embodiment, the trawl network is described as an example of the towed body. However, the towed body such as an observation apparatus can be similarly controlled, and the towed body is not limited to the trawl network. In this case, even if the winches 53L and 53R are other actuators, the same control can be performed.

また、前述した実施の形態は一例を示しており、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではない。   Further, the above-described embodiment shows an example, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment.

本発明に係る曳航ロープの長さ制御方法は、船体の動揺によって生じるロープの繰り出し/巻き込み動作が繰り返される成分の補償操作を抑えて安定したロープ長の制御を行いたい曳航体の曳航に有用である。   The tow rope length control method according to the present invention is useful for towing a towed body that wants to control a stable rope length by suppressing a compensation operation of a component in which the rope unwinding / rolling operation caused by the hull motion is repeated. is there.

本発明の一実施の形態に係る長さ制御装置の基本的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the basic composition of the length control apparatus which concerns on one embodiment of this invention. 図1に示す長さ制御装置における動揺周波数同定機に関する構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure regarding the oscillation frequency identification machine in the length control apparatus shown in FIG. 図1に示す制御装置におけるノッチフィルタの一例を示す図面であり、(a) はゲインと周波数の関係を示すボード線図、(b) は位相差と周波数の関係を示すボード線図である。2A and 2B are diagrams illustrating an example of a notch filter in the control device illustrated in FIG. 1. FIG. 2A is a Bode diagram illustrating a relationship between gain and frequency, and FIG. 2B is a Bode diagram illustrating a relationship between phase difference and frequency. トロール船によって曳航されるトロール網の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of the trawl net towed by the trawler. 船体に作用する動揺周波数の一例を示す線図である。It is a diagram which shows an example of the oscillation frequency which acts on a hull.

符号の説明Explanation of symbols

1…長さ制御装置
2…ロープ長目標値
3…ロープ長制御機
4…ロープ操作量
5…ロープ長フィードバック
6…比較部
7…ロープ長偏差
8…動揺周波数同定機
9…動揺周波数
10…ノッチフィルタ
51…トロール網
53L,53R…ウインチ
54L,54R…ロープ
1 ... Length control device
2 ... Rope length target value
3 ... Rope length controller
4 ... Rope operation amount
5 ... Rope length feedback
6 ... Comparison part
7 ... Rope length deviation
8 ... Oscillation frequency identification machine
9 ... Fluctuation frequency
10 ... Notch filter
51 ... trawl net 53L, 53R ... winch 54L, 54R ... rope

Claims (2)

曳航体を曳航するロープ長目標値と実ロープ長のフィードバック信号とに基いて前記ロープ長目標値とのロープ長偏差を得て、該ロープ長偏差に基いてロープ操作量を出力するとともに、
前記曳航体を曳航する船体の動揺周波数をロープ長の時系列データから連続的に同定し、該同定した動揺周波数の帯域を前記ロープ操作量から連続的に低減させて船体の動揺周波数帯域ではロープの繰り出し/巻き込み動作を補償しようとする制御操作を抑制することを特徴とする曳航ロープの長さ制御方法。
Obtaining the rope length deviation of the rope length target value based on the rope length target value towing the towing body and the actual rope length feedback signal, and outputting the rope operation amount based on the rope length deviation,
The swing frequency of the hull towing the towed body is continuously identified from the time-series data of the rope length , and the band of the identified swing frequency is continuously reduced from the amount of rope operation so that the A tow rope length control method that suppresses a control operation to compensate for the unwinding / rolling operation of the tow rope.
ロープ操作量を制御するロープ長制御装置と、曳航体を曳航するロープ長目標値と実ロープ長のフィードバック信号とに基いて前記ロープ長目標値とのロープ長偏差を得る偏差検出部とを備え、
該偏差検出部のロープ長偏差に基いて前記ロープ長制御装置にロープ操作量を出力する機能を備えるとともに、
前記曳航体を曳航する船体の動揺周波数を同定する動揺周波数同定機を設け、該動揺周波数同定機で船体の動揺周波数をロープ長の時系列データから連続的に同定し、該同定した動揺周波数の帯域を前記ロープ操作量から連続的に低減させて船体の動揺周波数帯域ではロープの繰り出し/巻き込み動作を補償しようとする制御操作を抑制するフィルタ回路を設けたことを特徴とする曳航ロープの長さ制御装置。
A rope length control device that controls the amount of rope operation, and a deviation detector that obtains a rope length deviation from the rope length target value based on a rope length target value for towing the towed body and an actual rope length feedback signal. ,
With the function of outputting the rope operation amount to the rope length control device based on the rope length deviation of the deviation detector,
A shaking frequency identification machine for identifying the shaking frequency of the hull towing the towed body is provided, and the shaking frequency identification machine continuously identifies the shaking frequency of the hull from the time series data of the rope length, and The length of the towing rope characterized by providing a filter circuit for continuously reducing the band from the amount of rope operation and suppressing the control operation to compensate for the rope unwinding / rolling operation in the hull frequency band Control device.
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