JPH0471755B2 - - Google Patents
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- JPH0471755B2 JPH0471755B2 JP14189285A JP14189285A JPH0471755B2 JP H0471755 B2 JPH0471755 B2 JP H0471755B2 JP 14189285 A JP14189285 A JP 14189285A JP 14189285 A JP14189285 A JP 14189285A JP H0471755 B2 JPH0471755 B2 JP H0471755B2
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- signal
- steering angle
- learning
- rudder
- reference level
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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、舶用オートパイロツトに係り、特に
命令舵角に対して不感帯の大きな舵機を最適な基
準レベルを設定して制御し、命令舵角への追従感
度を高め、これによつて船舶の操舵抵抗を減少さ
せて、省エネルギ操舵を実現した舶用オートパイ
ロツトに関する。Detailed Description of the Invention <Industrial Application Field> The present invention relates to a marine autopilot, and in particular controls a rudder gear with a large dead zone with respect to a commanded rudder angle by setting an optimal reference level. The present invention relates to a marine autopilot that achieves energy-saving steering by increasing the sensitivity to follow angles and thereby reducing the steering resistance of the vessel.
<従来の技術>
以下、従来の技術を図面を用いて説明する。第
8図は従来の舶用オートパイロツトの構成を示す
ブロツク線図である。<Conventional Technology> Hereinafter, the conventional technology will be explained with reference to the drawings. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a conventional marine autopilot.
第8図において、Aは船舶の舵機1を駆動する
機構のサーボ機構である。このサーボ機構Aは、
左右に電磁弁2を有する3方向切換弁3と、3方
向切換弁3の動作で異なる方向の供給油圧により
シリンダを左右に動作させるサーボシリンダ4
と、このサーボシリンダ4のシリンダの移動によ
つて動作する可変吐出ポンプ5と、モータ7によ
つて駆動されて3方向切換弁3を介してサーボシ
リンダ4と可変吐出ポンプ5とに油圧を吐出する
油圧ポンプ6と、可変吐出ポンプ5の油の吐出量
に応じて舵機1の方向と動作量を変化させるシリ
ンダ8とで構成される。9は舵機1の動作量を検
出して実舵角信号μを出力する舵角検出器であ
る。Bは命令舵角信号θと実舵角信号μの偏差信
号(θ−μ)からサーボ機構Aを駆動する駆動信
号i,jを出力するサーボ増幅部である。このサ
ーボ増幅部Bは、通常左右35゜以内の角度信号の
命令舵角信号θと実舵角信号μを入力して偏差信
号(θ−μ)を出力する減算回路10と、装置の
目標追従精度角度ε(例えば0.3゜)を考慮した基
準レベル信号l0を出力する基準レベル設定部11
と、偏差信号(θ−μ)と基準レベル設定値l0を
入力し舵機1の動作方向(右回転用と左回転用)
及び動作量を決める一対の比較増幅器Q1,Q2を
有する比較回路12と、比較回路12の比較結果
に対応した駆動信号i,jをサーボ機構Aに出力
するリレーR1,R2の一対のソリツドステートリ
レー部13(以下「SR」と略称する)とで構成
される。 In FIG. 8, A is a servo mechanism of a mechanism that drives the rudder 1 of the ship. This servo mechanism A is
A three-way switching valve 3 having electromagnetic valves 2 on the left and right sides, and a servo cylinder 4 that operates the cylinder left and right by supplying oil pressure in different directions by the operation of the three-way switching valve 3.
A variable discharge pump 5 is operated by the movement of the cylinder of the servo cylinder 4, and hydraulic pressure is discharged to the servo cylinder 4 and the variable discharge pump 5 through the three-way switching valve 3 driven by the motor 7. The hydraulic pump 6 has a cylinder 8 that changes the direction and amount of operation of the steering gear 1 according to the amount of oil discharged by the variable discharge pump 5. Reference numeral 9 denotes a steering angle detector that detects the amount of operation of the steering gear 1 and outputs an actual steering angle signal μ. Reference numeral B designates a servo amplification unit that outputs drive signals i, j for driving the servo mechanism A from a deviation signal (θ-μ) between the command steering angle signal θ and the actual steering angle signal μ. This servo amplification unit B includes a subtraction circuit 10 that inputs a command steering angle signal θ and an actual steering angle signal μ, which are angle signals within 35 degrees left and right, and outputs a deviation signal (θ−μ), and a subtraction circuit 10 that outputs a deviation signal (θ−μ). A reference level setting unit 11 that outputs a reference level signal l 0 considering the accuracy angle ε (for example, 0.3°)
Then, input the deviation signal (θ-μ) and the reference level setting value l 0 to determine the operating direction of the rudder 1 (for clockwise rotation and counterclockwise rotation).
and a pair of relays R 1 and R 2 that output drive signals i and j corresponding to the comparison results of the comparison circuit 12 to the servo mechanism A. The solid state relay section 13 (hereinafter abbreviated as "SR") is comprised of a solid state relay section 13 (hereinafter abbreviated as "SR").
第9図は第8図の動作を説明するためのタイム
チヤートである。 FIG. 9 is a time chart for explaining the operation of FIG. 8.
第8図と第9図から、例えば比較増幅器Q1に
おいて時間t1で偏差信号(θ−μ)がゼロの状態
から命令舵角信号θが4゜変化した場合に例えば
1.3゜と小さな値に設定されている基準レベル設定
値l0を越えたことを検出し、リレーR1に接続され
た電磁弁2を働かせて3方向切換弁3で油圧流路
を切換え、サーボシリンダ4に機械的に結合した
可変吐出ポンプ5の傾転角を制御し、この傾転角
の傾転方向により吐出する油圧でシリンダ8を駆
動して舵機1を偏差信号(θ−μ)を減少させる
方向に回動させる。この舵機1の回動は舵角検出
器9で検出して減算回路10にフイードバツクさ
れて命令舵角信号θと減算され、偏差信号(θ−
μ)が時間t2で基準レベル設定値l0以内にはいつ
たら電磁弁2は無励磁になり、3方向切換弁は油
圧の流れを停止させ、サーボシリンダ4は中立位
置に戻り、可変吐出ポンプ5の傾転角も中立位置
に戻ることでシリンダ8への油圧流れが止り舵機
1の回動は停止するような動作をする。しかし、
第9図に示すように、サーボ機構Aの機器類の特
性(慣性)等により、電磁弁2が無励磁になつて
から舵機1の回動が停止するまでの時間遅れによ
り第9図α1,α2のようなオーバーシユートが発生
するので、舵機1はハンチングしながら一定値に
収束しながら停止する。このハンチングを押える
ために、この技術にあつては比較器Q1,Q2に接
続される基準レベル設定値l0をオーバーシユート
量よりも大きくしておくように構成されている。 From FIGS. 8 and 9, for example, when the command steering angle signal θ changes by 4° from the state where the deviation signal (θ−μ) is zero at time t 1 in the comparator amplifier Q 1 , for example,
When it is detected that the reference level set value l0 , which is set to a small value of 1.3°, has been exceeded, the solenoid valve 2 connected to the relay R1 is activated, the three-way switching valve 3 switches the hydraulic flow path, and the servo The tilting angle of the variable discharge pump 5 mechanically connected to the cylinder 4 is controlled, and the cylinder 8 is driven by the hydraulic pressure discharged according to the tilting direction of this tilting angle, and the steering gear 1 is outputted as a deviation signal (θ-μ). Rotate in the direction to decrease. This rotation of the rudder 1 is detected by the rudder angle detector 9, fed back to the subtraction circuit 10, and subtracted from the command rudder angle signal θ, resulting in a deviation signal (θ−
When μ) falls within the reference level set value l 0 at time t 2 , the solenoid valve 2 becomes de-energized, the 3-way switching valve stops the flow of hydraulic pressure, the servo cylinder 4 returns to the neutral position, and the variable discharge When the tilting angle of the pump 5 also returns to the neutral position, the hydraulic pressure flow to the cylinder 8 is stopped, and the rotation of the steering gear 1 is stopped. but,
As shown in Fig. 9, due to the characteristics (inertia) of the equipment of the servo mechanism A, etc., there is a time delay between when the solenoid valve 2 becomes de-energized and when the rotation of the rudder 1 stops. Since overshoots such as α 1 and α 2 occur, the rudder 1 converges to a constant value while hunting and stops. In order to suppress this hunting, this technique is configured so that the reference level setting value l 0 connected to the comparators Q 1 and Q 2 is set larger than the overshoot amount.
<発明が解決しようとする問題点>
ところで、このように基準レベル設定値l0を例
えば1.3゜と比較的小さな値に設定した場合はオー
バーシユート量は大きくなり第9図のようにハン
チングすることとなり、逆にこのハンチングを避
けるために基準レベル設定値l0を4゜とか5゜という
ように大きくとると、舵機1は命令舵角に対して
追従精度が悪くなり、故に操舵抵抗の増加の原因
となり、省エネルギ操舵の妨げとなる。この基準
レベル設定値l0を最適な状態に設定できればよい
が、各操舵機ごとに微妙に基準レベル設定値の最
適値が異なるので、最適値の設定は従来の技術に
あつては困難である。という問題がある。<Problems to be Solved by the Invention> By the way, if the reference level setting value l0 is set to a relatively small value such as 1.3°, the amount of overshoot will increase and hunting will occur as shown in Figure 9. On the other hand, if the reference level setting value l0 is set to a large value such as 4° or 5° in order to avoid this hunting, the steering gear 1 will have poor tracking accuracy with respect to the commanded rudder angle, and therefore the steering resistance will decrease. This causes an increase in energy consumption and impedes energy-saving steering. It would be good if this reference level setting value l 0 could be set to the optimum state, but since the optimum value of the reference level setting value differs slightly for each steering device, it is difficult to set the optimum value with conventional technology. . There is a problem.
本発明は、この従来技術の問題点に鑑みてなさ
れたものであつて、最適な基準レベル設定値を得
ると共に舵機を最小舵角駆動する最小舵角指令信
号を得て、たとえオーバーシユート量の大きな機
構でも命令舵角への実舵角の追従性を高め、操舵
抵抗を減少させて省エネルギ操舵を実現した舶用
オートパイロツトを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and it obtains an optimal reference level setting value and a minimum steering angle command signal that drives the rudder at the minimum steering angle, even if overshoot. The purpose of the present invention is to provide a marine autopilot that improves the followability of an actual steering angle to a commanded steering angle even with a large mechanism, reduces steering resistance, and realizes energy-saving steering.
<問題点を解決するための手段>
上述の目的を達成するためのサーボ機構とこの
サーボ機構に駆動信号を出力するサーボ増幅部と
から成る本発明の舶用オートパイロツトは、学習
モード信号を学習モード指令部から出力し、偏差
信号を入力して舵機のオーバーシユート量から基
礎基準レベル値をオーバーシユート学習部で学習
した後に、偏差信号から舵機を最小舵角駆動する
最小舵角指令信号を最小舵角制御部で学習して出
力する構成の学習部をサーボ増幅部内に設け、こ
の学習部の学習終了後に前記オーバーシユート学
習部からの基礎基準レベル値に基づいて設定され
た基準レベル設定値と偏差信号とを比較回路で比
較してその結果偏差信号が基準レベル設定値以内
で且つ最小舵角以上の時は前記最小舵角指令信号
で舵機を駆動することを特徴とする。<Means for Solving the Problems> The marine autopilot of the present invention comprises a servo mechanism for achieving the above-mentioned purpose and a servo amplifier unit that outputs a drive signal to the servo mechanism. A minimum steering angle command is output from the command unit, inputs a deviation signal, and learns a basic reference level value from the overshoot amount of the rudder in the overshoot learning unit, and then drives the rudder to the minimum steering angle from the deviation signal. A learning section configured to learn and output a signal by the minimum steering angle control section is provided in the servo amplifier section, and after the learning section completes learning, a standard is set based on the basic reference level value from the overshoot learning section. The level setting value and the deviation signal are compared by a comparison circuit, and when the deviation signal is within the reference level setting value and greater than the minimum steering angle, the rudder is driven by the minimum steering angle command signal. .
<実施例>
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。尚、以下の図面において、第8図及び第
9図と重複する部分は同一番号を付してその説明
は省略する。<Example> Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail based on the drawings. In the following drawings, parts that overlap with those in FIGS. 8 and 9 are given the same numbers and their explanations will be omitted.
第1図は本発明による舶用オートパイロツトの
ブロツク線図である。 FIG. 1 is a block diagram of a marine autopilot according to the present invention.
第1図において、14はサーボ増幅部C内に設
けられてサーボ増幅器Cとサーボ機構Aを結合し
た時点でサーボ機構Aの特性を学習する学習部で
ある。この学習部14は、学習開始信号Sを入力
して学習モード信号を出力する学習モード指令部
14aと、偏差信号(θ−μ)を入力して舵機1
のオーバーシユート量から基準レベル設定部11
0の基準レベル設定値lの基礎となる基礎基準レ
ベル値を学習するオーバーシユート学習部14b
と、偏差信号(θ−μ)を入力して舵機1を最小
舵角駆動する最小舵角指令信号を学習して出力す
る最小舵角制御部14cから構成される。オーバ
ーシユート学習部14bと最小舵角制御部14c
の出力は切替要素15a,15bを介してオアゲ
ート16a,16bに導かれる。学習モード指令
部14aからの学習モード信号はスイツチ17
a,17bをオンオフ動作させ、学習部14が学
習動作している時は比較回路12からの出力をオ
フとする。 In FIG. 1, reference numeral 14 denotes a learning section that is provided in the servo amplifier C and learns the characteristics of the servo mechanism A when the servo amplifier C and the servo mechanism A are coupled. The learning section 14 includes a learning mode command section 14a that inputs a learning start signal S and outputs a learning mode signal, and a learning mode command section 14a that inputs a deviation signal (θ-μ) and outputs a learning mode signal to the steering gear 1.
Reference level setting unit 11 from the overshoot amount of
Overshoot learning unit 14b that learns the basic reference level value that is the basis of the reference level setting value l of 0.
and a minimum steering angle control section 14c that inputs a deviation signal (θ-μ), learns and outputs a minimum steering angle command signal for driving the steering gear 1 at the minimum steering angle. Overshoot learning section 14b and minimum steering angle control section 14c
The outputs are led to OR gates 16a, 16b via switching elements 15a, 15b. The learning mode signal from the learning mode command section 14a is sent to the switch 17.
a and 17b are turned on and off, and when the learning section 14 is in the learning operation, the output from the comparison circuit 12 is turned off.
第2図Aは学習部14を例えばアナログ+マイ
クロプロセツサとした場合のサーボ増幅部Cのハ
ードウエア構成のブロツク線図、第2図Bはサー
ボ増幅部Cを全てマイクロプロセツサとした場合
のハードウエア構成のブロツク線図である。 FIG. 2A is a block diagram of the hardware configuration of the servo amplification section C when the learning section 14 is, for example, an analog + microprocessor, and FIG. FIG. 3 is a block diagram of the hardware configuration.
第2図A,Bにおいて、18,180は演算機
能(CPU)、19,190はリードオンリメモリ
(ROM)、20,200はランダムアクセスメモ
リ(RAM)、21,210は学習開始信号Sを
入力するスイツチ入力インターフエイス、22,
220は命令舵角信号θを入力する命令舵角入力
インターフエイス、23,230は実舵角信号μ
を入力する実舵角入力インターフエイス、24は
各種信号を出力する(ここではスイツチ17a,
17bに代るアンドゲート170a,170bに
出力する学習モード信号と、基準レベル設定部1
10に出力する基礎基準レベル値と、アンドゲー
ト16a,16bに出力する最小舵角指令信号)
出力インターフエイス、240は駆動信号i,j
を出力する出力インターフエイスである。 In FIGS. 2A and B, 18, 180 is an arithmetic function (CPU), 19, 190 is a read-only memory (ROM), 20, 200 is a random access memory (RAM), and 21, 210 is an input for learning start signal S. switch input interface, 22,
220 is a command rudder angle input interface for inputting the command rudder angle signal θ, and 23 and 230 are actual rudder angle signals μ.
The actual steering angle input interface 24 outputs various signals (here, the switch 17a,
Learning mode signal output to AND gates 170a and 170b instead of 17b and reference level setting section 1
(basic reference level value output to AND gate 10 and minimum steering angle command signal output to AND gates 16a, 16b)
Output interface, 240 is drive signal i, j
It is an output interface that outputs .
尚、サーボ増幅器は第2図A,Bのようにマイ
クロプロセツサを使用する場合に限定されるもの
ではなく、従来のようにデイスクリートな回路構
成としてもよいことはいうまでもない。 It should be noted that the servo amplifier is not limited to the case where a microprocessor is used as shown in FIGS. 2A and 2B, and it goes without saying that it may have a discrete circuit configuration as in the prior art.
このようにサーボ増幅器Cを構成することで、
学習動作と、この学習動作終了後に学習部14か
らの基礎基準レベル値に基づいて設定された基準
レベル設定値lと偏差信号(θ−μ)とを比較回
路12で比較して偏差信号(θ−μ)が基準レベ
ル設定値l以内で最小舵角δ以上の時に最小舵角
指令信号で舵機1を駆動することを、第3図のフ
ローシートと第4図乃至第7図のタイムチヤート
を用いて以下に詳細に説明する。 By configuring the servo amplifier C in this way,
The comparison circuit 12 compares the standard level set value l set based on the basic standard level value from the learning unit 14 and the deviation signal (θ−μ) after the learning operation and after the completion of the learning operation, and generates the deviation signal (θ -μ) is within the reference level setting value l and the minimum rudder angle δ or more, the rudder 1 is driven with the minimum rudder angle command signal. This will be explained in detail below using .
≪学習モード≫
学習開始信号Sが入力されると学習モード指令
部14aは学習モード信号を出力してスイツチ1
7a,17bを動作させて比較回路12の出力を
カツトすると共に手動又は例えば学習開始信号S
と学習モード信号に基づいて自動的に切替要素1
5a,15bをオーバーシユート学習部14b側
に切替える。<<Learning mode>> When the learning start signal S is input, the learning mode command section 14a outputs a learning mode signal and switches switch 1.
7a and 17b to cut off the output of the comparator circuit 12, and also manually or, for example, by inputting the learning start signal S.
and learning mode signal automatically switching element 1
5a and 15b are switched to the overshoot learning section 14b side.
オーバーシユート学習部14bは例えば第4図
に示すように、時間t1で−30゜にバランスしてい
た舵角を+30゜になるように命令舵角信号θを変
更した時、偏差がゼロとなるようにSR13がオ
ンとなり舵機1が回動して実舵角信号μが命令舵
角信号θに追従する。時間t2で偏差がゼロとなる
と電磁弁2は無励磁となる。一方、舵機1は慣性
によりオーバーシユートする。この時のオーバー
シユート量即ち、基礎基準レベル値をηで表わし
第4図では3゜と学習し基準レベル設定部110に
出力する。尚、基準レベル設定値lは、例えば基
礎基準レベル値η(3゜)を基準レベル設定部11
0の可変蓄電池110a1,110a2に設定し、あ
らかじめ可変蓄電池110b1,110b2に設定さ
れている装置の目標追従精度角度ε(例えば0.3゜)
と合せて基準レベル設定値l(この場合η+ε=
3.3゜)を決定する。 For example, as shown in FIG. 4, the overshoot learning unit 14b changes the commanded steering angle signal θ so that the steering angle, which was balanced at -30° at time t1 , becomes +30°, and the deviation is zero. The SR 13 is turned on and the steering gear 1 rotates so that the actual steering angle signal μ follows the commanded steering angle signal θ. When the deviation becomes zero at time t2 , the solenoid valve 2 becomes non-energized. On the other hand, the rudder 1 overshoots due to inertia. The overshoot amount at this time, that is, the basic reference level value is expressed as η and is learned as 3° in FIG. 4, and is output to the reference level setting section 110. Note that the reference level setting value l is, for example, the basic reference level value η (3°) set by the reference level setting unit 11.
0 in the variable storage batteries 110a 1 and 110a 2 , and the target tracking accuracy angle ε (for example, 0.3°) of the device is set in advance in the variable storage batteries 110b 1 and 110b 2.
together with the reference level setting value l (in this case η+ε=
3.3°).
オーバーシユート学習部14bの学習が終了す
ると例えば終了信号で切替要素15a,15bを
最小舵角制御部14c側に切替えて最小舵角制御
部14cの学習を開始する。 When the learning of the overshoot learning section 14b is completed, the switching elements 15a, 15b are switched to the minimum steering angle control section 14c side by, for example, an end signal, and learning of the minimum steering angle control section 14c is started.
最小舵角制御部14cにおいては、例えば第5
図に示すように舵角1゜において平衡して偏差信号
(θ−μ)がゼロである時に、舵機1を最小舵角
だけ駆動(回動)するに足る最小舵角指令信号を
学習するために、パルス幅τを狭いパルス幅から
順次広いパルス幅τ1,τ2,τ3へとステツプアツプ
して舵機1が回動を開始するのを実舵角信号μを
監視して最小制御可能な舵角量(最小舵角量)と
その時の最小制御可能なパルス幅を学習する。第
5図は最小制御可能なパルス幅τ3の時に最小舵角
量δ(=0.5゜)が学習できたことを表わす。 In the minimum steering angle control section 14c, for example, the fifth
As shown in the figure, when the deviation signal (θ-μ) is zero in equilibrium at a steering angle of 1°, learn the minimum steering angle command signal that is sufficient to drive (rotate) the steering gear 1 by the minimum steering angle. In order to achieve this, the pulse width τ is stepped up from a narrow pulse width to wide pulse widths τ 1 , τ 2 , τ 3 in order, and the actual steering angle signal μ is monitored to ensure minimum control when the rudder 1 starts rotating. Learn the possible steering angle amount (minimum steering angle amount) and the minimum controllable pulse width at that time. FIG. 5 shows that the minimum steering angle amount δ (=0.5°) was able to be learned when the minimum controllable pulse width τ 3 was used.
最小舵角制御部14cの学習が終了すると例え
ば終了信号を学習モード指令部に出力して、学習
モード指令部14aから学習終了信号を出力して
スイツチ17a,17bを動作させて比較回路1
2とオアゲート16a,16bを接続する。 When the learning of the minimum steering angle control section 14c is completed, for example, an end signal is output to the learning mode command section, and the learning end signal is outputted from the learning mode command section 14a to operate the switches 17a and 17b.
2 and the OR gates 16a and 16b.
以上で学習部14での学習を終了する。 This completes the learning in the learning section 14.
尚、学習順序は最小舵角制御部14cを最初に
学習させてもよいが、この場合切替要素15a,
15bは最終的(通常時)には最小舵角制御部1
4c側となつている必要はある。 Note that the learning order may be such that the minimum steering angle control section 14c is learned first, but in this case, the switching elements 15a,
15b is the minimum steering angle control unit 1 in the final state (normal time).
It needs to be on the 4c side.
≪通常の動作≫
通常の動作を第6図と第7図を用いて説明す
る。<<Normal Operation>> The normal operation will be explained using FIGS. 6 and 7.
第6図は舵角0゜で偏差信号(θ−μ)がゼロの
状態から時間t1で命令舵角信号θが15゜に変更さ
れ、時間t2で実舵角信号μが基準レベル設定値l
=3.3゜以内となり、それ以後に偏差信号(θ−
μ)が例えば0.4゜と最小舵角δ=0.5゜以下となつ
た場合を示す。 Figure 6 shows that the commanded rudder angle signal θ is changed from zero at rudder angle 0° to 15° at time t 1 , and the actual rudder angle signal μ is set to the reference level at time t 2 . value l
= within 3.3°, and after that the deviation signal (θ-
The case where μ) is, for example, 0.4° and the minimum steering angle δ is less than 0.5° is shown.
次に、第7図を用いて他の例を説明する。 Next, another example will be explained using FIG.
時間t1で舵角0゜(偏差信号(θ−μ)がゼロ)
の状態から命令舵角信号θが4゜に変更され、時間
t2で実舵角信号μが基準レベル設定値l=3.3゜以
内となり、時間t3で実舵角信号μが2.9゜で平衡状
態となつた場合、即ち、偏差信号(θ−μ)が例
えば1.1゜と最小舵角δ=0.5゜以上となつた場合は、
時間t4で最小舵角制御部14cから最小舵角信号
(パルス幅は1.1/0.5→2より2×τ3)が出力され
て舵機1を駆動する。故にこの例では偏差は最小
舵角δ以下(0.1゜)となり舵機1は回動を停止す
る。今、時間t5で舵角4゜から命令舵角信号θが
3.2゜に変更されると、最小舵角制御部14cから
パルス幅(0.7/0.5→1より)1×τ3最小舵角信
号が出力されて舵機1を駆動して偏差は最小舵角
δ以下(0.2)となる。故に舵機1は回動を停止
する。以下このような追従動作が継続して繰り返
される。 Rudder angle 0° at time t 1 (deviation signal (θ−μ) is zero)
The command rudder angle signal θ is changed from the state to 4°, and the time
At time t 2 , the actual steering angle signal μ becomes within the reference level setting value l = 3.3°, and at time t 3 , the actual steering angle signal μ reaches an equilibrium state of 2.9°, that is, the deviation signal (θ − μ) For example, if the minimum steering angle δ is 1.1° or more than 0.5°,
At time t 4 , the minimum steering angle signal (pulse width is 2×τ 3 from 1.1/0.5→2) is output from the minimum steering angle control unit 14c to drive the steering gear 1. Therefore, in this example, the deviation is less than the minimum steering angle δ (0.1°), and the steering gear 1 stops rotating. Now, at time t 5 , the commanded rudder angle signal θ changes from rudder angle 4°.
When the steering angle is changed to 3.2°, the minimum steering angle signal with a pulse width (from 0.7/0.5→1) of 1×τ 3 is output from the minimum steering angle control unit 14c to drive the steering gear 1, and the deviation is the minimum steering angle δ. It will be below (0.2). Therefore, the rudder 1 stops rotating. Thereafter, such follow-up operation is continuously repeated.
尚、時間t4の場合、最小舵角信号τ3を個々にス
テツプアツプしてその応答性の様子を見ながら追
従制御するようにしてもよい。 Incidentally, in the case of time t4 , the minimum steering angle signal τ3 may be stepped up individually and follow-up control may be performed while checking the responsiveness thereof.
<発明の効果>
以上、実施例と共に具体的に本発明を説明した
ように、学習部で基準レベル設定値の基礎となる
基礎基準レベル値と最小舵角量及び最小舵角に必
要なパルス幅である最小舵角指令信号を学習し、
学習終了後に基礎基準レベル値に基づいて設定さ
れた基準レベル設定値と偏差信号とを比較回路で
比較して基準レベル設定値以内で且つ最小舵角以
上の時は最小舵角指令信号で舵機を駆動する本発
明の舶用オートパイロツトによれば、オーバーシ
ユートによるハンチングが無くなるので船舶の操
舵抵抗の減少による省エネルギ操舵ができる。即
ち、自動操舵中に命令舵角に対する追従精度が向
上するために舵角量を少なくすることができ、舵
機によつて発生する船体抵抗が減少することとな
る。又、自動操舵中基準レベル設定値が小さくな
つた分だけ命令舵角に対する応答性が向上し、制
御ループ内の遅れが減少する。故に船舶のヨーイ
ングが減少し、保針性向上とヨーイングによる船
体抵抗が減少し、省エネルギ操舵が行なうことが
できる。という効果がある。<Effects of the Invention> As described above in detail with reference to the embodiments, the learning section calculates the basic reference level value, which is the basis of the reference level setting value, the minimum steering angle amount, and the pulse width required for the minimum steering angle. Learn the minimum steering angle command signal that is,
After the learning is completed, a comparison circuit compares the standard level set value set based on the basic standard level value and the deviation signal, and if the deviation signal is within the standard level set value and is greater than the minimum rudder angle, the rudder is operated using the minimum rudder angle command signal. According to the marine autopilot of the present invention that drives a marine vessel, hunting due to overshoot is eliminated, so energy-saving steering can be achieved by reducing the steering resistance of the vessel. That is, since the accuracy of following the commanded rudder angle during automatic steering is improved, the amount of rudder angle can be reduced, and the hull resistance generated by the rudder gear is reduced. Further, as the automatic steering reference level setting value becomes smaller, the responsiveness to the commanded steering angle is improved and the delay in the control loop is reduced. Therefore, yawing of the ship is reduced, course keeping performance is improved, hull resistance due to yawing is reduced, and energy-saving steering can be performed. There is an effect.
第1図は本発明による舶用オートパイロツトの
ブロツク線図、第2図はサーボ増幅部をマイクロ
プロセツサで構成した場合のブロツク線図、第3
図は第1図のフローシート、第4図乃至第7図は
第1図の説明に供するタイムチヤート、第8図は
従来の舶用オートパイロツトのブロツク線図、第
9図は第8図の説明に供するタイムチヤートであ
る。
A…サーボ機構、9…舵角検出器、B,C…サ
ーボ増幅部、10…減算回路、11,110…基
準レベル設定部、12…比較回路、14…学習
部。
Fig. 1 is a block diagram of a marine autopilot according to the present invention, Fig. 2 is a block diagram of a case where the servo amplification section is configured with a microprocessor, and Fig. 3 is a block diagram of a marine autopilot according to the present invention.
The figure is the flow sheet of Figure 1, Figures 4 to 7 are time charts for explaining Figure 1, Figure 8 is a block diagram of a conventional marine autopilot, and Figure 9 is an explanation of Figure 8. This is a time chart for. A... Servo mechanism, 9... Rudder angle detector, B, C... Servo amplifier section, 10... Subtraction circuit, 11, 110... Reference level setting section, 12... Comparison circuit, 14... Learning section.
Claims (1)
命令舵角信号と実舵角信号の偏差信号を比較回路
を用いて基準レベル設定値と比較して比較結果を
前記サーボ機構に出力するサーボ増幅部とから成
る舶用オートパイロツトにおいて、 学習モード信号を出力する学習モード指令部
と、前記偏差信号を入力して前記舵機のオーバー
シユート量から基礎基準レベル値を学習するオー
バーシユート学習部と、前記偏差信号を入力して
前記舵機を最小舵角駆動する最小舵角指令信号を
学習して出力する最小舵角制御部とを具備する学
習部を前記サーボ増幅部内に設け、 前記学習部の学習終了後に前記オーバーシユー
ト学習部によつて学習された前記基礎基準レベル
値に基づいて設定される基準レベル設定値と前記
偏差信号とを前記比較回路で比較し、前記偏差信
号が前記基準レベル設定値以内で前記最小舵角以
上の時に前記最小舵角指令信号で前記舵機を駆動
することを特徴とする舶用オートパイロツト。[Claims] 1. A servo mechanism for a mechanism that drives a rudder of a ship;
In a marine autopilot comprising a servo amplification section that compares a deviation signal between a commanded steering angle signal and an actual steering angle signal with a reference level setting value using a comparison circuit and outputs the comparison result to the servo mechanism, a learning mode signal is transmitted. an overshoot learning section that inputs the deviation signal and learns a basic reference level value from the overshoot amount of the rudder, and an overshoot learning section that inputs the deviation signal and adjusts the rudder to the minimum A learning section comprising a minimum steering angle control section that learns and outputs a minimum steering angle command signal for driving the steering angle is provided in the servo amplifying section, and after the learning section completes learning, the overshoot learning section The reference level set value set based on the learned basic reference level value and the deviation signal are compared in the comparison circuit, and when the deviation signal is within the reference level set value and greater than or equal to the minimum steering angle, the A marine autopilot, characterized in that the rudder is driven by a minimum rudder angle command signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14189285A JPS624698A (en) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | Auto pilot for ship |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14189285A JPS624698A (en) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | Auto pilot for ship |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS624698A JPS624698A (en) | 1987-01-10 |
| JPH0471755B2 true JPH0471755B2 (en) | 1992-11-16 |
Family
ID=15302591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14189285A Granted JPS624698A (en) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | Auto pilot for ship |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS624698A (en) |
-
1985
- 1985-06-28 JP JP14189285A patent/JPS624698A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS624698A (en) | 1987-01-10 |
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