專利名稱：船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制裝置以及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制裝置。
背景技術(shù)：
在船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的控制中，以所設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速之差消失的方式進(jìn)行 PID(比例-積分-微分)控制。并且，提出了一種對(duì)由暴風(fēng)雨天氣時(shí)等的干擾所產(chǎn)生的螺旋槳轉(zhuǎn)速的變動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)，而變更PID控制的增益的構(gòu)成的方案(專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)平8-200131號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
(發(fā)明要解決的問(wèn)題)但是，由于船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制進(jìn)行將主機(jī)的旋轉(zhuǎn)保持在目標(biāo)轉(zhuǎn)速的控制，在由于海洋自然現(xiàn)象的影響而船體進(jìn)行搖擺的情況下，即使主機(jī)的旋轉(zhuǎn)被保持在目標(biāo)轉(zhuǎn)速，螺旋槳的對(duì)水轉(zhuǎn)速也不會(huì)為一定。即，在船體沿螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行搖擺的情況下， 螺旋槳的對(duì)水轉(zhuǎn)速由于船體搖擺所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)量而變快，在船體沿螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向的相反方向進(jìn)行搖擺的情況下，螺旋槳的對(duì)水轉(zhuǎn)速由于船體搖擺所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)量而變慢。由于船體搖擺所產(chǎn)生的對(duì)水螺旋槳轉(zhuǎn)速的變動(dòng)的最大值依賴于搖擺角度和其周期，通常，變成每分鐘士數(shù)轉(zhuǎn)左右的指令。例如，在10秒周期的搖擺中，當(dāng)搖擺角度為士 10 度時(shí)，由于搖擺所產(chǎn)生的對(duì)水螺旋槳轉(zhuǎn)速的變動(dòng)最大變成約士 lrpm。螺旋槳負(fù)載與轉(zhuǎn)速的 3倍成比例，因此，例如在主機(jī)以IOOrpm運(yùn)轉(zhuǎn)中，當(dāng)對(duì)水螺旋槳轉(zhuǎn)速具有士 lrpm(l% )的變動(dòng)時(shí)，螺旋槳負(fù)載變動(dòng)約士3%。在這樣的由于船體搖擺所產(chǎn)生的負(fù)載變動(dòng)的情況下，當(dāng)如現(xiàn)有技術(shù)要將主機(jī)的轉(zhuǎn)速保持一定時(shí)，調(diào)速器控制裝置根據(jù)搖擺所產(chǎn)生的負(fù)載變動(dòng)而周期性地增減燃料投入量， 結(jié)果是導(dǎo)致耗油量的惡化。本發(fā)明的課題是進(jìn)行考慮了船體的搖擺所產(chǎn)生的影響的調(diào)速器控制，實(shí)現(xiàn)耗油量的改善。(解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案)本發(fā)明的船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制裝置的特征在于，包括實(shí)際轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)， 該實(shí)際轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)主機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速；以及搖擺速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)，該搖擺速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)船體搖擺的轉(zhuǎn)速；并且基于實(shí)際轉(zhuǎn)速和船體搖擺的轉(zhuǎn)速，將對(duì)水螺旋槳轉(zhuǎn)速保持一定。調(diào)速器控制裝置例如在實(shí)際轉(zhuǎn)速中加上船體搖擺的轉(zhuǎn)速而進(jìn)行反饋控制。并且，調(diào)速器控制裝置通過(guò)從轉(zhuǎn)速指令中將船體搖擺的轉(zhuǎn)速扣除而進(jìn)行調(diào)速器控制。在該情況下，對(duì)現(xiàn)有的調(diào)速器控制系統(tǒng)中不施加較大的變更，而能夠附加本發(fā)明所涉及的構(gòu)成。本發(fā)明的船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制方法的特征在于，在檢測(cè)主機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速的同時(shí)，檢測(cè)船體搖擺的轉(zhuǎn)速，基于實(shí)際轉(zhuǎn)速和船體搖擺的轉(zhuǎn)速，將對(duì)水螺旋槳轉(zhuǎn)速保持一定。調(diào)速器控制方法例如在實(shí)際轉(zhuǎn)速中加上船體搖擺的轉(zhuǎn)速而進(jìn)行反饋控制。并且，調(diào)速器控制方法通過(guò)從轉(zhuǎn)速指令中將船體搖擺的轉(zhuǎn)速扣除而進(jìn)行調(diào)速器控制。本發(fā)明的船舶的特征在于，包括船體；主機(jī)，該主機(jī)搭載于船體上；螺旋槳，該螺旋槳連接于主機(jī)；以及調(diào)速器控制裝置，該調(diào)速器控制裝置控制向主機(jī)的燃料投入量；其中，調(diào)速器控制裝置包括實(shí)際轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)，該實(shí)際轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)主機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速； 以及搖擺速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)，該搖擺速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)船體的搖擺的轉(zhuǎn)速；并且基于實(shí)際轉(zhuǎn)速和搖擺的轉(zhuǎn)速，將螺旋槳的對(duì)水轉(zhuǎn)速保持一定。(發(fā)明的效果)根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)行考慮了船體的搖擺所產(chǎn)生的影響的調(diào)速器控制，能夠?qū)崿F(xiàn)耗油
量的改善。


圖1是示出作為第一實(shí)施方式的船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制系統(tǒng)的構(gòu)成的框圖。圖2是示出作為第二實(shí)施方式的船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制系統(tǒng)的構(gòu)成的框圖。符號(hào)說(shuō)明10船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制系統(tǒng)11 主軸12螺旋槳13 主機(jī)14發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊15PID控制模塊16船體搖擺檢測(cè)模塊17變動(dòng)轉(zhuǎn)速計(jì)算模塊。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是示出作為第一實(shí)施方式的船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制系統(tǒng)的構(gòu)成的框圖。船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制系統(tǒng)10控制向通過(guò)主軸11而連接于螺旋槳12的主機(jī)13的燃料投入量。調(diào)速器控制系統(tǒng)10將轉(zhuǎn)速指令作為基準(zhǔn)輸入，使用非接觸開(kāi)關(guān)等(未圖示)監(jiān)控設(shè)置于主軸11上的旋轉(zhuǎn)裝置(未圖示)的旋轉(zhuǎn)，而在發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊 14中檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速。被檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速直接向原的輸入側(cè)反饋，并且將轉(zhuǎn)速指令與發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的差分向PID控制模塊15輸入，而控制向主機(jī)13的燃料投入量。但是，本實(shí)施方式的調(diào)速器控制系統(tǒng)10中，在船體搖擺檢測(cè)模塊16中，從傾斜率傳感器(未圖示)取得對(duì)應(yīng)于船體的轉(zhuǎn)速的信號(hào)，并基于該信號(hào)，在變動(dòng)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊17 中，計(jì)算由于搖擺所產(chǎn)生的船體的轉(zhuǎn)速，即對(duì)應(yīng)于船體的對(duì)水轉(zhuǎn)速的變動(dòng)轉(zhuǎn)速。將變動(dòng)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊14所檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速相加，并且將由變動(dòng)轉(zhuǎn)速修正的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速向輸入側(cè)反饋。即，在第一實(shí)施方式中，將對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)速指令與對(duì)水螺旋槳轉(zhuǎn)速的差分的值輸入至PID控制模塊，并進(jìn)行燃料投入量的PID運(yùn)算。通過(guò)以上的構(gòu)成，在第一實(shí)施方式中，被反饋的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速通過(guò)搖擺的轉(zhuǎn)速而被修正，從而進(jìn)行使對(duì)水螺旋槳轉(zhuǎn)速為一定的PID控制。由此，調(diào)速器控制裝置進(jìn)行使對(duì)水螺旋槳轉(zhuǎn)速為一定的主機(jī)的調(diào)速控制，并且防止相位滯后而防止隨著船體搖擺的多余的燃料投入。由此，在本實(shí)施方式的調(diào)速器控制系統(tǒng)中改善了耗油量。下面，參照?qǐng)D2對(duì)第二實(shí)施方式的船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制進(jìn)行說(shuō)明。圖2是示出作為第二實(shí)施方式的船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制系統(tǒng)的構(gòu)成的框圖。在第一實(shí)施方式中，將通過(guò)變動(dòng)轉(zhuǎn)速而被修正的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速向輸入側(cè)反饋， 但是，在第二實(shí)施方式的調(diào)速器控制系統(tǒng)20中，發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速與現(xiàn)有技術(shù)相同直接向輸入側(cè)反饋，并在轉(zhuǎn)速指令中加以利用變動(dòng)轉(zhuǎn)速進(jìn)行的修正。另外，對(duì)于除此之外的構(gòu)成與第一實(shí)施方式相同。S卩，在第二實(shí)施方式中，與第一實(shí)施方式相同，在船體搖擺檢測(cè)模塊16以及變動(dòng)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊17中，基于來(lái)自傾斜率傳感器的信號(hào)而算出作為船體搖擺的轉(zhuǎn)速的變動(dòng)轉(zhuǎn)速。但是，在第二實(shí)施方式中，與第一實(shí)施方式不同，將變動(dòng)轉(zhuǎn)速?gòu)霓D(zhuǎn)速指令中扣除，并將來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊14的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速負(fù)反饋其中，而向PID控制模塊15輸入， 并進(jìn)行主機(jī)13的燃料投入量的PID控制。如上所述，在第二實(shí)施方式的構(gòu)成中能夠得到與第一實(shí)施方式相同的效果。并且， 在第二實(shí)施方式中，由于將船體搖擺的影響以修正轉(zhuǎn)速指令的方式在控制系統(tǒng)中采用，因此，對(duì)現(xiàn)有的調(diào)速器控制裝置中不施加較大的變更，而能夠適用本發(fā)明。另外，本發(fā)明對(duì)于士 Irpm左右的變動(dòng)影響較大的低速大型發(fā)動(dòng)機(jī)特別有效，在搭載有長(zhǎng)沖程、低旋轉(zhuǎn)的大型發(fā)動(dòng)機(jī)的船舶中特別有用。并且，控制方法并不限于PID控制，在現(xiàn)代控制理論、適應(yīng)控制、學(xué)習(xí)控制等中也能夠適用。
權(quán)利要求
1.一種船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制裝置，其特征在于，包括實(shí)際轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)，該實(shí)際轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)主機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速；以及搖擺速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)，該搖擺速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)船體搖擺的轉(zhuǎn)速；并且基于所述實(shí)際轉(zhuǎn)速和所述船體搖擺的轉(zhuǎn)速，將對(duì)水螺旋槳轉(zhuǎn)速保持一定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制裝置，其特征在于，在所述實(shí)際轉(zhuǎn)速中加上所述船體搖擺的轉(zhuǎn)速而進(jìn)行反饋控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制裝置，其特征在于，從轉(zhuǎn)速指令中將所述船體搖擺的轉(zhuǎn)速扣除。
4.一種船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制方法，其特征在于，在檢測(cè)主機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速的同時(shí)， 檢測(cè)船體搖擺的轉(zhuǎn)速，基于所述實(shí)際轉(zhuǎn)速和所述船體搖擺的轉(zhuǎn)速，將對(duì)水螺旋槳轉(zhuǎn)速保持一定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制方法，其特征在于，在所述實(shí)際轉(zhuǎn)速中加上所述船體搖擺的轉(zhuǎn)速而進(jìn)行反饋控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制方法，其特征在于，從轉(zhuǎn)速指令中將所述船體搖擺的轉(zhuǎn)速扣除。
7.一種船舶，其特征在于，包括船體；主機(jī)，該主機(jī)搭載于所述船體上；螺旋槳，該螺旋槳連接于所述主機(jī)；以及調(diào)速器控制裝置，該調(diào)速器控制裝置控制向所述主機(jī)的燃料投入量；其中，所述調(diào)速器控制裝置包括實(shí)際轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)，該實(shí)際轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)所述主機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速；以及搖擺速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)，該搖擺速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)所述船體的搖擺的轉(zhuǎn)速；并且基于所述實(shí)際轉(zhuǎn)速和所述搖擺的轉(zhuǎn)速，將所述螺旋槳的對(duì)水轉(zhuǎn)速保持一定。
全文摘要
本發(fā)明提供一種船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速器控制裝置，其特征在于，包括實(shí)際轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)，該實(shí)際轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)主機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速；以及搖擺速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)，該搖擺速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)船體搖擺的轉(zhuǎn)速；并且基于所述實(shí)際轉(zhuǎn)速和所述船體搖擺的轉(zhuǎn)速，將對(duì)水螺旋槳轉(zhuǎn)速保持一定。
文檔編號(hào)B63H21/21GK102470914SQ201080027218
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者光藤亮, 山本秀則, 島田一孝, 田中一郎 申請(qǐng)人:三井造船株式會(huì)社, 三井造船系統(tǒng)技研株式會(huì)社