(57)【要約】【課題】  所望の揚力を得ることにより、高い精度で船体の動揺を抑制させること。【解決手段】  トルク演算部２７により、油圧シリンダ１２の圧力に基づいて、フィン１１のトルクが算出される。このトルクは、トルク調整器２８を介して迎角演算部２４に入力され、このトルクに基づいて、海水の流れに対するフィンの角度、つまり、フィンの迎角が推定される。そして、指令生成部２３により、この推定迎角θ２´を目標フィン角度θ１に一致させるためのフィン角度指令値θ３が生成され、このフィン角度指令値θ３に基づいて、流量調整機構１４が油圧シリンダ１２に与える作動油の流量Ｑを制御することにより、フィン１１の角度を調整する。このように、揚力が直接的に関係する迎角に基づいてフィン角度を制御することにより、所望の揚力を得ることが可能となり、減揺制御の精度を向上させることができる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体の動揺を軽減すべく船体に取り付けられたフィンと、前記船体に対する前記フィンの角度を調整するための油圧シリンダを有するフィン駆動装置とを備える船舶用フィンスタビライザであって、
前記油圧シリンダの圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力に基づいて、前記フィンのトルクを算出するトルク算出手段と、
前記トルクに基づいて、海水の流れに対する前記フィンの角度を推定するフィン角度推定手段と、
推定された前記フィンの角度を前記船体の動揺を打ち消すための目標角度に一致させるためのフィン角度指令を生成する指令生成手段と
を具備し、
前記フィン駆動装置は、前記フィン角度指令に基づいて前記フィンを駆動する船舶用フィンスタビライザ。
【請求項２】
前記船体に対する前記フィンの角度を検出するフィン角度検出手段を更に備え、
前記指令生成手段は、前記船体の動揺周期が予め設定されている所定の閾値以下であった場合に、前記フィン角度検出手段により検出された前記フィンの角度を前記目標角度に一致させるためのフィン角度指令を生成する請求項１に記載の船舶用フィンスタビライザ。
【請求項３】
前記圧力検出手段は、
前記油圧シリンダの上側シリンダ室及び下側シリンダ室の圧力をそれぞれ検出する圧力センサと、
前記圧力センサにより検出された検出値に含まれるノイズ成分を除去するノイズ除去手段とを備え、
前記所定の閾値は、前記ノイズ除去手段の性能に基づいて決定される請求項２に記載の船舶用フィンスタビライザ。
【請求項４】
前記船体に対する前記フィンの角度を検出するフィン角度検出手段と、
前記フィン角度推定手段により推定された海水の流れに対する前記フィンの角度と、前記フィン角度検出手段により検出される前記船体に対する前記フィンの角度との差分を求める差分算出手段とを更に備え、
前記指令生成手段は、前記差分が予め設定されている所定の値以上であった場合に、前記フィン角度検出手段により検出された前記船体に対するフィンの角度を前記目標角度に一致させるためのフィン角度指令を生成する請求項１に記載の船舶用フィンスタビライザ。
【請求項５】
船体の動揺を軽減すべく船体に取り付けられたフィンと、前記船体に対する前記フィンの角度を調整するための油圧シリンダを有するフィン駆動装置とを備える船舶用フィンスタビライザの制御方法であって、
前記油圧シリンダの圧力に基づいて、前記フィンのトルクを算出する過程と、
前記トルクに基づいて、海水の流れに対する前記フィンの角度を推定する過程と、
推定した前記フィンの角度を前記船体の動揺を打ち消すための目標角度に一致させるためのフィン角度指令を生成する過程と、
前記フィン角度指令に基づいて前記フィン駆動装置を制御する過程と
を具備する船舶用フィンスタビライザの制御方法。
【請求項６】
船体の動揺を軽減すべく船体に取り付けられたフィンと、前記船体に対する前記フィンの角度を調整するための油圧シリンダを有するフィン駆動装置とを備える船舶用フィンスタビライザの制御を行うための制御プログラムであって、
前記油圧シリンダの圧力に基づいて、前記フィンのトルクを算出するステップと、
前記トルクに基づいて、海水の流れに対する前記フィンの角度を推定するステップと、
推定した前記フィンの角度を前記船体の動揺を打ち消すための目標角度に一致させるためのフィン角度指令を生成するステップと、
前記フィン角度指令に基づいて、前記フィン駆動装置を制御するステップと
をコンピュータに実行させるための制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船体の動揺を抑制させるための船舶用フィンスタビライザに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、船舶の横揺れ運動又は縦揺れ運動を抑制する装置として、例えば、フィンスタビライザが知られている（例えば、特開平８−３２４４８５号公報参照）。このフィンスタビライザは、船体外板に突設されたフィンを備えており、このフィンの傾きを制御することにより揚力を発生させて、船体の横揺れなどを抑制するものである。
このようなフィンスタビライザにおいては、海水の流れに対するフィンの角度（以下「迎角」という。）と、船体に対するフィンの角度（以下「フィン角度」という。）とを同一と見なし、船体の動揺に応じて、フィン角度を制御することにより、船体の減揺制御を行っている。
【特許文献１】特開平８−３２４４８５号公報（第２−３頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、波による外乱及び船体運動の影響を受けるにより、上記迎角とフィン角度が一致しない場合がある。このような場合、上述した従来のフィンスタビライザでは、フィン角度を適切な角度に制御することができず、船体の動揺を抑制するための所望の揚力が得られないという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、所望の揚力を得ることにより、高い精度で船体の動揺を抑制させることのできる船舶用フィンスタビライザ及びその制御方法並びに制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、船体の動揺を軽減すべく船体に取り付けられたフィンと、前記船体に対する前記フィンの角度を調整するための油圧シリンダを有するフィン駆動装置とを備える船舶用フィンスタビライザであって、前記油圧シリンダの圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力に基づいて、前記フィンのトルクを算出するトルク算出手段と、前記トルクに基づいて、海水の流れに対する前記フィンの角度を推定するフィン角度推定手段と、推定された前記フィンの角度を前記船体の動揺を打ち消すための目標角度に一致させるためのフィン角度指令を生成する指令生成手段とを具備し、前記フィン駆動装置は、前記フィン角度指令に基づいて前記フィンを駆動する船舶用フィンスタビライザを提供する。
【０００６】
上記構成によれば、トルク算出手段により、油圧シリンダの圧力に基づいて、フィンのトルクが算出され、フィン角度推定手段により、該トルクに基づいて、海水の流れに対するフィンの角度、つまり、迎角が推定される。そして、指令生成手段により、この迎角を目標角度に一致させるためのフィン角度指令値が生成され、このフィン角度指令値に基づいて、フィン駆動装置によりフィンが駆動されることとなる。このように、揚力が直接的に関係する迎角に基づいてフィン角度を制御することにより、所望の揚力を得ることが可能となり、減揺制御の精度を向上させることができる。
ここで、フィンに働く揚力と、フィンのトルクとは相関関係がある。また、フィンのトルクは、油圧シリンダの圧力と相関関係がある。従って、油圧シリンダの圧力からフィンのトルクを得、このトルクからフィンに働く揚力を得ることができる。更に、フィンに働く揚力は、フィンの迎角により決定されるため、フィンのトルクからフィンの迎角を推定することが可能となる。
【０００７】
上記記載の船舶用フィンスタビライザは、前記船体に対する前記フィンの角度を検出するフィン角度検出手段を更に備え、前記指令生成手段は、前記船体の動揺周期が予め設定されている所定の閾値以下であった場合に、前記フィン角度検出手段により検出された前記フィンの角度を前記目標角度に一致させるためのフィン角度指令を生成すると良い。
【０００８】
動揺周期が所定の周期以下である場合、圧力検出手段による圧力検出の精度が低下するなどの理由により、トルクの算出精度が低下し、この結果、フィン角度推定手段により推定されたフィン角度の信頼性が低くなるおそれがある。このような場合には、船体に対するフィン角度に基づく減揺制御を実施して、従来と同様程度の精度を維持することとしている。
【０００９】
上記記載の船舶用フィンスタビライザにおいて、前記圧力検出手段は、前記油圧シリンダの上側シリンダ室及び下側シリンダ室の圧力をそれぞれ検出する圧力センサと、前記圧力センサにより検出された検出値に含まれるノイズ成分を除去するノイズ除去手段とを備え、前記所定の閾値は、前記ノイズ除去手段の性能に基づいて決定されると良い。
【００１０】
ノイズ除去手段の性能は、動揺周期に応じて変化する。従って、ノイズ除去手段の性能が低下する領域、つまり、必要とされる圧力検出精度を維持することができないような動揺周期のときは、上述の船体に対するフィン角度に基づく減揺制御を実施することとしている。
【００１１】
上記記載の船舶用フィンスタビライザにおいて、前記船体に対する前記フィンの角度を検出するフィン角度検出手段と、前記フィン角度推定手段により推定された海水の流れに対する前記フィンの角度と、前記フィン角度検出手段により検出される船体に対する前記フィンの角度との差分を求める差分算出手段とを更に備え、前記指令生成手段は、前記差分が予め設定されている所定の値以上であった場合に、前記フィン角度検出手段により検出された船体に対する前記フィンの角度を前記目標角度に一致させるためのフィン角度指令を生成すると良い。
【００１２】
上記構成によれば、フィン角度検出手段により検出されるフィンの角度、つまり、フィン角度と、フィン角度推定手段により推定されたフィンの角度、つまり、迎角との差分が差分算出手段により求められ、この差分が予め設定されている所定の値以上であった場合に、指令生成手段により、上記フィン角度に基づくフィン角度指令の生成が行われる。このように、両者の誤差が大きかった場合には、迎角ではなく、フィン角度に基づくフィン制御を行うことにより、制御の安定化を図ることとしている。
【００１３】
本発明は、船体の動揺を軽減すべく船体に取り付けられたフィンと、前記船体に対する前記フィンの角度を調整するための油圧シリンダを有するフィン駆動装置とを備える船舶用フィンスタビライザの制御方法であって、前記油圧シリンダの圧力に基づいて、前記フィンのトルクを算出する過程と、前記トルクに基づいて、海水の流れに対する前記フィンの角度を推定する過程と、推定した前記フィンの角度を前記船体の動揺を打ち消すための目標角度に一致させるためのフィン角度指令を生成する過程と、前記フィン角度指令に基づいて前記フィン駆動装置を制御する過程とを具備する船舶用フィンスタビライザの制御方法を提供する。
【００１４】
上記制御方法によれば、油圧シリンダの圧力に基づいて、フィンのトルクが算出され、このトルクに基づいて、海水の流れに対するフィンの角度、つまり、揚力に直接的に関係する迎角が推定される。そして、この迎角を目標角度に一致させるためのフィン角度指令値が生成され、このフィン角度指令値に基づいて、フィン駆動装置によりフィンが駆動されることとなる。これにより、所望の揚力を得ることが可能となり、減揺制御の精度を向上させることができる。
【００１５】
本発明は、船体の動揺を軽減すべく船体に取り付けられたフィンと、前記船体に対する前記フィンの角度を調整するための油圧シリンダを有するフィン駆動装置とを備える船舶用フィンスタビライザの制御を行うための制御プログラムであって、前記油圧シリンダの圧力に基づいて、前記フィンのトルクを算出するステップと、前記トルクに基づいて、海水の流れに対する前記フィンの角度を推定するステップと、推定した前記フィンの角度を前記船体の動揺を打ち消すための目標角度に一致させるためのフィン角度指令を生成するステップと、前記フィン角度指令に基づいて、前記フィン駆動装置を制御するステップとをコンピュータに実行させるための制御プログラムを提供する。
【００１６】
上記制御プログラムがコンピュータにより実行されることにより、油圧シリンダの圧力に基づいて、フィンのトルクが算出され、このトルクに基づいて、海水の流れに対するフィンの角度、つまり、揚力に直接的に関係する迎角が推定される。そして、この迎角を目標角度に一致させるためのフィン角度指令値が生成され、このフィン角度指令値に基づいて、フィン駆動装置によりフィンが駆動されることとなる。これにより、所望の揚力を得ることが可能となり、減揺制御の精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の船舶用フィンスタビライザ及びその制御方法並びに制御プログラムによれば、所望の揚力を得ることが可能となるので、高い精度で船体の動揺を抑制させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る船舶用フィンスタビライザの実施形態について、〔第１の実施形態〕、〔第２の実施形態〕の順に、図面を参照して説明する。
【００１９】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る船舶用フィンスタビライザについて説明する。
図１は、本実施形態に係る船舶用フィンスタビライザ（以下「フィンスタビライザ」という。）が船体に及ぼす作用について説明するための制御ブロック図である。
この図に示されるように、船体２に設けられているセンサ（図示略）により、船体２の実傾斜角φが検出され、目標傾斜角生成部５０に入力される。目標傾斜角生成部５０において、船体２の実傾斜角φを目標傾斜角φｒｅｆ（＝０）に一致させるための傾斜角指令φ´が算出され、この傾斜角指令φ´がフィンスタビライザ１に出力される。目標傾斜角生成部５０は、例えば、目標傾斜角φｒｅｆと船体２の実傾斜角φとの差分を傾斜角指令φ´として出力する。フィンスタビライザ１では、後述のように、傾斜角指令φ´に基づいてフィンの角度が制御されることにより、船体２の傾斜角をゼロにするような揚力を発生させ、船体２の動揺を抑制する。
【００２０】
上記フィンスタビライザ１は、図２に示されるように、フィン１１が、油圧シリンダ１２により動揺軸周りに揺動されるようになっている。この油圧シリンダ１２は、流量調整機構１４（例えば、電気油圧サーボ弁などを備える）を介して定吐出ポンプから供給される作動油の正負の向きの流量Ｑに応じて往復２方向の作動が可能なピストンＰを備えて構成されている。吐出油の流量Ｑは流量調整機構１４により調整される。
このような構成により、流量調整機構１４により流量Ｑが調整されると、油圧シリンダ１２のピストンＰが上下方向に移動し、フィン１１の角度θが所望の角度に調整されることとなる。
【００２１】
上記油圧シリンダ１２の上側シリンダ室１２ａには、同シリンダ内の油圧を検出する上側圧力センサ１６ａが設けられている。同様に、油圧シリンダ１２の下側シリンダ室１２ｂには、同シリンダ内の油圧を検出する下側圧力センサ１６ｂが設けられている。
【００２２】
次に、上述した本実施形態に係るフィンスタビライザの制御系について図３を参照して説明する。図３は、本実施形態に係るフィンスタビライザの制御系を示したブロック図である。図３において、上述した図２に示されている構成要素と同一のものには同一の符号を付している。
【００２３】
まず、図１に示した傾斜指令値φ´は、図３に示すフィンスタビライザ１のファジィ演算器２１に直接入力されるとともに、一部が微分器２２により微分されてファジイ演算器２１に入力される。ファジイ演算器２１は、これら入力情報に基づいて、船体２の傾斜角φをゼロにするために必要となるフィン角度を求め、これを目標フィン角度θ１として出力する。なお、ファジィ演算器２１にて行われる演算手順については、例えば、特許第２９１５６５８号公報に開示されている手法を採用するとよい。
【００２４】
上記ファジィ演算器２１から出力された目標フィン角度θ１は、指令生成部２３に入力される。指令生成部２３は、上記目標フィン角度θ１と、後述する迎角演算部２４により推定されるフィンの迎角（以下「推定迎角」という。なお、迎角とは、海水の流れに対するフィン１１の角度である。）θ２´とを比較し、フィン１１の推定迎角θ２´を目標フィン角度θ１に一致させるためのフィン角度指令値θ３を求める。
【００２５】
指令制御部２３により求められたフィン角度指令値θ３は、流量調整機構１４に入力される。流量調整機構１４は、フィン角度指令値θ３に対応する流量Ｑの作動油を油圧シリンダ１２に供給するべく、作動する。これにより、フィン角度指令値θ３に対応する流量Ｑが油圧シリンダ１２に供給され、フィン１１の実際のフィン角度（以下「実フィン角度」という。なお、フィン角度とは、船体に対するフィン１１の角度である。）θ３´が変化する。フィン角度θ３´は、海水などの外乱Ｗなどの影響により変化することにより、海水に対するフィンの角度、つまり実フィン迎角θ２となり、この実フィン迎角θ２に応じた揚力が作用することにより、船体の動揺が抑制される。
【００２６】
一方、この実フィン迎角θ２をフィードバック制御するべく、まず、油圧シリンダ１２の上側シリンダ室の圧力が上側圧力センサ１６ａにより検出されるとともに、下側シリンダ室の圧力が下側圧力センサ１６ｂにより検出される。これら検出値は、それぞれローパスフィルタ２５を通過することにより、高調波（ノイズ成分）が除去され、減算器２６に入力される。減算器２６では、油圧シリンダ１２の上下シリンダ室の圧力差が演算され、この演算結果である圧力の差分がトルク演算部２７に入力される。トルク演算部２７は、この油圧シリンダ１２の上下シリンダ室の圧力差に基づいて、フィン１１に作用するトルクを算出し、このトルクを出力する。トルク演算部２７により演算されたトルクは、トルク調整器２８により、フィンの自重により係るトルクである自重トルク分が差し引かれた後、迎角演算部２４に入力される。
【００２７】
迎角演算部２４は、トルク調整器２８から入力されたトルクに基づいて、フィン１１の迎角θ２を推定する。
迎角演算部２４は、例えば、図４に示すように、フィン１１に作用するモーメントＭに関係するモーメント係数Ｃｍと、迎角θ２とを対応付けるモーメント係数テーブルを保有している。ここで、モーメント係数Ｃｍと迎角θ２との関係は、海水の流速ｖによって変化するため、海水に応じてこれらの対応付けがなされている。
【００２８】
ここで、モーメント係数Ｃｍは、以下の（１）式にて得ることができる。
【数１】
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【００２９】
ここで、上記（１）式に用いられる各種パラメータについて、図５を用いて説明する。図５は、フィン１１の縦断面図を示したものであるとともに、フィン１１に作用する力について説明する図である。この図において、船体２の進行方向を矢印Ｇにて示している。
上記（１）式において、パラメータＭは、図５に示すように、フィン１１に作用するモーメントであり、本実施形態では、このモーメントＭとして、迎角演算部２４に入力されるフィン１１のトルクを採用する。また、パラメータρは、海水の密度であり、例えば、１０２５ｋｇ／ｍ３を使用する。パラメータｖは、海水の流速であって、本実施形態では、船速を採用する。なお、海水の流速の向きと船速の向きは、図５に示すように、逆向きである。パラメータＡは、フィン１１の表面積である。例えば、その表面積の一例を図５の上方に正方形として示す。パラメータＣは、海水の流れの方向に対するフィン１１の長さである。上述した各種パラメータのうち、パラメータρ、Ａ、及びＣは、いずれも定数として予め登録されており、パラメータｖ及びＭは、リアルタイムの船速、トルクを反映した値となる。
【００３０】
迎角演算部２４は、トルク調整器２８からトルクが入力されると、このトルクをパラメータＭとして上記（１）に入力するとともに、このときの船速ｖを上記（１）式に入力し、モーメント係数Ｃｍを算出する。そして、迎角演算部２４は、このモーメント係数Ｃｍ及び船速ｖに対応する迎角θ２を図４に示したモーメント係数テーブルから取得する。このようにして、迎角演算部２４は、現在のフィン１１の迎角θ２を取得すると、この迎角θ２を推定した迎角、つまり、推定迎角θ２´として出力する。
そして、この推定迎角θ２´は、図３に示した指令制御部２３にフィードバックされることとなる。
【００３１】
そして、指令生成部２３において、迎角演算部２４からフィードバックされてくる推定迎角θ２´をファジィ演算器２１から入力された目標フィン角度θ１に一致させるためのフィン角度指令値θ３が算出され、このフィン角度指令値が流入調整機構１４に出力されることにより、フィンの角度がフィン角度指令値θ３に基づいて調整され、この結果、フィン１１の実迎角θ２を目標フィン角度θ１に一致させることが可能となる。これにより、フィン１１の作用により所望の揚力Ｆを発生させることができ、これによって、船体２の動揺を抑制させることが可能となる。
【００３２】
以上述べてきたように、本実施形態に係るフィンスタビライザによれば、海流などの様々な外乱Ｗが作用した後のフィンの角度、つまり、迎角を推定し、この推定迎角θ２´に基づくフィン角度のフィードバック制御が行われるので、外乱Ｗによる揚力低減を解消することが可能となり、減揺制御の精度を向上させることができる。
【００３３】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について、図６を用いて説明する。
本実施形態のフィンスタビライザが第１の実施形態と異なる点は、フィードバック系において、所定の条件を追加し、この条件に応じて、フィードバックさせるフィンの角度を推定迎角θ２´又は実フィン角度θ３´に切り替える点である。
例えば、推定迎角θ２´と実フィン角度θ３´との差分が所定の値（例えば、２°）以下であり、且つ、船体２（図１参照）の動揺周期が予め設定されている所定の閾値（例えば、２０秒）以上であった場合に、推定迎角θ２´をフィードバックさせる。
一方、上記条件を満たさなかった場合、つまり、推定迎角θ２´と実フィン角度θ３´との差分が所定の値（例えば、２°）を超えていた場合、或いは、船体２（図１参照）の動揺周期が予め設定されている所定の閾値（例えば、２０秒）以下であった場合には、実フィン角度θ３´を推定迎角の代わりにフィードバックさせる。
【００３４】
例えば、船体の動揺周期が短い場合、各圧力センサ１６ａ及び１６ｂからのセンサ出力に含まれている高調波をローパスフィルタ２５により取り除くのが困難となる。従って、本実施形態では、油圧シリンダの上下シリンダ室の圧力を精度良く検出できない領域においては、推定迎角θ２´ではなく、実フィン角度θ３´に基づくフィードバック制御を行うようにしている。このため、例えば、上記条件における所定の閾値は、ローパスフィルタの性能によって決定されることとなる。
また、推定迎角θ２´が実フィン角度θ３´とあまりにも異なる場合には、圧力センサの故障などの要因が考えられ、また、制御の安定性が低下する可能性があるため、本実施形態では、両角度の差が所定値以内の場合にのみ、推定迎角θ２´をフィードバックさせることとし、制御の安定性を維持することとしている。
【００３５】
次に、本実施形態に係る船舶用フィンスタビライザの具体的構成の一例について、図を用いて説明する。図６は、本実施形態に係るフィンスタビライザの制御系を示す図である。図６において、図３に示した構成要素と同一のものについては、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３６】
本実施形態に係るフィンスタビライザは、図３に示した第１の実施形態に係るフィンスタビライザの制御系において、迎角演算部２４と指令生成部２３とを結ぶフィードバックラインに、減算器３０、リミッタ３１、切替器３２が設けられている。
まず、迎角演算部２４によって推定された推定迎角θ２´は、減算器３０に入力され、この減算器３０によって、実フィン角度θ３´との差分が算出される。なお、実フィン角度θ３´については、周知の技術により検出されるものであり、周知の技術により検出された実フィン角度θ３´を使用すれば良い。
減算器３０により算出された差分θ２´−θ３´は、リミッタ３１に入力される。リミッタ３１は、差分θ２´−θ３´が所定値（例えば、２°）以下であるか否かを比較し、差分が所定値以下であれば、差分を切替器３２に出力し、差分が所定値を超えていれば、「ゼロ」を切替器３２に出力する。
【００３７】
続いて、切替器３２は、船体２の動揺周期に応じて切り替えられるスイッチであり、船体２の動揺周期が所定の閾値よりも大きい場合には、リミッタ３１から入力された差分を指令生成部２３が備える第１の減算器２３ａに出力する。一方、船体２の動揺周期が所定の閾値以下であった場合には、切替器３２は、上記指令生成部２３に「ゼロ」を出力する。
【００３８】
これにより、推定迎角θ２´と実フィン角度θ３´との差分が所定の値（例えば、２°）以下であり、且つ、船体２の動揺周期が閾値以上であった場合には、減算器３２により算出された差分θ２´−θ３´が指令生成部２３の第１の減算器２３ａにフィードバックされる。指令生成部２３の第１の減算器２３ａは、切替器３２から入力された差分θ２´−θ３´と、ファジィ演算器２１から入力される目標フィン角度θ１との差分θ１−（θ２´−θ３´）を算出し、この算出結果を指令生成部２３が備える第２の減算器２３ｂに出力する。第２の減算器２３ｂは、第１の減算器２３ａから入力された差分θ１−（θ２´−θ３´）と実フィン角度θ３´との差分、つまり、θ１−（θ２´−θ３´）−θ３´＝θ１−θ２´を算出し、この算出結果θ１−θ２´をフィン角度指令値θ３として、流量調整機構１４に出力する。つまり、この場合には、フィードバックさせるフィンの角度が推定迎角θ２´となる。
【００３９】
一方、推定迎角θ２´と実フィン角度θ３´との差分が所定の値（例えば、２°）を越えていた場合、或いは、船体２の動揺周期が閾値未満であった場合には、指令生成部２３の第１の減算器２３ａにフィードバックされる信号は「ゼロ」となる。これにより、指令生成部２３の第１の減算器２３ａの算出結果は、θ１−０＝θ１となり、目標フィン角度θ１が第２の減算器２３ｂに入力されることとなる。第２の減算器では、目標フィン角度θ１と実フィン角度θ３´との差分、つまり、θ１−θ３´を算出し、この算出結果θ１−θ３´をフィン角度指令値θ３として、流量調整機構１４に出力する。つまり、この場合には、フィードバックさせるフィンの角度が実フィン角度θ３´となる。
【００４０】
これにより、推定迎角θ２´と実フィン角度θ３´との差分が所定の値（例えば、２°）以下であり、且つ、船体２（図１参照）の動揺周期が予め設定されている所定の閾値以上であった場合には、推定迎角θ２´に基づくフィンの角度制御が行われ、一方、推定迎角θ２´と実フィン角度θ３´との差分が所定の値を越えている場合、或いは、船体２の動揺周期が所定の閾値未満であった場合には、実フィン角度θ３´に基づくフィンの角度制御が行われることとなる。
【００４１】
以上、説明してきたように、本実施形態に係るフィンスタビライザによれば、動揺周期が所定の周期以下であり、油圧シリンダ１２の上下シリンダ室の圧力を精度良く検出できない場合には、実フィン角度θ３´に基づく減揺制御が実施されるので、従来と同様程度の精度を維持することとが可能となる。更に、実フィン角度θ３´と推定迎角θ２´との差分が所定の値以下であった場合には、実フィン角度θ３´に基づく減揺制御が行われるので、制御の安定化を図ることが可能となる。
【００４２】
なお、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態に係るフィンスタビライザは、内部に、コンピュータシステムを有していても良い。そして、上述したフィンスタビライザの制御に関する一連の処理の過程が、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われるようにしても良い。
具体的には、フィンスタビライザの制御系における各演算手段などは、ＣＰＵ等の中央演算処理装置がＲＯＭやＲＡＭ等の主記憶装置に上記プログラムを読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、実現されるものとしても良い。
ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述した第１の実施形態においては、図４に示したモーメント係数テーブルに基づいて、迎角を推定していたが、この例に限られず、演算式により、迎角を導出するようにしても良い。また、図４に示されるように、例えば、モーメント係数が所定の値以下においては、迎角とモーメント係数とは比例関係にある。従って、モーメント係数が所定の値以下の場合には、演算式に基づいて、つまり、モーメント係数に所定の係数を乗算することにより、容易に迎角を算出し、また、モーメント係数が所定の値を超えた場合には、図４に示したようなモーメント係数テーブルに基づいて、対応する迎角を求めるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る船舶用フィンスタビライザが船体に及ぼす作用について説明するための制御ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るフィンスタビライザの機械的構成の概略を示した図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るフィンスタビライザの制御系を示したブロック図である。
【図４】モーメント係数Ｃｍと迎角θ２との相関関係を表したモーメント係数テーブルの一例を示した図である。
【図５】モーメント係数の算出式で用いられるパラメータについて説明するための説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るフィンスタビライザの制御系を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００４５】
２３  指令生成部
２４  迎角演算部
１１  フィン
１４  流量調整機構
１２  油圧シリンダ
１６ａ  上側圧力センサ
１６ｂ  下側圧力センサ
２５  ローパスフィルタ
２７  トルク演算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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