船舶操舵仪与自动舵

简述船舶操纵自动舵原理-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1简述船舶操纵自动舵原理摘要：船舶操纵的自动舵是船舶系统中的一个不可缺少的重要设备，是用来控制船舶航向的设备，能使船舶在预定的航向上运行，随着现代科学技术的不断进步，各种先进仪器的使用，使得船舶操纵开始向智能化方向发展，本文就船舶操纵自动舵的构成和工作原理方面进行了综述。

关键字：船舶自动舵现代船舶自动化船舶操纵的自动舵是船舶系统中的一个不可缺少的重要设备，是用来控制船舶航向的设备，能使船舶在预定的航向上运行，它能克服使船舶偏离预定航向的各种干扰影响，使船舶自动地稳定在预定的航向上运行，是操纵船舶的关键设备。

它的性能直接关系到船舶的航行安全和经济效益。

代替人力操舵的自动舵的发展在相当程度上减少了人力，节省了燃料，降低了机械磨损，直接影响到船舶航行的操纵性、经济性和安全性。

舵机装置由操舵装置、舵机、传动机构和舵叶四部分组成。

（1）操舵装置：操舵装置的指令系统，由驾驶室的发送装置和舵机房的接受装置组成。

（2）舵机：转舵的动力。

（3）传动机构：能将多机产生的转舵力矩传递给舵杆。

（4）舵叶：环绕舵柱偏转，承受水流的作用力，以产生转舵力矩。

在自动操舵仪中，按控制系统分类可分为三种操舵方式：（1）直接控制系统或称单舵系统、应急操舵。

（2）随动控制系统。

（3）自动操舵控制系统，又称自动航向稳定系统。

自动操舵适用于船舶在海面上长时间航行．随动操舵供船舶经常改变航向时使用，如在内河、狭航道区和进出港口。

当自动航向／航迹、随动操纵出现故障时，可用应急的简单操舵，直接由人工控制电磁换向阀．使舵正、反或停转。

原理：利用电罗经检测船舶实际航向α，然后与给定航向K°进行比较，其差值作为操舵装置的输入信号，使操舵装置动作，改变偏舵角β。

在舵角的作用下，船舶逐渐回到正航向上。

船舶回到正航向后，舵叶不再偏转。

自动舵的控制原理：（1）比例舵（P舵）比例舵操舵的规律是：偏舵角β的大小与偏航角φ的大小成比例关系，即：β=-K1φ（2-1）β：偏舵角，K1：比例系数，φ：偏航角，-：偏舵角方向是消除偏航。

船舶自动舵的发展0942813220 刘磊摘要：综述了航海自动舵的技术史和今后发展趋向以及就船舶操纵自动舵的工作原理和方法方面进行了综述。

关键词:自动舵技术发展过程自动舵发展趋向自动舵的原理自动舵的工作方法船舶借助螺旋桨的推力和舵力来改变或保持航速和航向，实现从某港出发按计划的航线到达预定的目的港。

由此可见，操舵系统是一个重要控制系统，其性能直接影响着船舶航行的操纵性、经济性和安全性。

自动操舵仪是总结了人的操舵规律而设计的装置，是用来控制船舶航向的设备，能使船舶在预定的航向上运行，它能克服使船舶偏离预定航向的各种干扰影响，使船舶自动地稳定在预定的航向上运行,是操纵船舶的关键设备。

系统的调节对象是船，被调节量是航向。

自动舵是一个闭环系统，它包括：航向给定环节；航向检测环节；给定航向与实际航向比较环节；航向偏差与舵角反馈比较环节；控制器；执行机构；舵；调节对象—船；舵角反馈机构等。

自1922年自动舵问世到今天, 代替人力操舵的自动舵的发展确实取得了长足的进展, 在相当程度上减少了人力, 节约了燃料, 降低了机械磨损, 但是距离真正意义上的操舵自动化还有相。

当大的距离。

本文在展望人工智能控制舵之前先对目前的自动舵进行简要的回顾，再对船舶操纵自动舵的构成和工作原理方面进行了综述。

一．自动舵的技术发展历史1.传统的自动舵1922年Minorsky和Sperry分别从数学角度和陀螺罗经在船舶上的运用角度各自发表了论文, 这两篇论文可以看作是对船舶自动舵作出了最早的贡献。

1923年,Minorsky设计的自动舵就装在新墨西哥的战舰上投人了试验。

早期自动舵以机械结构为基础,仅能对航向进行初步控制, 今天我们将这种控制方法称为“比例（P）控制”。

这是由于自动舵舵角的偏转大小是和船舶偏航角成比例的。

下面的公式可表示比例控制的规律：在实际工作中, 用陀螺罗经测出即时航向信号并与设定的航向进行比较, 然后将二者的差值输人到控制器中去, 由控制器输出并驱动舵轮伺服机构。

第五章操舵作为值班水手，对驾驶台的各种航行设备应该有清楚的了解，并且必须能够操作各种允许水手操作的设备。

第一节操舵目前海上的操舵系统一般都是集成式的即一套操舵设备包含了几种操舵方式，它们之间由开关进行转换。

一、随动操舵方式1、舵角指示器2、标准罗经3、舵角与航向的关系（1）航向（2）航向二、手柄操舵1、应急操舵方式手柄操舵方式又称应急操舵方式，它同样也是一种手动操舵方式，其控制系统是由手柄直接控制继电器是舵机转动的装置。

2、应急操舵须知（1）手操舵失灵时，值班驾驶员应立即（命令）改为应急操舵，使用磁罗经航向操舵；并迅速通知电机员、大管轮并报告船长。

（2）驾驶台应急操舵装置失灵时，值班驾驶员应做到以下几点：①派舵工迅速到舵机房进行应急操舵；②在交通繁忙区立即停车。

③通知大管轮、电机员立即到舵机房协助舵工。

④唤请船长上驾驶台指挥。

⑤用有线电话或手持对讲机或话筒指挥舵工操舵。

⑥请船长增派一名舵工协助操舵。

⑦应急操舵生效后，立即用车舵控制航向和船位。

（3）舵机房应急操舵①将控制箱选择按钮由“驾驶台”切换到“舵机房”，即可用手柄进行应急操舵；②用对讲机或电话与驾驶台联系，听从驾驶台指挥。

③用舵工应急操舵手柄处的舵角指示器和航向分罗经协助操舵。

④若操舵装置全部失灵，应迅速倒车、停车，就就地抛锚；若为深水区，应现显示失控信号，并警告附近船只。

三、自动操舵方式自动操舵方式又称自动舵。

提示根据罗经的航向信号来控制舵机自动地使船舶保持在给定航向上的操舵控制装置。

1、操舵方式转换2、自动多使用须知（1）权限：船长应根据航道、海面、气象等条件决定是否使用自动舵，船长不在驾驶台时，由值班驾驶员决定使用自动多的时机。

（2）禁用：进出港口，航经狭水道、分道通航区、交通繁忙区、锚地、危险航道、能见度小于5海里的区域，避让、改变航向、追越时不得使用自动舵。

（3）机动操作：加强了望，需要激动操作时，应距他船5海里处改为手动舵。

手操舵时间较长时，应由两名舵工轮流操舵，并应监督舵工操舵的正确性。

快艇自动舵的操作方法快艇自动舵是一种非常方便、实用的设备，可以帮助船员自动控制船艏或船艉的方向，增强了船只的稳定性和安全性。

自动舵的操作方法包括以下几个方面：1. 准备工作在使用自动舵前，需要按照设备说明书正确安装自动舵控制器和传感器等外设，并与船体电子设备等连接，配置好相关参数。

同时，需要在船艏或船艉安装自动舵马达或舵机，以便实现自动控制。

2. 开启自动舵开启自动舵前，需要检查自动舵的设置是否正确，包括控制模式、船速限制、船舶类型、误差范围等，确保设备处于正常工作状态。

然后按下设备上的“开”或“自动”按钮，激活自动舵工作。

3. 设定目标角度或航迹在开启自动舵后，需要设置船艏或船艉的目标角度或航迹。

可以通过相应的旋钮或按钮进行调整，也可以输入数值来进行设置。

目标角度指的是船艏或船艉与航向线的夹角，可以根据实际情况进行设置，一般建议在10度以内。

航迹指的是船舶的航向，可以根据海图或GPS导航等设备确定。

4. 调整灵敏度和响应速度在使用自动舵时，需要根据航行情况进行灵敏度和响应速度的调整。

灵敏度指的是自动舵设备对方向变化的敏感程度，可以根据海况、风速等因素进行调整。

响应速度指的是自动舵响应指令的速度，一般建议设置在适当的范围内。

5. 监控工作状态在自动舵工作时，需要始终监控自动舵的工作状态，确保设备处于正常工作状态，并及时调整设置。

同时，需要注意船艏或船艉的方向，以免发生碰撞或其他意外事故。

总的来说，快艇自动舵的操作方法比较简单，需要进行正确的安装和配置，以及按照要求进行设置和监控工作状态。

在实际使用中，可以根据实际情况进行适当的调整，以保证船体的稳定性和安全性。

实验五操舵实验目的：1. 掌握罗经基线与航向的关系2. 熟练掌握标准舵令。

3. 掌握不同操舵方式的转换方法和在不同水域、不同海况下的操舵方法。

要求：舵令复诵、报告声音清晰洪亮，舵令执行正确无误船舶在大洋中航行，普遍采用自动操舵装置，简称自动舵。

在进出港口、狭水道、水流湍急水域、雾天、捕鱼区等来往船舶拥挤区域，采用随动操舵。

船舶驾驶员必须熟练掌握本船舵机性能，掌握操舵技能。

一、随动操舵(follow up system)1. 开航前校对舵为了确保驾驶室舵角指示器和舵的实际角度相符及查看转舵装置是否运转正常，在开航前l小时，由值班驾驶员通知大副会同轮机长和电机员到舵机间对舵。

值班驾驶员带领舵工在驾驶室用电话和舵机间大副联系。

经舵机间内轮机长和电机员试运转后，由大副指挥校对舵。

首先通知驾驶室将舵置于0°(正舵)，转左舵5°、15°、25°、35°(左满舵)按次校对，然后回舵25°、15°、5°、0°，再转右舵5°、15°、25°、35°（右满舵），最后回复到正舵。

当舵机间的舵角和驾驶室的舵角指示器相符或是在允许误差之内(电动指示的允许误差不大于±l°，机械指示的允许误差不大于±2°)，即可按上述方法校对第二部舵机。

最后试应急舵机。

2. 舵令与手动操作1）．舵令舵令(steering order)是由值班驾驶员飞引航员对舵工发出的有关舵角或航向的口令。

口令中有一部分是比较机械的，操舵水手只要按口令来转动舵轮就行了；另一部分是比较灵活的，操舵水手必须凭自己的经验来转动舵轮，控制船首航向，以达到口令所表明的目的。

作为发口令的人，要根据操舵水手的技术水平以及当时的实际情况，发出恰当的口令，因此驾驶人员对舵令应当非常熟悉，下达口令时要正确清楚以防听错。