浅谈舵机系统在船舶中的应用
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舵机的原理与应用举例1. 舵机的原理舵机是一种用来控制船舶、飞机和机器人等设备方向的装置。
其主要原理是通过接收输入的信号,并转换为相应的机械运动,从而产生指定方向的动力输出。
舵机通常由电动机、减速机和位置反馈装置组成。
1.1 电动机舵机电动机通常采用直流电机或无刷电机。
当接收到控制信号后,电动机开始运转,产生动力输出。
根据控制信号的不同,舵机电动机可以旋转到不同的角度,从而改变船舶、飞机或机器人的方向。
1.2 减速机舵机的电动机通常与减速机相连,用于减小电动机的转速,并增加转矩。
减速机可以使舵机产生更大的力矩,从而更好地控制设备的方向。
1.3 位置反馈装置舵机通常配备位置反馈装置,用于实时监测舵机的位置。
位置反馈装置可以将舵机的实际位置信息反馈给控制系统,从而实现精确的位置控制。
2. 舵机的应用举例舵机广泛应用于各种需要方向控制的设备中,下面列举了几个常见的舵机应用举例:2.1 船舶舵控系统在船舶上,舵机被用于控制舵机舵盘的转动,从而改变船舶的航向。
通过控制舵机的转动角度,船舶可以实现精确的航向调整,从而避免船舶偏离航道或发生碰撞。
2.2 飞机飞行控制系统在飞机上,舵机被用于控制飞机的方向舵和副翼。
方向舵舵机控制飞机的左右转向,而副翼舵机控制飞机的翻滚和横滚。
通过控制舵机的转动,飞机可以实现精确的航向和姿态调整,从而保证飞行的稳定性和安全性。
2.3 机器人关节控制舵机也被广泛应用于机器人的关节控制中。
机器人的关节通常由舵机驱动,通过控制舵机的转动角度,机器人的关节可以实现各种灵活的动作。
舵机的高精度位置控制能够使机器人的动作更加精准和流畅。
2.4 摄影云台控制在摄影领域,舵机被用于控制摄影云台的转动。
通过控制舵机的转动角度,摄影云台可以实现平稳的运动,从而实现摄影过程中的稳定拍摄。
2.5 自动驾驶汽车方向控制在自动驾驶汽车领域,舵机被广泛应用于车辆的方向控制系统中。
通过控制舵机的转动,自动驾驶汽车可以实现精确的转向,从而实现安全的自动驾驶。
舵设备的作用与组成舵设备是船舶的重要部件,它在船舶操纵中起着重要的作用。
本文将介绍舵设备的作用和组成。
1. 舵设备的作用舵设备主要用于控制船舶的航向,它可以使船舶按照船长的操作指令改变航向。
舵设备的作用包括以下几个方面:1.1 定向控制舵设备通过控制舵轮,使船舶改变航向,以响应操纵员的指令。
船舶在航行中可能需要调整航向,例如避开障碍物、转弯等,舵设备可以准确地控制船舶的航向。
1.2 姿态控制除了定向,舵设备还可以通过调整船舶的姿态来控制航向。
船舶在航行中可能会受到横向风浪的影响,舵设备可以通过调整船体的姿态来保持船舶的稳定航行。
1.3 操纵灵活性舵设备的设计和操作使得船舶可以实现灵活的操纵。
无论是大型船舶还是小型船舶,舵设备都可以根据不同的操纵需求来实现快速、准确的舵转。
2. 舵设备的组成舵设备由舵轮、舵机、传动系统以及控制系统等组成。
下面将介绍舵设备的主要组成部分:2.1 舵轮舵轮是操纵员控制舵机的手柄,通过操纵舵轮可以改变舵机的位置和角度,从而实现舵设备的控制。
通常舵轮位于船舶的驾驶室或者船桥上,操纵员可以通过舵轮实现对舵设备的操纵。
2.2 舵机舵机是舵设备的核心部件,它负责实现舵轮的控制指令。
舵机通常由电机驱动,通过传动系统将电机的旋转运动转化为舵机的转动。
舵机的转动使船舶的舵叶发生位移,从而改变船舶的航向。
2.3 传动系统传动系统将舵轮的转动传递给舵机,通常采用舵链、齿轮等传动装置来实现。
传动系统在舵设备中起到传递力量和位移的作用,确保船舶操纵的精度和可靠性。
2.4 控制系统控制系统是舵设备的“大脑”,负责接收操纵员的指令并将其转化为舵机的控制信号。
控制系统通常由传感器、控制器和执行器等组成。
传感器用于检测船舶的航向和姿态等信息,控制器根据传感器的反馈信号计算出舵机的控制指令,执行器负责将控制指令传递给舵机。
3. 总结舵设备是船舶操纵中不可或缺的组成部分,它通过控制舵轮和舵机实现船舶的定向和姿态控制。
船舶自动控制及舵机系统的设计优化一、引言航运作为世界贸易的主要方式之一,已成为全球经济发展不可分割的一环。
随着科技的不断进步和应用,船舶的自动控制和舵机系统的优化设计显得越来越重要。
本文将从船舶自动控制和舵机系统的设计优化两方面进行探讨。
二、船舶自动控制1. 船舶自动控制概述船舶自动控制是指通过计算机和电子技术实现对船舶自身的动力系统、舵机系统、导航系统等进行自动化管理和控制。
这种自动化控制系统能够使船舶在海上航行更加安全、稳定、高效。
2. 船舶自动控制的优点(1)提高航行安全性:船舶自动化控制系统能够监测船舶动力、水流等方面的数据,并及时作出调整,从而确保船舶在海上航行中不会出现危险情况。
(2)节省船舶人力资源:自动化控制系统不需要很多人手来操作,解放了一部分人力资源。
同时,自动化控制还能提高船员的工作效率和安全性。
(3)提高航行效率:船舶自动化控制系统能够根据航路和天气等信息,制定最优航行方案,这能够增加船舶行驶的速度并提高船舶的作业效率。
3. 船舶自动控制技术(1)船舶动力系统自动控制技术:船舶动力系统自动控制技术主要包括发动机控制、舵机控制和电缆控制等方面,通过计算机程序实现自动化控制。
(2)舵机系统自动控制技术:舵机系统自动控制技术主要是指利用计算机程序和传感器对舵机的运动轨迹进行控制。
(3)导航自动控制技术:通过利用卫星导航和高精度地图等技术,实现船舶在海上自主导航控制。
三、舵机系统的设计优化1. 舵机系统的基本原理舵机系统是船舶的主要控制装置,其作用是通过转动船舶舵轮实现对船舶方向的控制。
舵机系统由舵机、传动机构和控制装置组成。
在设计舵机系统时,应考虑到的因素包括舵机的扭矩、传动机构的总重量和总长度、控制信号的传输方式等。
2. 舵机系统的设计优化(1)舵机选型的优化:选用与所需扭矩最接近的舵机,可以实现最高效率的控制,并能大大降低成本。
(2)传动机构的优化:传动机构应尽可能精简,能够实现最佳的机械传动效率和稳定性。
浅谈船舶舵机的日常使用与管理注意事项摘要:对于大型船舶来说,由于动力需求与来自安全等方面的考虑因素,一般船舶都会配备两台舵机,因此日常舵机的使用与维护保养成为了船员日常工作的一部分,本文结合实际情况,提出日常工作中船舶舵机的运行现状以及日常维护保养期间船员该如何做好维护保养工作。
关键词:船舶舵机;注意事项;维护保养1船舶舵机海上航行与停泊时的两种状态船舶舵机在日常停泊靠港时除去备航以外基本保持不使用的状态,所以在停泊时进行日常的维护保养是很有必要的。
但船舶进行正常航行时船舶舵机就要进行不间断的使用,在长时间的运行工作下大大提高了船舶舵机发生问题的情况。
首先,船舶在正常航行情况下,船用舵机的正常工作温度要求在30摄氏度到50摄氏度,而船舶在出海长时间运行下的跨度则会更大。
冬季将会达到30摄氏度以下,航行到赤道附近温度可能会超过50摄氏度。
而且由于船舶航行跨度大,还会出现温度突然急剧变化现象,比如较短时间内由夏季进入冬季或冬季进入夏季。
这些因素都对日常舵机的使用管理提出了很大的考验。
其次,由于在长时间航行的状态下船舶上环境潮湿、温度升高。
由于某船舵机的安装位置等因素,很难保证有良好的通风与温湿度。
在长时间出海的情况下海风海水中产生的大量盐雾与水蒸气会进入舵机的舵杆等金属表面,直接使舵机等金属表面产生腐蚀与氧化大大降低了舵机的可靠性。
2舵机运行的基本要求主操舵装置和舵杆因有足够的强度,并能在船舶最大航海吃水和最大运营前进航速时进行操舵,某船使用舵自任一舷的35度转至另一舷的35度,并且于相同条件下自一舷35度转至另一舷的30度所需时间不超过28 s。
辅操舵装置应有足够的强度和足以在可驾驶航速下操纵船舶,并能在紧急情况下迅速投入工作,应能在船舶最大航海吃水和以最大运营前进航速的一半但不小于7kn时进行操舵,使舵一舷的15度转至另一舷的15度,且所需时间不超过60s,为满足这一要求,当舵柄处的舵杆直径(不包括航行冰区加强)大于230mm 时,应由动力操作。
船用舵机原理船用舵机是船舶操纵系统中的重要部件,其原理和工作机制对船舶的操纵和安全具有重要影响。
船用舵机是一种能够控制船舶舵角的装置,通过对舵机的控制,船舶可以实现转向、转弯、保持航向等操作。
船用舵机的原理涉及到液压、电气和机械等多个方面的知识,下面将对船用舵机的原理进行详细介绍。
首先,船用舵机的原理涉及到液压传动系统。
液压传动系统是舵机实现舵角控制的关键。
当船舶需要改变航向时,船长或操纵员通过操纵舵机控制系统,向舵机传递指令。
舵机控制系统通过控制液压系统中的液压阀,调节液压系统中的液压油的流动方向和流量,从而控制舵机的运动。
液压传动系统具有传动效率高、动力密度大、动作平稳等优点,能够满足船舶在不同工况下的舵角控制需求。
其次,船用舵机的原理涉及到电气控制系统。
电气控制系统是舵机控制系统的重要组成部分,通过电气控制系统可以实现对舵机的远程控制。
舵机的电气控制系统包括控制器、传感器、执行机构等部件,控制器接收船长或操纵员的指令,并将指令转化为电气信号,传输给舵机的执行机构,从而控制舵机的运动。
传感器用于检测舵机的位置和舵角,将检测到的信息反馈给控制器,控制器根据反馈信息对舵机进行闭环控制,实现舵角的精确控制。
最后,船用舵机的原理涉及到机械传动系统。
机械传动系统是舵机的动力输出部分,通过机械传动系统可以将液压系统和电气系统提供的动力传递给舵机执行机构,实现舵机的运动。
机械传动系统包括液压缸、传动杆、舵轴等部件,液压缸接收液压系统提供的动力,通过传动杆将动力传递给舵轴,舵轴带动舵叶的转动,从而改变船舶的航向。
机械传动系统具有传动效率高、结构简单、可靠性高等优点,能够满足舵机在恶劣海况下的工作要求。
综上所述,船用舵机的原理涉及到液压、电气和机械等多个方面的知识,通过液压传动系统、电气控制系统和机械传动系统的协同作用,舵机可以实现舵角的精确控制,满足船舶在不同工况下的舵向要求。
舵机的原理和工作机制对船舶的操纵和安全具有重要影响,对船舶操纵系统的设计和优化具有重要意义。
船用舵机原理
船用舵机是船舶操纵系统中的重要部件,它通过控制舵的转向来实现船舶的操
纵和转向。
船用舵机原理是基于液压传动和控制技术,通过对液压系统的控制来实现舵的转动,从而改变船舶的航向。
下面我们将详细介绍船用舵机的原理和工作过程。
船用舵机的原理主要包括液压系统、舵机控制系统和舵机执行机构。
液压系统
是舵机的动力来源,它通过液压泵将液压油输送到舵机执行机构,从而实现舵的转动。
舵机控制系统负责控制液压系统的工作,包括舵机的启停、转向和速度控制。
舵机执行机构是舵机的核心部件,它通过液压力将舵转动到指定的角度,从而改变船舶的航向。
船用舵机的工作过程可以简单描述为,当船舶需要改变航向时,船长或操纵员
通过舵机控制系统发出指令,舵机控制系统接收指令后通过控制液压系统启动液压泵,液压泵将液压油输送到舵机执行机构,舵机执行机构受到液压力的作用将舵转动到指定的角度,从而改变船舶的航向。
当船舶达到指定航向后,船长或操纵员可以通过舵机控制系统停止液压泵的工作,舵机执行机构停止工作,舵保持在指定的角度,船舶保持当前航向。
船用舵机的原理和工作过程是船舶操纵系统中的关键环节,它直接影响船舶的
操纵性能和安全性能。
因此,船用舵机的设计和制造需要严格符合相关的标准和规范,确保舵机在各种工况下都能可靠地工作。
同时,船用舵机的维护和保养也至关重要,只有定期检查和保养舵机,才能确保舵机的正常工作和长期可靠性。
总之,船用舵机原理是船舶操纵系统中的重要内容,了解船用舵机的原理和工
作过程对于船舶操纵人员和船舶工程师都至关重要。
希望本文能够对读者有所帮助,谢谢!。
船舶舵原理
船舶舵原理是指通过改变舵的角度,控制船的航向。
舵的角度决定了船舶在水中的运动方向。
船舶舵由舵柄、舵轮和舵机组成。
船员通过转动舵柄或舵轮,使舵机旋转,进而改变舵的角度。
当舵向一侧转动时,水流被舵板或舵叶撞击,产生阻力,使船的前部转向相反方向。
这种反作用力使得船舶改变航向,向舵旁边转动。
舵的角度越大,阻力越大,船舶转向越明显。
船舶转向的速度取决于船舶的速度、舵的角度和船舶的尺寸。
船舶在高速行驶时,船舶转向需要更大的角度和更长的距离。
舵的位置还可以影响船舶的稳定性。
当舵位于船的尾部时,称为尾舵,可以提高船舶的机动性,但会降低船舶的稳定性。
当舵位于船的中心或前部时,称为前舵或中舵,可以提高船舶的稳定性,但会降低船舶的机动性。
船舶舵原理在航海中起着至关重要的作用。
舵手需要准确地掌握舵的角度和舵的位置,以便实现船舶的精确操纵。
通过合理地运用舵原理,船舶可以实现航向的改变,避免与其他船只和障碍物的碰撞,确保航行安全。
船舶动力学及舵机控制技术船舶是海上运输的主要工具之一,而船舶的运行离不开强有力的动力系统支持。
船舶动力学是研究船舶运动、推进系统及其配套设备的科学。
而舵机控制技术则是对船舶运行中舵机工作的理论研究和技术应用。
本文将会从这两个方面介绍船舶动力学及舵机控制技术。
一、船舶动力学船舶动力学主要是指研究船舶运动规律和推进系统的科学。
其中,船舶的运动规律主要包括船舶在不同水域环境下的运动特性、船舶在运动中的姿态稳定性、舵、旋转器等舵机配套系统的运动特性、船体结构有关的气动和液动力学、船舶操纵性和防光红外掩护等方面。
推进系统则是考虑到船舶的实际运用中,为了保证船舶能够在不同运行状态下保持合理的运动物理性能,设计出合理的推进系统并能够控制推进系统的运行状态。
推进系统主要由主机、传动系统、螺旋桨组成,好的推进系统除了保障船舶的运行外,也可以减少船舶生产和运营成本。
船舶动力学研究的主要工具有物理试验与数值模拟,即用实验和计算方法进行分析研究。
而在分析的过程中应当对船舶的运行环节进行综合分析,这样才能够进一步得到更精准、更综合的论断,为船舶设计和构造提供科学的指导。
二、舵机控制技术舵机控制技术是对船舶运行中舵机工作的理论研究和技术应用。
船舶的舵机控制技术是保证船舶准确、稳定地运行的关键之一。
船舶舵机控制中,要注意到以下几个方面。
1. 船舶操纵性:好的舵机控制使船舶适应运行环境,保持快速敏捷、操纵简单顺畅的优势。
2. 船舶稳定性:好的舵机控制可以使船舶在大风大浪的水域中保持优良的安全稳定性。
3. 舵机控制的响应速度:及时响应舵机控制,保障船舶行驶方向的稳定性。
4. 舵机控制的定位精度: 船舶舵机控制的定位精度高低,直接决定了船舶行驶的准确性,是船舶控制中非常重要的环节。
要掌握好这些要素,提高舵机控制的精度和效果。
舵机和船舶的整体控制是一个复杂的系统,舵机控制能力的重要性不能被低估。
三、结语船舶动力学及舵机控制技术是保障船舶运行的核心科技之一。
智能控制系统在船舶中的应用随着科技的不断发展,智能控制系统在航海领域中的应用越来越受到人们的关注。
智能控制系统是一个集计算机科学、机械工程、自动化技术等多种技术于一体的系统,通过对传感器采集的数据进行处理和分析,实现对设备的智能控制和自动化操作。
在船舶中,智能控制系统可以提高船舶的运行效率和安全性,降低人力成本,随着科技普及的程度逐渐加深,越来越多船舶开始应用智能控制系统。
一、智能控制系统的应用智能控制系统主要可以应用于船舶的以下方面:1、舵机系统在传统的航海中,舵手需要通过手动操纵控制舵轮来改变船舶的航向。
随着技术的不断发展,船舶上的舵手逐渐被机械舵替代。
机械舵使用的是一种称为舵机的设备,由电子设备控制其转向。
在航行的过程中,船长和机组人员可以通过电子设备监控舵机,实现对舵机的远程控制。
2、安全系统在航行的过程中,安全是最重要的。
船舶中的智能控制系统可以实时监控船舶的航行状态和相关数据,在发现异常情况时发出警报并采取相应的措施。
例如在遇到海浪时,智能控制系统可以通过仪表板上的指标告诉船长和机组人员有关船体偏度、倾斜度及滚荡角度等信息,以便进行相应的调整。
3、发动机系统造船厂商将高级计算机嵌入发动机中,控制船舶速度、功率、燃油消耗等一系列参数。
除了实现远程监视和控制,还可以通过智能系统设计最佳的航线和节油方案,这在长距离航行中可以帮助船长和机组人员降低大量的油费支出。
二、智能控制系统的优势相比传统的船舶管理方式,智能控制系统具有以下优势:1、提高航行的安全性智能控制系统在提高航行效率的同时,还能够对船体的实时情况进行监测,有效减少可能出现的危险情况,提高航行的安全性。
2、减少人力成本在传统的航海中,需要大量船员对船舶进行监测和操作。
而在应用智能控制系统后,不仅能够减少人数,还能够有效提高人员的工作效率,大大降低人力成本。
3、提高航行效率通过智能控制系统对一系列船舶参数进行实时监控和调整,可以有效提高船舶运行效率,增强其竞争力。
船舶行业舵机使用说明书1. 引言舵机是船舶行业中重要的舵控设备之一,它通过控制舵机的运动来实现船舶的转向。
本使用说明书旨在为用户提供清晰详细的舵机使用方法和要点,帮助用户正确操作和维护舵机,以确保船舶的安全和可靠运行。
2. 舵机概述舵机是一种可实现船舶转向的关键设备。
它负责调节船舶舵轮输入信号,将力转换为机械运动,并控制舵片的转动角度。
舵机通常由舵机电机、控制系统和传动装置组成。
3. 安装与调试3.1 安装舵机的安装需要在船舶专业技术人员的指导下进行。
一般来说,舵机应安装在船舶的船舵处,并确保与舵片和舵轮之间的连接牢固可靠。
3.2 调试在安装完成后,舵机需要进行正确的调试。
首先,确保舵机的电源连接正确,以及信号输入和输出接口连接稳固。
然后,通过操纵舵轮来测试舵机的转向性能,检查舵片的运动是否与船舶的转向指令一致。
4. 使用方法4.1 舵机控制舵机的控制方式通常有手动和自动两种。
手动控制需要由船员通过操纵舵轮来实现,而自动控制则通过船舶舵机控制系统实现。
4.2 操作要点在使用舵机时,注意以下要点:- 操作前,请确保舵机和控制系统的电源连接正常。
- 在操作过程中,应根据船舶的转向指令适时操纵舵轮,控制舵片的转向角度。
- 注意舵机的工作状态和温度,避免过载操作和长时间连续使用。
5. 维护与保养5.1 定期检查为确保舵机的正常运行,应定期对舵机进行检查。
检查内容包括电源连接、信号接口、传动装置、舵片联接等部分。
如有异常情况,请及时处理或更换。
5.2 清洁和润滑舵机的清洁和润滑工作对其正常运行至关重要。
请使用适当的清洁剂和润滑油对舵机进行维护。
定期清洁舵机表面和内部,确保无杂质和积尘。
同时,应定期给舵机传动装置和轴承等部件加油或润滑,以减小磨损和摩擦。
6. 注意事项- 请遵守舵机的额定工作参数,不要超负荷使用。
- 长时间不使用舵机时,应切断电源供应,并做好防尘、防潮工作。
- 在舵机出现异常情况时,请及时联系专业技术人员进行检修或更换。
浅谈舵机系统在船舶中的应用
作者:李征吴迪
来源:《城市建设理论研究》2013年第09期
摘要:在船舶中,舵机作为核心系统,在船舶运行中起重要作用。
针对当下舵机系统采用的传统方式,我们做了简单的分析,并且对舵机在船舶中的应用做了简单的描述
关键字:舵机系统船舶的应用
中图分类号:F407.474 文献标识码:A 文章编号:
随着科学技术的不断发展,船舶技术也更新换代。
作为船舶方向运行的核心——舵机系统,也向更为准确,快速发展。
船舶在海上的运行伴随着高风险,舵机的每一次故障,都有可能产生毁灭性的后果,因此,提高舵机可靠性也是势在必行。
为了提高舵机的系统的工作效率,延长设备寿命,近年来,变频调速技术已经在舵机系统中得到广泛应用。
一舵机系统的简单概述
舵机是船舶上的一种大甲板机械。
舵机的大小由外舾装按照船级社的规范决定,选型时主要考虑扭矩大小。
如何审慎地选择经济且合乎需求的舵机,也是一门不可轻忽的学问。
舵机的类型。
船用舵机传统上用的是电液式,即液压设备由电动设备进行遥控操作。
有两种类型:一种是往复柱塞式舵机,其原理是通过高低压油的转换而作工产生直线运动,并通过舵柄转换成旋转运动。
另一种是转叶式舵机,其原理是高低压油直接作用于转子,体积小而高效,但成本较高。
随着科学技术的发展,现代社会基本采用的变频液压舵机,其原理是将舵机液压系统中的供油泵改为变频电机驱动的定量油泵。
此技术相比传统,效率高,使用寿命长,运行成本低
舵机的结构:舵机主要是由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测器所构成。
其工作原理是由接收机发出讯号给舵机,经由电路板上的 IC判断转动方向,再驱动无核心马达开始转动,透过减速齿轮将动力传至摆臂,同时由位置检测器送回讯号,判断是否已经到达定位。
位置检测器其实就是可变电阻,当舵机转动时电阻值也会随之改变,藉由检测电阻值便可知转动的角度。
一般的伺服马达是将细铜线缠绕在三极转子上,当电流流经线圈时便会产生磁场,与转子外围的磁铁产生排斥作用,进而产生转动的作用力。
依据物理学原理,物体的转动惯量与质量成正比,因此要转动质量愈大的物体,所需的作用力也愈大。
舵机为求转速快、耗电小,于是将细铜线缠绕成极薄的中空圆柱体,形成一个重量极轻的五极中空转子,并将磁铁置於圆柱体内,这就是无核心马达。
二对舵机中舵的研究
舵作为舵机中的首要部件,其力矩决定舵机的能力:舵的水动力矩和转舵扭矩,舵的水动力矩: 舵压力FN对舵杆轴线所产生的力矩称为舵的水动力矩用Ma表示:Ma = FN XC
=FLcosα+FDsinα:XC = 1/2CNρAv2XC 式中转舵扭矩: 操舵装置施加在舵杆上的扭矩称为转舵扭矩M,等于水动力矩Ma和舵各支承处的总摩擦扭矩Mf的代数和。
即 M = Ma + Mf 普通平衡舵Mf =0.15~0.20 Ma。
公称转舵扭矩: 指其在规定的最大舵角时所能输出的最大扭矩。
它是根据船舶在最深航海吃水和以最大营运航速前进时:将舵转到最大舵角所需要的扭矩来决定的。
平衡系数K:舵杆轴线之前的舵叶面积A’和整个舵叶面积A之比称为平衡系数,用K表示。
平衡系数K影响: 平衡系数越大舵叶的最大水动力矩越小,即舵机所需的公称扭矩越小。
但K不宜过大否则在常用舵角10-20范围内回舵时。
二变频液压舵机的组成以及工作原理
2.1变频液压舵机的组成:变频液压舵机主要由可逆变频电机,舵角反馈传感器,油泵,执行机构,滤器单元,液压油油柜,控制阀块等。
液压系统中采用的是双向定量转舵机构,定量泵与液压缸形成的闭合回路。
在运行中,舵角传感器测量出转跺角转舵角度后,发射反馈信号,变频器根据反馈信号,控制泵组的启动与停止以及加速。
从而实现舵角转化的目的。
2.2 变频液压舵机的基本控制原理:控制电路板接受来自信号线的控制信号,控制电机转动,而变频调控技术是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源转换成另一种频率,以此来控制电机的转速,电机又带动一系列的齿轮组,减速后传动至输送舵盘。
舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连接的,舵盘转动的同时,带动位置反馈电位计,电位计将输出一个电压信号到控制电路板,进行反馈,然后所控制的电路板根据所在位置决定电机的转动方向以及速度,从而达到让目标停止的目的。
三舵机系统对船舶方向的控制
3.1直接控制航迹法。
基本上综和运用了航迹控制法以及航向控制法。
船舶在运行期间,按照原本设定的航行轨迹运行,但由于一些外在因素的影响(例如风向,水流,避开礁石等),会导致实际运行轨迹跟设计轨迹出现一定的误差,这时在船舶上的末端传感器就发挥了作用,传感器测定船舶航向的具体信息,并且以反馈信息的形式传送给舵机,由舵机利用GPS 定位计算出运行误差,并且重新设定偏转距离,对运行轨迹进行调整,以达到运行效果。
必须注意的是现代的控制理论的发展为设计这种轨迹控制系统提供了方法和手段。
利用操作舵机系统指控运行轨迹必须把控制系统当作单输入多输入的控制系统来考虑,即通过操舵,同时控制航向,航速,横流和航迹偏移。
到目前为止,直接控制轨迹法还存在不少问题,而且由于难以获取较为精确的船舶动态特性参数,系统的调试难度大,灵活运用不足。
3.2 间接控制轨迹轨迹法。
此方法基本上是把控制分成了两个互相嵌套的两个环,外环航迹环的功能时将GPS接受的船位数据与计划数据想比较,获取航迹的偏差信息,通过航迹控制算法得到一个命令航向给航向控制环,引导船舶向着消除航迹偏差的方向前行,外环航向控制环将罗经采集的实际航向信号与设定航向比较,形成航向误差信号,经过航向控制算法得到
一个命令舵角,送给舵角控制环,使得船舶航向减少偏差,此方法的优点在于航迹和航向的功能控制的相对分离,不但使得两种控制模式可以互换。
也便于在自动舵系统设计中充分利用航向自然舵成熟的技术以及丰富的研究经验。
四船舶上多舵机的基本要求
我国《钢质海船入级与建造规范》对船舶舵机的基本技术是有要求的:
在船舶舵机中,必须要有一套主操舵装置和一套辅助操舵装置;或者主操舵装置配有两套以上的动力设备。
当其中的一套设备失效时,另外一套能迅速的投入工作。
主要的船舶舵装置应该具有足够的强度并能在船舶处于深航吃水时以最大的航运前行。
并且在相同的条件下,要满足舵转向超过三十度的时间不超过28秒,并且船以最大速度行驶时,紧急后退不会导致损坏
主要的舵装置应该在驾驶台和舵机室设有控制器:当主舵装置设置两台动力设备时,应该设有两套独立的控制系统,而且能在驾驶室控制
操作舵机装置应该设有有效的舵角限位器。
以动力转舵的操舵装置,应装设限位开关或者舵角限位器。
使舵达到舵角时能及时自动停止
当舵柄处舵杆直径大于230mm时,不包括航行冰区加强,这时船舶应该能在45s内向操舵装置提供的替代动力源
总结:随着时代的发展,能源成为各个国家的首要之争,对于航运企业来说,要保证在生产与节能环保方面取得平衡。
新型舵机技术的引入不但能加强对船舶的控制,更有效的节能减排,对国民经济和企业的良性发展都有百利而无一害。
并且舵机在船舶中的重要性相当于团队中的领头羊,加大发展以及更新舵机技术无疑是我们现在该研究的方向。
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