自动舵的名词解释

文献综述电气工程及其自动化船舶舵机建模与航迹控制系统设计1．引言船舶自动操舵仪，俗称“自动舵”，是根据指令信号自动完成操纵舵机的装置，是一个重要的船舶控制设备。

它能代替舵手操舵，保证船舶在指令航向或给定航迹上航行。

自动舵在相同的航行条件下，不仅可以减轻驾驶员的工作，而且在远航时，可以减少偏航次数，减小偏航值。

因而可以提高实际航速，缩短航程的航行时间，节省燃料，提高航行的经济效益。

一般说来，自动舵按控制功能可分为两类：一类是航向自动舵，保证船舶自动跟踪指令航向，实现自动保持或改变航向的目的；另一类是航迹自动舵，控制船舶沿计划航线航行。

由于航迹自动舵具有控制船舶精确的航行轨迹的功能，它将是自动舵未来的发展方向。

航迹控制一直是船舶运动控制的重点研究对象。

由于国内起步较晚，与国外先进水平相比仍[]2有较大的差距。

主要表现在：(l)航向舵仍占据主导地位，航迹舵产品尚未成熟的，更不用说自动航行系统和综合船桥系统。

(2)在控制理论上，虽然国内有些专家提出了一些控制方法，也解决了一些问题，但由于船舶操纵运动数学模型存在非线性问题、操舵执行机构存在滞后问题以及船舶航行环境和所受干扰的不确定等问题，使得一些建立的数学模型的控制方法无法得到正常实现。

据国内外有关研究证明，船舶智能控制能解决上述问题。

因此，将智能控制理论用于自动舵，改进我国的自动舵性能是一项迫切的任务。

2．国内船舶自动舵的研究概况[]2自动舵发展的大致经历：第一代是以继电器机械结构为代表；第二代是以电子管磁放大器为核心控制部件为代表；第三代是以半导体、线性运行放大器为核心控制部件为。

1921年德国安修斯公司发明了自动舵，即利用罗经的电讯号，通过继电器、机械结构来实现控制电动舵机。

1930年苏联也相继研究出以电罗经为航向接收讯号的自动舵。

我国对自动舵系统的研究相对国外起步比较晚，从二十世纪50年代开始以仿造苏联自动舵，其自动舵是磁放大器为控制核心。

到了60年代末才自行研制成功以半导体分立元件为核心的自动舵典型产品。

号，且其极性反映交流信号的相位，大小反映交流
信号的幅值。能完成此功能的整流电路称为相敏整
流电路。
1、环形相敏整流电路
5
+ Eref 6 + Eref R11 7 Ein Rf Uout D6 D5 R12 D3 D4
相敏整流电路分析
条件：参考（调制）电压远大于输入电压 5 正半周
Eref ＋5 Eref 6+
2 RRf Uout if * Rf Ein r( Rf 2 R) 2 R( Rf R)
波形
Eref
Ein
Uout
2、整流桥式相敏整流电路
U * +
* E0
U1
* E0
-
3、晶体管调制解调器
4、运算放大器相敏整流电路
二、灵敏度调整电路
偏航信号
三、比例、微分、积分电路
偏航信号输入
• 舵机
舵机 [Steering Gear]
一、泵控型液压舵机
防浪阀(双联溢流阀)： 太软：无法转舵 防冲击，沟通高低压油路 储能弹簧 太硬：不起作用
ACB：浮动杆追随机构[Float Hunting Gear]
三点浮杆追随机构原理
作用：加快转舵速度 操纵杆 A A1 A2
变量控制杆
C
C1
反馈杆 B2 B1 B
即使这种单侧偏航角度超过灵敏度,但不对称偏航所引 起的偏舵也是不对称的.因此时间长了，船舶也会出现 单侧偏航.实际航海中,通常人为压一个合适的舵角航行， 以纠正单侧偏航。 实现积分控制的方案: 1、电动机积分环节：
UC
UC
U
UI
2、热积分环节：
偏航加热器
UI

船舶自动化技术的过 去、现在和将来
何谓自动化
所谓自动化就是通过采用自动控制装置 （或设备），来解决人工或者手动不能达 到的高精度的控制，解决人工或者手动难 以达到的频繁检测，并且早期发现故障。
目前船舶自动化的特点
自动控制技术，微电子技术、信号处理技术， 计算机技术等用于机舱自动化和导航自动化。
对船厂而言在广义上有两个自动化
所需的时间为42小时。
• 自动舵操舵时，由于“S”型曲线较小，直线距离变成了560海里，航
行所需的时间为40小时。两者差值为2个小时。
• 如果主机马力是3000HP，每匹每小时耗油180克，每小时耗油540公
斤，多航行两个小时，就是多消耗900公斤油。
• 每个月走4个航次，一年是48个航次，如果船的寿命是15年，共计航
而且美国BASLER公司已经设计和制造出数字式自动电压调节器， 对用户大大提供调整和使用的方便。
发电机机端电压自动调节的框图
给定值 给定单元
偏差量 放大单元
调节单元
干扰
发电机
机端电压
测量单元
按发电机机端电压偏差调节的原理框图 图1
电流和相位 测量单元
信号变换单元
电流骚动
控制信号
发电机
机端电压
按发电机机负载电流和相位调节的原理框图 图2
• 一般以柴油机作为主推进动力的船舶都配置废气锅炉，在航行时利用主
柴油机的高温排气作为废气锅炉的能源，燃油锅炉处于“备用”状态。 一旦主机工况改变后，废气锅炉不能产生足够的蒸汽压力时，燃油锅炉 立即自动投入工作。大大的节约能源。
• 用小火燃烧（只使用一个燃烧器，或者降低燃烧器的燃油压力）维持锅
炉蒸汽压力在一定的范围内，总是比锅炉蒸汽压力上升到上限值，然后 停炉，待蒸汽压力下降后锅炉再重新燃烧更省油。

自动舵的发展及其特性自动操舵控制装置，简称自动舵autopilot，是在随动操舵基础上发展起来的一种全自动控制的操舵方式。

它是船舶运动控制问题中具有特殊重要性的一个系统，用于航向保持/航向改变/航迹保持控制。

它是根据陀螺罗经的航向信号和指定的航向相比较来控制操纵系统，自动使船舶保持在指定的航向上。

由于自动舵灵敏度和准确性都较高，它替代人工操舵后，相对提高了航速和减轻了舵工的工作量。

早在20世纪20年代已出现商品化的机械式PID自动舵用于商船的航向保持。

在此后的历史进程中，随着科学的发展和技术，工艺的进步，自动舵的构造变化巨大，电气式，电子式，微型计算机化的产品相继问世。

目前商船均配置有自动舵，当定向航行且航区没有其他船往来时，则可改手操舵为自动舵。

船舶借助螺旋桨的推力和舵力来改变或保持航速和航向，实现从某港口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的控制系统，其性能直接影响着船舶航行的操纵性，经济性和安全性。

因此，船舶操纵系统的性能，一直被当作是一个具有较高经济价值和社会效益的重要问题，引起人们的关注，并吸引着世界各国一代又一代的工程技术人员围绕着进一步改善该系统的性能这一课题而不断地进行研究和探索。

自动操舵仪是总结了人的操舵规律而设计的装置。

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；给定航向和实际航向比较环节；航向偏差与舵角反馈比较环节；控制器；执行机构；舵；舵角反馈机构等。

舵系统的性能主要是由控制器的性能决定的，因此自动舵的技术发展，也主要表现在控制技术的推陈出新。

自动舵的发展是随着自动控制理论和技术的发展而发展。

在自动控制理论和技术发展的不同阶段，取得了不同的研究及应用成果，开发出一代又一代新型的自动舵产品，为航运业的发展作出了巨大的贡献。

自动舵的发展及其特性：船舶在海上航行时，由于受到海风，海浪及海流等海洋环境扰动的作用，不可避免地要产生各种摇荡和航向改变，其运动形式可以分为两大类：一是船舶的操纵运动，另一个是船舶的摇荡运动。

舵设备的作用与组成第一节舵设备的作用与组成舵设备的作用：1．舵设备是船舶在飞行中坚持和改动航向及旋回运动的主要工具。

2．影响舵效的主要要素是：舵角大小；流经舵面的流速；船的转动惯性及纵横倾；风流、浅水等海况；舵机的功用。

3．普通把等于32°～35°称为运用极限舵角。

船上对此运用了止舵器或限位器，能使舵角不超越35°。

舵设备的组成：1．舵设备由舵装置、舵机与转舵装置、操舵装置的控制装置及其他隶属装置组成。

2．舵手转动舵轮或扳动操舵手柄〔或应急装置〕，启动机械、液压或电力操舵装置即可控制舵机正转、反转及中止。

3．转舵装置又称传动装置，其作用是把舵机的动力传到舵轴，驱动舵叶转动。

舵机和转舵装置又统称为操舵装置，均装于船尾舵机舱内。

舵的种类、特点与作用：1．按舵杆的轴线位置分类：不平衡舵、平衡舵和半平衡舵。

2．按舵叶的支承状况分类：双支承舵、多支承舵、悬挂舵和半悬挂舵。

3．按舵叶的剖面外形分：平板舵、流线型舵：又称〔复合舵〕。

流线型舵的舵叶以水平隔板和垂直隔板作为骨架，外覆钢板制成水密的空心体，水平剖面呈机翼形。

这种舵阻力小，升力大，舵效高，虽结构比拟复杂，但运用普遍。

4．特种舵：〔1〕整流帽舵：即在普通流线型舵的正对螺旋桨的轴线延伸部位，加一个流线型的圆锥体，俗称整流帽，它有利于改善螺旋桨后的水流形状。

〔2〕自动舵：在舵叶后端装有小螺旋桨或导管推进器，转舵时可收回推力，添加船舶的转向才干；另外，即使是在低速甚至停车时，操作小螺旋桨仍可失掉转头力，推船缓行，大大提高了船舶的操纵性，这种舵适用于对操纵才干要求高、靠离码头比拟频繁的船舶，例如引航船、渡轮、迷信调查船等。

〔3〕襟翼舵：又称可变翼形舵。

可以横向移动。

因此，襟翼舵有助于船舶取得较大的转船力矩，从而提高舵效或减小舵杆扭矩，舵机功率也较小；另外，假设运用襟翼舵，航向改动可以用较小的舵角，使船舶改向时失速较小，从而增加了油耗。

五、自动舵
3）反舵角调节（rate adjust）：又称微分 旋钮，在船舶偏航用舵克服使其向原航向回转 时，还必须再操一个反舵角来克服船舶回转时的 惯性。因此，使用反舵角调节可给出反舵角的 大小，以阻止船舶向另一侧的偏摆。大船、 重载、旋回惯性大时微分要调大；反之，要 调小。海况恶劣，微分作用要调小或调至0。 4）压舵调节：是用一固定信号使舵叶偏转 一个固定的角度，以抵消单侧偏航的作用。
五、自动舵
3. 使用自动操舵仪的注意事项 1）在大风浪航行时，为保护自动舵应改用 人工操舵； 2）在运输繁忙区域，如避让、改向、过转向 点，狭水道、渔区、复杂航道、靠离泊、能见度 不良及所有航行危险的情况应尽可能改为人工 操舵； 3）在上述情况下，应可能快地为驾驶员提供 一位合格的舵工，该舵工应随时接过操舵；
五、自动舵
4）自动舵与人工舵转换时应有负责的 值驾操作或在其监督下进行； 5）长期使用自动舵后及进入谨慎驾驶前 均应试验人工操舵，通常每一航行班次（每4 小时）至少应检查一次随动操舵装置是否正常； 6）随动操舵时各个自动舵调节旋纽不起 作用，但转入自动舵时应先将压舵旋纽和自动 改向旋纽调至零位。
五、自动舵
一般自动舵是目前在海船上最常见的自动 舵。它与人工操舵比较，其优点是：自动纠正偏 航角，减轻人员的劳动强度，航向精度高，提高 航速，减少燃料消耗，缩短航程。 一）自动舵的种类 1. 比例舵： 按船舶偏航角ф来操舵的自动舵。这种自动 舵采用比例控制系统，偏舵角α和偏航角ф成正 比关系，即：α=-k1ф式中：k1——比例系数— —负号表示偏舵的方向与偏航方向相反。比例系 数k1可以根据船舶类型、海况、装载情况加以选 择和调整；
五、自动舵
但它不能克服偏航角速度的影响，航向稳定 的过程较慢，航迹易成“S”形曲线，精度较差， 故新建船舶已不再采用。 2. 比例-微分舵 按船舶偏航角ф和偏航角速度dф/dt来操舵的 自动舵这种自动舵采用比例—微分控制系统，其 偏舵角α和偏航角ф之间的关系为：α=-（k1ф+ k2dф/dt）式中：k1——比例系数；k2——微分 系数。

第二章自动舵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。

自动舵(Autopilot)是维持船舶在预先设定的航向上航行的自动操舵控制装置。

它根据船员的操舵规律设计，调节的对象是船，被调节的量是航向或航迹。

自动舵能减轻劳动强度；及时纠正偏航；长时间较准确地保持在指定航向上，从而缩短航程，节约燃料，提高经济效益。

第一节自动舵原理一、自动舵的结构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、放大环节、执行机构；舵等，如图2-1。

图2-1自动舵的方框图二、自动舵的工作过程1．一般自动舵当船首受外力等作用偏离预定航向时，装置立即动作，使舵叶偏转一定角度；如舵角度不够大，装置产生一个附加舵角；船首在舵作用下返回预定航向；未到达预定航向时，装置将舵叶回到中间（回舵）；船首接近预定航向时，为减少船首向另一舷摆动的惯性，舵叶向另一舷偏过一个小角度（操反舵），以确保船首回到原来航向。

为适应船舶载重、吃水和海况的不同状况，自动舵设有必要的调节装置，如比例调节、压舵调节、航向改变调节和灵敏度调节等（如图2-2）。

图2-2 一般自动舵的作用过程航向保持模式有两种，分别适用于两种典型的海况：开放水域模式（OPEN SEA），适用于只需小幅度操纵导航的情况，如在大洋上航行，为的是节省燃料的费用。

限制模式（CONFINED），适用于大幅度的操纵情况，如在狭水道中航行，能提高航向维持的精确性。

2．自适应自动舵1）普通自动舵的缺陷普通自动舵各调节旋钮是人工根据经验用手动方式进行调节和修正的，由此带来的后果是：精度差→操舵次数多→阻力增大→主机负荷加大、转速下降→为阻止转速下降→调速器工作→油耗增加，因此从节能角度来看，普通自动舵在操作中仍有不足之处。

自动舵工作原理
自动舵是一种用于船舶、飞机、车辆等交通工具的设备，用于帮助控制航向或方向的稳定性。

其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 传感器检测：自动舵系统通过使用各种传感器来检测船舶、飞机或车辆的当前状态和环境条件。

常见的传感器包括陀螺仪、加速度计、磁罗盘、气压计等，它们可以测量船体的倾斜角度、航向角度、速度和环境因素等。

2. 信息处理：传感器将收集到的数据传输给自动舵系统的中央处理器。

中央处理器根据输入的数据进行分析和计算，确定船舶、飞机或车辆当前的姿态和状态，然后生成相应的控制指令。

3. 控制执行：自动舵系统通过电动执行机构或液压控制系统，将计算得到的控制指令转化为实际的控制动作。

例如，对于船舶来说，自动舵可以通过舵机控制舵盘的转动角度，从而改变船舶的航向角度；对于飞机来说，自动舵可以通过控制副翼和方向舵的舵面来调整飞机的姿态和飞行方向。

4. 反馈控制：自动舵系统通常还具有反馈控制机制，以便及时对目标航向或方向进行修正。

通过不断地监测和调整船舶、飞机或车辆的状态和环境条件，自动舵系统可以保持目标航向或方向的稳定性。

总之，自动舵利用传感器检测船舶、飞机、车辆等交通工具的状态和环境信息，通过中央处理器进行数据处理和计算，然后
通过执行机构或控制系统实施相应的控制动作，以实现船舶、飞机、车辆的自动稳定航向或方向。

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。

第七节 舵设备的检查、保养与试验
2.定期检查
每3个月应对舵设备进行一次全面的检查和保养：
1)查看舵杆、舵叶各部分磨损及损坏情况，作好记录。舵杆(销) 一般在下舵承处(或舵销处)的轴颈应大于非工作部分的轴颈， 否则应进行修理或换新。工作轴颈表面允许存在少量分散的锈 蚀斑点，但深度不超过舵杆(销)直径的1％，舵杆非工作轴颈允 许减少量为原设计直径的7％。舵钮与舵钮，或舵叶与舵托平 面极限间隙一般为安装间隙的50％。 2)检查电操舵装臵的绝缘和触点情况，用不带毛头的细布揩拭清 洁。自动部分检查其灵敏度；液压舵机要查管路有否泄露及液 油质量。 3)检查转舵装臵电动机的运转及损耗情况，加以清洁，并作好记 录；液压式舵机要检查泄漏情况及油的质量，以及时修复并充 液。
第五节 自动舵（autopilot）
1.航迹舵基本原理 – 自动航行控制系统实际上是通过一台微处理器，将人 工输入的计划航线（各转向点的经纬度）与通过定位 传感器得到的实时船位等数据进行计算、比较分析和 处理，并得到一个可供自动舵执行的航向(也称指标 航向CS)。 – 在执行过程中，由于船舶受风流压的影响，船位还会 偏离计划航线，此时，航迹自动舵能给出一个新的指 标航向，因此，指标航向是一连串变化的，并均匀地 改变指标航向，从而，达到自动保持在航迹带内所需 航向和在转向点自动转向的目的。
第五节 自动舵（autopilot）
三、航迹舵（Navpilot）
又称自动驾驶仪，是以自动舵为基础，以计算机为核 心，并连接综合导航仪或船位接收机的一种自动航行 控制系统。 它通过人工向系统输入航路数据、位臵偏移量以及硬 件部分连接计程仪、陀螺罗经、定位仪，将这些信号 和数据通过微机软件进行计算、分析与处理，能使船 舶自动沿着计划航线航行，并能在预定的转向点自动 转向，从而实现船舶自动航行控制。 航迹自动舵输出的舵角主要与船舶偏离计划航向的偏 航角和偏航角速度有关，而航迹自动舵除了与此有关 外，还与船舶偏离计划航线的航迹误差有关。

自动舵的名词解释自动舵是一种用于船舶、飞机等交通工具的导航设备，它通过自动控制舵机或舵柄，实现对船舶或飞机方向的自动调整和保持。

自动舵的主要功能是减轻驾驶员的操作负担，提高交通工具的稳定性和安全性。

自动舵可以根据预设的航线指令或导航数据，自动控制船舶或飞机的转向行为。

它通常采用陀螺仪、罗盘、GPS（全球定位系统）等导航工具来获取位置和方向信息，并根据这些信息计算出所需的航向角度，然后通过电子控制系统控制舵机或舵柄进行调整。

自动舵在船舶和飞机的应用中具有重要意义。

在海上航行中，自动舵能够帮助船舶保持航向稳定，减少驾驶员的疲劳程度，提高工作效率。

在航空领域，自动舵对于飞机的稳定飞行和导航至关重要，能够实现自动起飞、自动巡航和自动降落等功能。

自动舵的工作原理基于舵机或舵柄的控制。

舵机是一种能够将电信号转化为机械运动的装置，通过舵机的转动，可以控制船舶或飞机的舵面位置，从而实现航向的调整。

控制系统会根据导航数据和预设指令计算出期望的舵角，然后将信号发送给舵机，使船舶或飞机按照期望的舵角进行转向。

除了基本的航向控制功能，现代的自动舵系统还常常配备有一些辅助功能。

例如，它可以与雷达、遥感设备等其他导航设备进行联动，提供更准确的导航和避碰功能。

此外，自动舵还能够根据机载设备的输入信息，实现对船舶或飞机高度、速度等参数的调节。

总之，自动舵是一种用于交通工具导航的重要装置，通过自动控制舵机或舵柄，实现对船舶或飞机方向的自动调整和保持。

它能够减轻驾驶员的操作负担，提高交通工具的稳定性和安全性，对于船舶和飞机的安全航行具有重要作用。

PR-7000-L 自动舵第一章综述1．1介绍本自动舵作为一款简便的操纵仪，具有4种操作模式：计算机辅助操纵（CPU）、手动操纵(HAND)、应急操纵（NFU）及遥控操纵(RC-1、RC-2)（可选择）；并可只通过转换MODE SELECTOR SWITCH（模式选择开关）来进行选择。

另外，通过按下在MODE SELECTOR SWICH键左边的MODE SELECTOR PUCH BUTTON SWICH（模式选择按钮）操纵CPU选择三种不同的操作模式：自动舵（AUTO）、积分舵（RATE）、自动导航（NA V:选择）具有双重模式的自适应舵具有两套完整的系统,SYSTEM SELECTOR SWITCH(系统选择开关)有以下几档：NO.1-OFF-NO.2，当开关转至所需运行的系统位时，系统会自动进入运行状态，而当开关转到OFF档时，整个系统将停止工作。

自动舵是一套使船舶维持在预先设定的航向上航行的自动操舵控制装置，近来，对于自动舵的性能评估已从“能使船舶精确维持航向”变为“在各种情况下，最省油的操纵”。

然而，船舶的操纵取决于船舶的尺度及具体的技术指标，同时也随着船舶的航速，装载情况及海况的不同而不同。

因此，对于自动舵的评价没有明确的标准。

为了解决这些问题，本款自适应舵引入了性能测试功能以测定在自动舵协助的情况下，能节省的能量。

本款自适应舵有如下特性：;控制操纵装置运用的是一套微处理器并且完全数字化；;基本控制方式是自适应控制系统反馈模型;根据船舶速度和装载状况的改变能迅速调整，能够在各种状态下，进行最佳的操纵。

;三种航向维持模式，可根据实际，适用于各种海况：OPEN SEA（开放水域模式）适用于只需小幅度操纵导航的情况，如在大洋上航行，为的是节省燃料的费用。

CONFINED（限制模式）适用于大幅度的操纵情况，如在狭水道中航行，为的是提高航向维持的精确性。

比例舵（RATE）作为一种标准的操纵模式，可以通过旋转舵轮给出的指令指示，按设定的转向速率来控制船舶。

自动舵原理
自动舵原理
自动舵是指一种能够自动控制舵角，使船舶保持特定航向的设备。

其核心组成部分是一个自动控制系统，它通过接收船舶运动状态及环境信息，自动调整舵角以实现预设的航向。

自动控制系统包含两个主要部分：传感器和控制器。

传感器用于感知船舶运动状态及环境条件，如罗盘、陀螺仪、GPS等；控制器则根据传感器输出的信息，进行数据分析和处理，并控制螺旋桨方向舵或舵机的转动，实现船舶航向自动控制。

自动舵的原理有两种，一种是舵角保持型自动舵，另一种是航向保持型自动舵。

其中，舵角保持型自动舵是指通过控制船舶的舵角，以保持船舶在指定的航向上前进；而航向保持型自动舵则是指以船舶的航向为控制目标，通过控制螺旋桨方向舵或舵机的转动，使船舶保持预设的航向。

在实际应用中，自动舵不仅可以提高船舶的导航准确性和安全性，还可以降低人力负担，提高生产效率。

尤其在大型船舶上使用自动舵，可以有效地降低船员的工作强度，提高船舶操作效率。

总之，自动舵是一种非常重要的船舶航行辅助设备，其原理基于传感器和控制器的应用，能够实现船舶的航向自动控制，提高航行准确性和安全性，降低人力负担，提高船舶操作效率。

PR-7000-L 自动舵第一章综述1．1介绍本自动舵作为一款简便的操纵仪，具有4种操作模式：计算机辅助操纵（CPU）、手动操纵(HAND)、应急操纵（NFU）及遥控操纵(RC-1、RC-2)（可选择）；并可只通过转换MODE SELECTOR SWITCH（模式选择开关）来进行选择。

另外，通过按下在MODE SELECTOR SWICH键左边的MODE SELECTOR PUCH BUTTON SWICH（模式选择按钮）操纵CPU选择三种不同的操作模式：自动舵（AUTO）、积分舵（RATE）、自动导航（NAV:选择）具有双重模式的自适应舵具有两套完整的系统,SYSTEM SELECTOR SWITCH(系统选择开关)有以下几档：NO.1-OFF-NO.2，当开关转至所需运行的系统位时，系统会自动进入运行状态，而当开关转到OFF档时，整个系统将停止工作。

自动舵是一套使船舶维持在预先设定的航向上航行的自动操舵控制装置，近来，对于自动舵的性能评估已从“能使船舶精确维持航向”变为“在各种情况下，最省油的操纵”。

然而，船舶的操纵取决于船舶的尺度及具体的技术指标，同时也随着船舶的航速，装载情况及海况的不同而不同。

因此，对于自动舵的评价没有明确的标准。

为了解决这些问题，本款自适应舵引入了性能测试功能以测定在自动舵协助的情况下，能节省的能量。

本款自适应舵有如下特性：控制操纵装置运用的是一套微处理器并且完全数字化；基本控制方式是自适应控制系统反馈模型根据船舶速度和装载状况的改变能迅速调整，能够在各种状态下，进行最佳的操纵。

三种航向维持模式，可根据实际，适用于各种海况：OPEN SEA （开放水域模式）适用于只需小幅度操纵导航的情况，如在大洋上航行，为的是节省燃料的费用。

CONFINED（限制模式）适用于大幅度的操纵情况，如在狭水道中航行，为的是提高航向维持的精确性。

比例舵（RATE）作为一种标准的操纵模式，可以通过旋转舵轮给出的指令指示，按设定的转向速率来控制船舶。

屏幕符号 说明 旋转航向旋钮
按 （左）按钮或按 （右）按钮 右舵 4°（在模拟量舵角时的舵令） 左舵 2°（在模拟量舵角时的舵令） 右舵舵令 左舵舵令 侧推器连接到自动舵系统 控制单元无效或解除
控制单元锁定
在没有锁定的主单元上,键盘符号随模式说明 而变化。
航向不能改变除非按 按钮
向右偏离航线 船向右转
NAV 模式只能从控制单元或 AP51 遥控单元输入。
S35 非随动（ＮFU）操舵杆
只要操舵杆向左或右动，舵角就要转动。
AUTO/AUTO-WORK: 单按一次左右键设置航向改变 1°，连续按左右键设置航向 每秒改变 3°。改变的设置航向在 AP50 控制单元上显示。 只要自动舵在 AUTO 或 AUTO-work 模式（和 NAV 模式），模式 键就一直亮。
AP50 自动舵有下面几个基本操作舵模式，每个模式有如下 按钮：STANDBY（随动和非随动）、AUTO、NAV、DODGE。AUTO 和 NAV 模式有子模式，通过按 WORK 按钮启动。AUTO-WORK 和 NAV-WORK 子模式在与船的当前航向不同的情况下使用 （如拖网捕鱼、拖轮、减速慢性航行状态、使用一个侧推器 等情况）。
注意!
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零点调整
当离开码头时，如果不需要舵角显示，此时用手操舵保持在 一个 直线航向上，然后按 AUTO 键,零点就自动设置。
操作
当离开码头时，如果需要舵角显示，按下面方法操作： 开机后舵角在左右 10°间交替变化，为了显示舵角要对舵 角进行归零设置。方法是：用手轮把舵角放在中间位置，转 动手轮把舵角打左右满舵并记下转数，然后从左边或右边满 舵 位置开始转到一半转数停止，先按 AUTO 键然后按 STBY 键，零点设置完毕如左图所示。

自动舵报警面板其中其中NO1和NO2表示对应的两只自动舵控制箱。

当自动舵控制箱正常运行时，对应的灯会亮。

如果自动舵控制箱没有电源输入，则对应的灯会亮。

当自动舵控制箱和舵机正常运行的时候，对应的灯会亮某些设备会有“ACT FAIL”灯，灯亮时表示舵机对自动舵发出的指令执行时有大的出入。

自动舵系统内部故障时灯会亮紧急报警，如使用电罗经操舵时，电罗经断电，灯会亮。

如使用电罗经操舵时，磁罗经断电，灯会亮磁罗经的偏航报警警报消除g 上图右边为模式转换开关，左边为系统选择开关。

1、当模式转换开关在HAND状态时，使用手轮或者系统选择开关NFU旋钮进行操作。

若使用手轮，则选择系统选择开关中的FU-1和FU-2(操作时，如果FU-1工作不正常，可迅速切换至FU-2，同理FU-2。

)若使用NFU旋钮，则选择档位（如果一只NFU工作不正常，可迅速切换至另一个。

）2、当模式转换开关在AUTO状态时，使用自动舵操作单元操作。

为选择使用电罗经操舵还是磁罗经操舵报警消除这个按钮不要进去设置，里面有初始设置的参数，改动了会影响操舵低速报警，一般不用特意设置。

请根据实际情况选用。

舵角限制，在使用自动舵操舵单元操作时，限制最大舵角磁罗经偏航报警，设置磁罗经的偏航报警度数以及响应时间操作模式。

PRECISION2灵敏度最高，PRECISION1其次，ECONOMY灵敏度最低吃水模式ADJUST菜单，进入后，里面的选项如下（均已翻译），其中，除了1、设置调光和对比度，2、设置电罗经的偏航报警外，其它选项一般不需要改动，改动之后有可能会对正常操舵产生不好影响。

1、设置调光和对比度2、设置电罗经的偏航报警，此处，以设置电罗经为例，介绍自动舵操作单元调节一个选项的大致按键操作。

按自动舵操舵单元的，再按，选取第二个选项“OFF HEADING”(即为电罗经偏航报警)。

再按"ENT",“=”变成“<”,此时进行调节，结束之后按“ENT”保存使“<”再变成“=”，再ADJUST退出。

船舶操舵仪与自动舵船舶操舵仪与自动舵[size=10.5pt]操舵仪有自动操舵仪（俗称电罗经或磁罗经操舵自动跟踪操舵仪）、随动操舵仪（俗称舵轮操舵，包括遥控操舵）和应急操舵仪（俗称手动操舵、手柄操舵），自动操舵仪是按照设定的航向直线运行；随动操舵仪是按照驾驶员的指令，按一定的舵角做回转运动，只要合理使用，能使船舶处于最佳航行状态；应急操舵仪是最简易可靠的操舵仪（缺点是精度太差，往往使船舶走S形，耗油严重）。

1、应急操舵仪是不存在操舵的精度，只要在规定的时间内（如24-28s）达到左右满舵，就行。

2、随动操舵仪比应急操舵仪精度高得多，因为它具备了简单的人机对话功能，所以应用的船舶最多（因为它成本低，尤其使用于近海航线）.3、自动操舵仪是在随动操舵仪的基础上，利用电罗经或磁罗经（现在利用GPS）等设备，增加了航向的偏航信号，利用航向信号的偏差代替人工舵轮，这一部分性能的好坏，直接关系到航线的准确度早期日本生产的ES-11、TG-3000、TG-5000等电罗经所配备的自动舵，性能稳定，价格低廉。

但是随着使用寿命的延长，这些操舵仪有一个共同的通病。

1．自动状态走S形，0点不稳2．随动状态左右舵角不平蘅，0点不稳3．随动状态（包括自动）死角过大4．舵震荡严重，继电器损坏过快，船舶震动严重5．无法使用随动状态（包括自动）对以上问题检修的办法1．自动部分对2KC的震动和相敏整流进行检查2．随动部分对舵轮和跟踪的5K电位器进行检查3．对跟踪部分的电缆检查，有无漏电4．对舵机执行部分的阻尼系统检查通过以上检查，一般情况下都能得到解决如果还是不行，可以更换价格低廉性能稳定的国产随动板和自动板，一步到位，彻底解决以上的5个故障通病，既快又好，省时、省力、省成本，。