船舶自动舵的控制系统设计(船舶随动舵的控制系统工作原理)

2022-11-23 14:54 点击:84 编辑:邮轮网

1. 船舶随动舵的控制系统工作原理

随动舵是指在随动操舵方式中,舵角是自动调节的,航向是人工调节的,其闭环调节系统的调节对象是舵叶,被调节量是舵角。

当操舵人员将手轮转向某一舵角时,舵叶按所要求方向偏转,舵角反馈装置则不断发出反馈信号。如反馈信号与控制信号有偏差,舵叶继续转动,当转到所需舵角时,舵叶停止转动。

由于作为被调节量的舵角的给定值的变化情况事先不能确定,因而称为随动系统,随动操舵方式由此而来。

操舵装置是保证舰船水上(或水下)安全航行的重要设备之一。它由舵机、舵传动装置、操纵台和附属设备组成。

操舵装置一般可分为手动操舵装置、电动操舵装置和液压操舵装置。

为安全起见,水面舰艇上应设有两套独立的操舵装置,一套为主操舵装置,另一套为应急操舵装置。如舰上无法设置应急操舵装置,则主操舵装置应设有两套相同的动力源。

2. 船舶自动舵控制系统

江南造船厂的自动舵系统好。

3. 船舵机控制原理

控制电路板接受来自信号线的控制信号,控制电机转动,电机带动一系列齿轮组,减速后传动至输出舵盘。

舵机最早出现在航模运动中。在航空模型中,飞行机的飞行姿态是通过调节发动机和各个控制舵面来实现的。举个简单的四通飞机来说,飞机上有以下几个地方需要控制:

1、发动机进气量,来控制发动机的拉力(或推力);

2、副翼舵面(安装在飞机机翼后缘),用来控制飞机的横滚运动;

3、水平尾舵面,用来控制飞机的俯仰角;

4、垂直尾舵面,用来控制飞机的偏航角;

遥控器有四个通道,分别对应四个舵机,而舵机又通过连杆等传动元件带动舵面的转动,从而改变飞机的运动状态。舵机因此得名:控制舵面的伺服电机。

一般来讲,舵机主要由以下几个部分组成, 舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计5k、直流电机、控制电路板等。

舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的,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,然后控制电路板根据所在位置决定电机的转动方向和速度,从而达到目标停止。

舵机的基本结构是这样,但实现起来有很多种。例如电机就有有刷和无刷之分,齿轮有塑料和金属之分,输出轴有滑动和滚动之分,壳体有塑料和铝合金之分,速度有快速和慢速之分,体积有大中小三种之分等等。

4. 船用液压舵机控制原理

控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片,获得直流偏置电压。

它内部有一个基准电路,产生周期为20ms,宽度为1.5ms的基准信号,将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较,获得电压差输出。

最后,电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。

当电机转速一定时,通过级联减速齿轮带动电位器旋转,使得电压差为0,电机停止转动

5. 船舶自动舵原理

火箭的栅格舵是利用一种气动特性原理,通过风作用在舵面上所产生的不同大小、不同方向的推力,导引一子级朝落区目标点机动飞行。

其中,栅格舵的舵面大小、栅格数量和厚度等因素都将影响其气动特性,这就需要设计师精心设计、选材和试验,确保火箭残骸能够准确落在设定区域。

6. 船舶随动舵工作原理图

非随动操舵模式(NFU),是一种开环控制模式、手柄控制、使舵机按照给定的转向转舵的操舵模式。

这种模式,只能控制舵机的起停和转舵方向。当舵转至所需的舵角时,操舵者必须再次发出停止转舵的信号才能使舵停转。

它既可设在驾驶台,也可设在舵机旁,以备应急操舵或检修、调试舵机时用。通常是通过操舵手柄(香蕉柄)来完成操舵的。

7. 船用舵机控制原理图

舵机功率计算方法:

舵机功率=速度×转矩。

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。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。

8. 船舶操舵系统自动控制原理

早在上古时代,有关代达罗斯与伊卡洛斯的希腊神话中,人们就梦想能“像鸟儿那样飞翔”。

到了中古时代,为了逃避贫瘠的生活,一些勇士曾身着人造羽翼,企图飞往人间乐园,其结果是坠死深渊。那时的人们望着高不可及的天空,只有叹息。飞行的梦想随着一代代勇士的献身而不断地破灭着……

1483年,文艺复兴时期的意大利画家列奥纳多、达·芬奇研究了鸟的飞翔,并设计过扑翼式飞机,但从未制造成功。

其后,又有几个人研究了空中飞行的机械,但是都没有取得成功。1874年,德国的奥托·利连塔尔制作了装有蒸汽机的飞机,结果也失败了。其后,他开始了滑翔机的研究。

到了19世纪末,人们继续进行在滑翔机上安装动力的飞行研究。如英国的马克西姆、德国的克莱蒙·阿代尔等人,也制作了装有蒸汽机的飞机,然而,由于这种原动机过重,操舵装置等不齐备,均以失败而告终。

“这是为什么。”对于具有一定飞行经验的利连塔尔来说,这个问题一直百思不得其解。

利连塔尔仔细研究了鸟儿翅膀的构造,又深入研究了鸟儿的飞翔方法。他发现鸟儿的肌肉特别发达,翅膀的结构十分复杂,它平飞时羽翼呈平面振动状,它升空飞翔时羽翼呈曲面振动状,这便是空气浮力增大的重要条件。

就这样,经过多年观察研究,1889年,利连塔尔41岁的时候,出版了《鸟的飞翔方法是飞上天空的基础》一书。

1894年,他又写成另一著作《飞翔装置的制作方法与应用》。他在著作中指出,人类不可能像鸟儿一样振动着翅膀飞翔,但可以有一副不动的翅膀,利用风的浮力,像风筝一样在天空中自由行动,并且详细介绍了翅膀的形式和构造。

利连塔尔立志要实现自己的夙愿,一次又一次地进行试验。1896年,他成功地滑翔了350米。然而这一年的8月,因遇狂风不幸坠落,他临死前对妻子说道:“做任何事情都会有牺牲。

9. 船舶随动舵的控制系统工作原理图

船舶进出港肯定使用手动操舵,进出港航道复杂多变,从安全角度不会使用随动操舵。

10. 船舶舵机工作原理

工作原理:控制电路板接受来自信号线的控制信号(具体信号待会再讲),控制电机转动,电机带动一系列齿轮组,减速后传动至输出舵盘。

舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的,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,然后控制电路板根据所在位置决定电机的转动方向和速度,从而达到目标停止。

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