ch10船舶舵機的電力拖動與控制(編輯修改稿)
2025-01-16 11:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 左偏 →→ J1有電有電 →→ 舵舵左轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn) →→ 導(dǎo)電環(huán)左轉(zhuǎn)導(dǎo)電環(huán)左轉(zhuǎn) β很小很小 (轉(zhuǎn)船力矩小轉(zhuǎn)船力矩小)，偏航，偏航 φ↑，同時舵角，同時舵角 β↑最大舵角Ⅲ ： β↑使 (φ=φmax)，船停止偏轉(zhuǎn) (dφ/ dt = 0)。導(dǎo)電環(huán)追上滾輪，使絕緣塊與滾輪接觸，電動機停，舵葉停轉(zhuǎn)β=βmax。回轉(zhuǎn)Ⅳ ：在左舵的作用下，船開始回轉(zhuǎn)（ φ↓），使?jié)L輪右轉(zhuǎn)，與導(dǎo)電環(huán)接 3觸，使 J2有電，電動機反轉(zhuǎn)，回舵（ β↓）。導(dǎo)電環(huán)右轉(zhuǎn)追隨滾輪運動。Ⅴ ：船舶回到給定航向 K， φ=0， β=0?；睾酱暗暮桔E曲線反饋機構(gòu)：航向接受器和舵角反饋機構(gòu)。電羅經(jīng)是檢測元件，也是比較環(huán)節(jié)。比較 (元件 )：由兩個導(dǎo)電半圓環(huán)和滾輪所構(gòu)成。放大器：直流發(fā)電機執(zhí)行機構(gòu)：他勵直流電動機 M。自動操舵系統(tǒng)原理框圖自動操舵系統(tǒng)原理框圖小結(jié)：（ 1）自動操舵系統(tǒng)是按船舶對航向的偏離程度來控制船舶的航跡，其操舵系統(tǒng)實際上是在隨動操舵的基礎(chǔ)上省去手輪，加上航向反饋而形成的。（ 2）系統(tǒng)的調(diào)節(jié)對象是船舶，被調(diào)節(jié)量是航向。（ 3）自動操舵系統(tǒng)為典型的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)：p 內(nèi)環(huán)是舵角反饋，實現(xiàn)舵角的自動跟隨。p 外環(huán)是航向反饋，實現(xiàn)對船舶偏航的自動調(diào)整。167。103 自動舵的基本類型及其調(diào)節(jié)規(guī)律自動舵的基本類型及其調(diào)節(jié)規(guī)律船舶應(yīng)用的自動舵類型眾多，究其調(diào)節(jié)規(guī)律，有三種基本類型：– 比例舵：以船舶偏航角的大小和方向進行調(diào)節(jié)的，– 比例 微分舵：以船舶偏航角和偏航角速度的大小和方向調(diào)節(jié)的。– 比例 微分 積分舵：以船舶偏航角、偏航角速度及偏航角積分的大小和方向來調(diào)節(jié)的。 1．比例舵以船舶偏航角 φ的大小按比例給偏舵角 β，即K1(KP)為比例系數(shù)，負號表示偏舵的方向是消除偏航。? K1過小，不能產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)船力矩，回轉(zhuǎn)性能不好。? K1過大，使船回轉(zhuǎn)過頭，穩(wěn)定性變壞，還會降低航速。 ?與 B隨時間變化的曲線 K1是根據(jù)船舶載重量、天氣狀況進行調(diào)整， K1 =~4；1．比例舵以船舶偏航角 φ的大小按比例給偏舵角 β，即K1(KP)為比例系數(shù)，負號表示偏舵的方向是消除偏航。特點：（ 1）因風(fēng)浪引起偏航時，比例舵具有糾正偏航的能力。（ 2）采用比例舵會使船舶沿著航向左右搖擺，船舶航跡呈 S型振蕩，衰減很慢。（ 3）控制簡單，精度差，系統(tǒng)穩(wěn)定性差。?與 B隨時間變化的曲線 ? 比例舵只考慮了偏舵角，而沒有考慮偏航角速比例舵只考慮了偏舵角，而沒有考慮偏航角速度。度。– 當(dāng)偏航角速度較高時，應(yīng)該適當(dāng)增加偏舵角，以有效當(dāng)偏航角速度較高時，應(yīng)該適當(dāng)增加偏舵角，以有效抑制船舶繼續(xù)偏航。抑制船舶繼續(xù)偏航。– 同時，當(dāng)船舶回到正航向時，雖然偏航角為零，但由同時，當(dāng)船舶回到正航向時，雖然偏航角為零，但由于慣性，船舶仍有一個偏航角速度，會使船舶向另一于慣性，船舶仍有一個偏航角速度，會使船舶向另一側(cè)偏航。故造成船舶沿航向作側(cè)偏航。故造成船舶沿航向作 S型航行。型航行。2．比例 — 微分舵以船舶偏航角 φ和偏航角速度 d φ / d t按比例給出偏舵角 β,即K2(KD)是微分系數(shù)。加入微分環(huán)節(jié)后使得系統(tǒng)具有 “超前 ”的校正控制作用。提高系統(tǒng)的靈敏度。通常所說的糾偏舵、穩(wěn)舵角或反舵角等均指微分舵作用。比例微分舵角及其合成曲線 比例作用微分作用共同作用偏航角 偏航角微分控制特點：控制特點：? 當(dāng)船舶受到風(fēng)浪影響發(fā)生偏航時，偏航當(dāng)船舶受到風(fēng)浪影響發(fā)生偏航時，偏航角速度較大，產(chǎn)生角速度較大，產(chǎn)生 K2d φ / d t大，使開大，使開始偏航的一段時間內(nèi)產(chǎn)生較大的舵角。始偏航的一段時間內(nèi)產(chǎn)生較大的舵角。? 船舶回航時，由于船舶回航時，由于 d φ / d t變號，故增加變號，故增加了回舵，使舵角提前減小。了回舵，使舵角提前減小。? 在舵還未回到正航向之前，在舵還未回到正航向之前， 由于由于 K2d φ / d t的作用，舵角已經(jīng)提前變號，在船的作用，舵角已經(jīng)提前變號，在船舶回到正航向時，已產(chǎn)生了足夠大小的舶回到正航向時，已產(chǎn)生了足夠大小的反舵角，這對于克服由于船舶慣性向另反舵角，這對于克服由于船舶慣性向另一側(cè)擺動很有好處，使航向偏擺迅速減一側(cè)擺動很有好處，使航向偏擺迅速減小，從而船舶較快穩(wěn)定在正航向上。小，從而船舶較快穩(wěn)定在正航向上。 比例微分舵角及其合成曲線 比例系數(shù) K1與微分系數(shù) K2選擇不當(dāng)，也將影響航行質(zhì)量。 當(dāng)載荷增加而船速減慢時，相對于 K1，把 K2的值調(diào)得過小 (大比例小微分 )，則比例舵的效果就比微分舵的效果大，所以船舶以正航向為中心，左右搖擺，逐漸衰減，最后停止在正船向上，如圖所示。 偏航比例一微分舵對
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