第十章船舶舵機(jī)的電力拖動(dòng)與控制

1、船舶電機(jī)與電氣控制系統(tǒng)船舶電機(jī)與電氣控制系統(tǒng)機(jī)電系機(jī)電系 電氣教研室電氣教研室電力拖動(dòng)電力拖動(dòng)第第10章章 船舶舵機(jī)的電力拖動(dòng)與控制船舶舵機(jī)的電力拖動(dòng)與控制電力拖動(dòng)電力拖動(dòng)第第10章章 船舶舵機(jī)的電力拖動(dòng)與控制船舶舵機(jī)的電力拖動(dòng)與控制電力拖動(dòng)電力拖動(dòng) 主要內(nèi)容主要內(nèi)容： 舵機(jī)控制裝置舵機(jī)控制裝置主要掌握：主要掌握：舵機(jī)裝置及分類舵機(jī)裝置及分類 對(duì)舵機(jī)電力拖動(dòng)的要求對(duì)舵機(jī)電力拖動(dòng)的要求 主要掌握：主要掌握：對(duì)舵機(jī)電動(dòng)機(jī)的要求對(duì)舵機(jī)電動(dòng)機(jī)的要求 對(duì)舵機(jī)控制系統(tǒng)要求對(duì)舵機(jī)控制系統(tǒng)要求主要掌握：主要掌握：對(duì)舵機(jī)控制系統(tǒng)的要求對(duì)舵機(jī)控制系統(tǒng)的要求10.1 舵機(jī)電力拖動(dòng)與控制的基本要求舵機(jī)電力拖動(dòng)與控制的

2、基本要求電力拖動(dòng)電力拖動(dòng) 舵機(jī)舵機(jī)是船舶上最重要的機(jī)械設(shè)備之一，它可以是船舶上最重要的機(jī)械設(shè)備之一，它可以用來改變船舶的方向，保證船舶按預(yù)訂航向航行、用來改變船舶的方向，保證船舶按預(yù)訂航向航行、是船舶機(jī)動(dòng)性和生命力的主要設(shè)備。舵機(jī)裝置主要是船舶機(jī)動(dòng)性和生命力的主要設(shè)備。舵機(jī)裝置主要由由舵葉舵葉、舵機(jī)動(dòng)力裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和、舵機(jī)動(dòng)力裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操舵控制裝置操舵控制裝置等組成。等組成。舵又稱為舵葉，安裝于推進(jìn)螺旋槳后側(cè)，承舵又稱為舵葉，安裝于推進(jìn)螺旋槳后側(cè)，承受水流作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)船力矩。受水流作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)船力矩。舵機(jī)提供轉(zhuǎn)舵的動(dòng)力，都配備驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，舵機(jī)提供轉(zhuǎn)舵的動(dòng)力，都配備驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其直接經(jīng)傳

3、動(dòng)機(jī)構(gòu)或液壓設(shè)備帶動(dòng)轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)，以轉(zhuǎn)其直接經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或液壓設(shè)備帶動(dòng)轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)，以轉(zhuǎn)動(dòng)舵葉。動(dòng)舵葉。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將舵機(jī)發(fā)出的功率傳遞給舵柱的設(shè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將舵機(jī)發(fā)出的功率傳遞給舵柱的設(shè)備。備。10.1 舵機(jī)電力拖動(dòng)與控制的基本要求舵機(jī)電力拖動(dòng)與控制的基本要求電力拖動(dòng)電力拖動(dòng)航向舵葉偏轉(zhuǎn)時(shí)作用于船舶上的力舵葉偏轉(zhuǎn)時(shí)作用于船舶上的力aP1P2轉(zhuǎn)向O水流方向P一、舵的作用原理一、舵的作用原理 在駕駛臺(tái)設(shè)有操舵控制臺(tái)，其上有操舵手輪，操舵方式轉(zhuǎn)換開關(guān)、單動(dòng)操舵用的手柄及自動(dòng)舵設(shè)備。電力拖動(dòng)電力拖動(dòng) 舵葉處于舵葉處于船舶首尾線上時(shí)，水流方向與舵面一致，不產(chǎn)船舶首尾線上時(shí)，水流方向與舵面一致，不產(chǎn)生轉(zhuǎn)船力矩，船舶保持直

4、線航行。當(dāng)舵葉離開首尾線，向某一生轉(zhuǎn)船力矩，船舶保持直線航行。當(dāng)舵葉離開首尾線，向某一舷側(cè)偏轉(zhuǎn)一個(gè)舷側(cè)偏轉(zhuǎn)一個(gè)角時(shí)，因舵葉兩面水流流速不同，兩面的壓力角時(shí)，因舵葉兩面水流流速不同，兩面的壓力不平衡，在舵面上產(chǎn)生與其垂直的壓力不平衡，在舵面上產(chǎn)生與其垂直的壓力R。將。將R分解為相互垂直分解為相互垂直的兩個(gè)分力的兩個(gè)分力T和和P。其縱向分力。其縱向分力T對(duì)船舶的航行起制動(dòng)作用，使對(duì)船舶的航行起制動(dòng)作用，使船速減低船速減低，而橫向分力，而橫向分力P會(huì)產(chǎn)生一個(gè)使船舶轉(zhuǎn)向的會(huì)產(chǎn)生一個(gè)使船舶轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)船力矩轉(zhuǎn)船力矩M。 轉(zhuǎn)船力矩轉(zhuǎn)船力矩在一定的舵角上出現(xiàn)最大值，這個(gè)在一定的舵角上出現(xiàn)最大值，這個(gè)舵角稱為最大

5、舵角稱為最大舵角舵角。在船舶上通常予以限定的角度。在船舶上通常予以限定的角度(例如例如350)作為舵機(jī)的最大作為舵機(jī)的最大轉(zhuǎn)舵角。轉(zhuǎn)舵角。 電力拖動(dòng)電力拖動(dòng) 按按規(guī)定規(guī)定要求，電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)間應(yīng)能持續(xù)要求，電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)間應(yīng)能持續(xù)1分分鐘以上，仍不致將電動(dòng)機(jī)燒毀。要求電動(dòng)機(jī)具有軟鐘以上，仍不致將電動(dòng)機(jī)燒毀。要求電動(dòng)機(jī)具有軟的機(jī)械特性和足夠大的過載能力。故采用的機(jī)械特性和足夠大的過載能力。故采用差復(fù)勵(lì)的差復(fù)勵(lì)的重復(fù)短時(shí)工作重復(fù)短時(shí)工作的直流電動(dòng)機(jī)（的直流電動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)械裝置電動(dòng)機(jī)械裝置）以及）以及連續(xù)運(yùn)行連續(xù)運(yùn)行的交流電機(jī)（的交流電機(jī)（電動(dòng)液壓裝置電動(dòng)液壓裝置）。）。二、對(duì)電力拖動(dòng)與控制的基本要求二

6、、對(duì)電力拖動(dòng)與控制的基本要求1. 供電要可靠供電要可靠 從主配電盤到舵機(jī)應(yīng)當(dāng)用兩路分離較遠(yuǎn)的饋從主配電盤到舵機(jī)應(yīng)當(dāng)用兩路分離較遠(yuǎn)的饋電線對(duì)舵機(jī)電動(dòng)機(jī)供電。其中之一還應(yīng)該與應(yīng)急電線對(duì)舵機(jī)電動(dòng)機(jī)供電。其中之一還應(yīng)該與應(yīng)急配電盤相連。配電盤相連。2. 電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行要可靠電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行要可靠電力拖動(dòng)電力拖動(dòng)三、對(duì)舵機(jī)拖動(dòng)控制系統(tǒng)的技術(shù)要求三、對(duì)舵機(jī)拖動(dòng)控制系統(tǒng)的技術(shù)要求 1 1從主配電板到舵機(jī)艙應(yīng)從主配電板到舵機(jī)艙應(yīng)采用雙線供電制采用雙線供電制，并，并盡可能遠(yuǎn)離分開敷設(shè)盡可能遠(yuǎn)離分開敷設(shè)( (如左、右舷兩路如左、右舷兩路) )。在正常。在正常情況下應(yīng)急配電板由主配電板供電時(shí)，情況下應(yīng)急配電板由主配電板供

7、電時(shí)，其中一路其中一路可以經(jīng)應(yīng)急配電板供電可以經(jīng)應(yīng)急配電板供電。駕駛室與舵機(jī)艙的操舵。駕駛室與舵機(jī)艙的操舵裝置應(yīng)使用同一電源。裝置應(yīng)使用同一電源。 2 2舵機(jī)電動(dòng)機(jī)應(yīng)能滿足舵機(jī)的技術(shù)要求，并能舵機(jī)電動(dòng)機(jī)應(yīng)能滿足舵機(jī)的技術(shù)要求，并能保證堵轉(zhuǎn)保證堵轉(zhuǎn)1min1min的要求的要求。 3 3拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)組應(yīng)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)組應(yīng)采取雙機(jī)系統(tǒng)，采取雙機(jī)系統(tǒng)，各機(jī)組可單各機(jī)組可單獨(dú)運(yùn)行（一機(jī)組為備用），也可同時(shí)運(yùn)行。一機(jī)獨(dú)運(yùn)行（一機(jī)組為備用），也可同時(shí)運(yùn)行。一機(jī)組故障時(shí)，另一機(jī)組應(yīng)能自動(dòng)投入工作。組故障時(shí)，另一機(jī)組應(yīng)能自動(dòng)投入工作。電力拖動(dòng)電力拖動(dòng) 4至少設(shè)有駕駛室和舵機(jī)艙至少設(shè)有駕駛室和舵機(jī)艙兩個(gè)控制站兩個(gè)控制站

8、，并設(shè)，并設(shè)有轉(zhuǎn)換裝置，有轉(zhuǎn)換裝置，防止兩地同時(shí)操縱防止兩地同時(shí)操縱。 5 5現(xiàn)代船舶駕駛室多裝有操舵儀，一般現(xiàn)代船舶駕駛室多裝有操舵儀，一般設(shè)有自動(dòng)、設(shè)有自動(dòng)、隨動(dòng)、應(yīng)急三種操舵隨動(dòng)、應(yīng)急三種操舵方式，也可只設(shè)兩種。方式，也可只設(shè)兩種。 6船舶處于最深航海吃水并以最大營(yíng)運(yùn)航速前進(jìn)船舶處于最深航海吃水并以最大營(yíng)運(yùn)航速前進(jìn)時(shí)，不僅能滿足舵自一舷時(shí)，不僅能滿足舵自一舷350轉(zhuǎn)至另一舷轉(zhuǎn)至另一舷350的最大舵的最大舵角要求，還應(yīng)滿足自任一舷角要求，還應(yīng)滿足自任一舷350轉(zhuǎn)至另一舷轉(zhuǎn)至另一舷300的時(shí)間的時(shí)間不超過不超過28s的轉(zhuǎn)舵速度要求。的轉(zhuǎn)舵速度要求。 電力拖動(dòng)電力拖動(dòng) 7 7舵角指示器指示舵角

9、的舵角指示器指示舵角的誤差應(yīng)不大于土誤差應(yīng)不大于土1 10 0。 8保護(hù)和報(bào)警裝置：保護(hù)和報(bào)警裝置：設(shè)有舵葉偏轉(zhuǎn)限位開設(shè)有舵葉偏轉(zhuǎn)限位開關(guān)，實(shí)現(xiàn)極限位置自動(dòng)停舵；電源失壓報(bào)警裝置；關(guān)，實(shí)現(xiàn)極限位置自動(dòng)停舵；電源失壓報(bào)警裝置；過載聲光報(bào)警，但過載聲光報(bào)警，但無(wú)過載保護(hù)裝置無(wú)過載保護(hù)裝置；采用自動(dòng)操；采用自動(dòng)操舵裝置時(shí)，應(yīng)設(shè)有航向超過允許偏差的自動(dòng)報(bào)警舵裝置時(shí)，應(yīng)設(shè)有航向超過允許偏差的自動(dòng)報(bào)警裝置。裝置。 電力拖動(dòng)電力拖動(dòng)三、舵機(jī)拖動(dòng)控制系統(tǒng)的維護(hù)三、舵機(jī)拖動(dòng)控制系統(tǒng)的維護(hù)開航備車時(shí)對(duì)舵開航備車時(shí)對(duì)舵對(duì)舵時(shí)應(yīng)注意以下各項(xiàng)：對(duì)舵時(shí)應(yīng)注意以下各項(xiàng)：（1 1）檢查操舵檢查操舵臺(tái)上的控制開關(guān)、按鈕、指示臺(tái)

10、上的控制開關(guān)、按鈕、指示燈及失壓、過載報(bào)警、聲光信號(hào)等裝置是否完燈及失壓、過載報(bào)警、聲光信號(hào)等裝置是否完整良好；整良好；（2）觀察兩舷供電觀察兩舷供電轉(zhuǎn)換使用情況，并用應(yīng)急轉(zhuǎn)換使用情況，并用應(yīng)急電源在駕駛室和舵機(jī)艙分別試操；電源在駕駛室和舵機(jī)艙分別試操； 電力拖動(dòng)電力拖動(dòng)（3）用各種操舵方式在各操作臺(tái)進(jìn)行操試用各種操舵方式在各操作臺(tái)進(jìn)行操試，檢查應(yīng)急舵操縱是否有效，觀察兩套機(jī)組工作是檢查應(yīng)急舵操縱是否有效，觀察兩套機(jī)組工作是否正常，自動(dòng)切換是否可靠，控制系統(tǒng)工作是否否正常，自動(dòng)切換是否可靠，控制系統(tǒng)工作是否正常，舵機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)部分是否靈活可靠；正常，舵機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)部分是否靈活可靠； （4）檢查

11、操舵器、舵角指示器與舵葉實(shí)際位）檢查操舵器、舵角指示器與舵葉實(shí)際位置的偏差，在正舵時(shí)，偏差應(yīng)為零，在大舵角置的偏差，在正舵時(shí)，偏差應(yīng)為零，在大舵角下，下，偏差應(yīng)不大于偏差應(yīng)不大于2； 電力拖動(dòng)電力拖動(dòng) （5）復(fù)查舵從一舷復(fù)查舵從一舷35轉(zhuǎn)至另一舷轉(zhuǎn)至另一舷30所需所需時(shí)間是否符合規(guī)定時(shí)間是否符合規(guī)定。檢查舵葉偏轉(zhuǎn)速度是否均。檢查舵葉偏轉(zhuǎn)速度是否均勻，轉(zhuǎn)舵時(shí)有無(wú)異常聲音、異?，F(xiàn)象等。勻，轉(zhuǎn)舵時(shí)有無(wú)異常聲音、異?，F(xiàn)象等。 2 2航行期間的巡視檢查航行期間的巡視檢查 巡視檢查應(yīng)包括下列內(nèi)容：巡視檢查應(yīng)包括下列內(nèi)容：（1 1）查看機(jī)組的運(yùn)行情況，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音、溫升；）查看機(jī)組的運(yùn)行情況，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)

12、的聲音、溫升；（2 2）檢查電磁閥、伺服馬達(dá)、限位開關(guān)等動(dòng)作是）檢查電磁閥、伺服馬達(dá)、限位開關(guān)等動(dòng)作是否可靠；否可靠；（3 3）觀察各儀表讀數(shù)、機(jī)組運(yùn)行指示、舵角指示）觀察各儀表讀數(shù)、機(jī)組運(yùn)行指示、舵角指示等裝置的工作是否正常；等裝置的工作是否正常；電力拖動(dòng)電力拖動(dòng)10.2 操舵方式及其基本工作原理操舵方式及其基本工作原理 單動(dòng)操舵也就是通過轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行的應(yīng)單動(dòng)操舵也就是通過轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行的應(yīng)急操舵。急操舵。 一、單動(dòng)操舵工作原理一、單動(dòng)操舵工作原理手動(dòng)操舵系統(tǒng)框圖手動(dòng)操舵系統(tǒng)框圖手柄手柄放大器放大器執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置舵葉舵葉人 單動(dòng)操舵的操作方法可以歸納為：手板舵動(dòng)，單動(dòng)操舵的操

13、作方法可以歸納為：手板舵動(dòng)，復(fù)零舵停；左舵左扳，回舵右扳；右舵右扳，回復(fù)零舵停；左舵左扳，回舵右扳；右舵右扳，回舵左扳。舵左扳。電力拖動(dòng)電力拖動(dòng) 進(jìn)行單動(dòng)操舵，操舵人員必須經(jīng)常觀察羅徑上航向指示及舵角指示器，再根據(jù)操舵要求扳動(dòng)操舵手柄，發(fā)出操舵信號(hào)。每轉(zhuǎn)舵一次，扳動(dòng)操舵手柄兩次（一次發(fā)出信號(hào)使舵偏轉(zhuǎn)，一次消除信號(hào)使舵停轉(zhuǎn)）。因此，這種操舵系統(tǒng)雖簡(jiǎn)單，但操舵人員勞動(dòng)強(qiáng)度大。 這種操舵方式僅適用于內(nèi)河小型船舶和作為這種操舵方式僅適用于內(nèi)河小型船舶和作為海船的應(yīng)急操舵方式。海船的應(yīng)急操舵方式。電力拖動(dòng)電力拖動(dòng)二、隨動(dòng)操舵工作方式二、隨動(dòng)操舵工作方式 船舶左偏航操右舵，舵輪操右舵，舵葉右偏，船舶左偏航

14、操右舵，舵輪操右舵，舵葉右偏，并自動(dòng)停在右舵上。為了減少航跡的振幅，船舶并自動(dòng)停在右舵上。為了減少航跡的振幅，船舶在返回正航向過程中，必須回舵。在返回正航向過程中，必須回舵。隨動(dòng)操舵的方法：隨動(dòng)操舵的方法： 隨動(dòng)控制已經(jīng)廣泛應(yīng)用于船舶舵機(jī)電力拖動(dòng)中，隨動(dòng)控制已經(jīng)廣泛應(yīng)用于船舶舵機(jī)電力拖動(dòng)中，它可以簡(jiǎn)化操舵工作，操舵人員不必不斷扳動(dòng)操它可以簡(jiǎn)化操舵工作，操舵人員不必不斷扳動(dòng)操舵手柄并連續(xù)查看舵角指示器。隨動(dòng)是自動(dòng)的基舵手柄并連續(xù)查看舵角指示器。隨動(dòng)是自動(dòng)的基礎(chǔ)。礎(chǔ)。電力拖動(dòng)電力拖動(dòng)隨動(dòng)操舵隨動(dòng)操舵是舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)的角度能自動(dòng)跟蹤手輪發(fā)出的操舵角是舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)的角度能自動(dòng)跟蹤手輪發(fā)出的操舵角度，即舵角能自動(dòng)

15、停止在指令角度上。隨動(dòng)操舵是典型的位置度，即舵角能自動(dòng)停止在指令角度上。隨動(dòng)操舵是典型的位置(Position)隨動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)質(zhì)上也是自動(dòng)調(diào)節(jié)舵葉角位移的反饋系統(tǒng)。隨動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)質(zhì)上也是自動(dòng)調(diào)節(jié)舵葉角位移的反饋系統(tǒng)。舵葉的偏轉(zhuǎn)角，模仿復(fù)制了操舵手輪的偏轉(zhuǎn)角，按被調(diào)節(jié)量舵葉的偏轉(zhuǎn)角，模仿復(fù)制了操舵手輪的偏轉(zhuǎn)角，按被調(diào)節(jié)量(舵角舵角)與手輪給定值的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)。系統(tǒng)中主要有檢測(cè)和轉(zhuǎn)換裝置、比與手輪給定值的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)。系統(tǒng)中主要有檢測(cè)和轉(zhuǎn)換裝置、比較裝置較裝置(誤差檢測(cè)誤差檢測(cè))、放大裝置、放大裝置(Magnify equipment)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及調(diào)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及調(diào)節(jié)對(duì)象節(jié)對(duì)象(舵葉舵葉)等五個(gè)部分。等

16、五個(gè)部分。手輪手輪放大器放大器執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)量機(jī)構(gòu)舵舵人人舵角舵角隨動(dòng)操舵系統(tǒng)框圖隨動(dòng)操舵系統(tǒng)框圖電力拖動(dòng)電力拖動(dòng)三、自動(dòng)操舵工作原理三、自動(dòng)操舵工作原理當(dāng)船舶沿給定航向航行當(dāng)船舶沿給定航向航行(Navigate)(Navigate)，舵葉在艏艉線上，舵葉在艏艉線上，當(dāng)受到風(fēng)、流當(dāng)受到風(fēng)、流等外界干擾而向右或左偏轉(zhuǎn)離開正航向某一個(gè)等外界干擾而向右或左偏轉(zhuǎn)離開正航向某一個(gè)角度時(shí)，要使船舶保持給定航向，就必須經(jīng)常操舵。自動(dòng)操角度時(shí)，要使船舶保持給定航向，就必須經(jīng)常操舵。自動(dòng)操舵是用電羅經(jīng)與自控裝置代替人發(fā)出轉(zhuǎn)舵信號(hào)，只要一次給舵是用電羅經(jīng)與自控裝置代替人發(fā)出轉(zhuǎn)舵信號(hào)，只要一次給定航向，

17、再不需要人工經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)舵輪就能使船舶自動(dòng)保持在定航向，再不需要人工經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)舵輪就能使船舶自動(dòng)保持在給定航向上航行。給定航向上航行。自動(dòng)舵使船舶航行的自動(dòng)舵使船舶航行的S S型航跡幅度減小，從而提高實(shí)際型航跡幅度減小，從而提高實(shí)際航速，縮短了航行時(shí)間，加快航速，縮短了航行時(shí)間，加快船舶的運(yùn)轉(zhuǎn)周期。船舶的運(yùn)轉(zhuǎn)周期。電力拖動(dòng)電力拖動(dòng)反饋機(jī)構(gòu)：航向反饋機(jī)構(gòu)：航向反饋反饋和舵角反饋機(jī)構(gòu)。和舵角反饋機(jī)構(gòu)。電羅經(jīng)是檢測(cè)元件，也是比較環(huán)節(jié)。電羅經(jīng)是檢測(cè)元件，也是比較環(huán)節(jié)。比較元件：由兩個(gè)導(dǎo)電半圓環(huán)和滾輪所構(gòu)成的部件。比較元件：由兩個(gè)導(dǎo)電半圓環(huán)和滾輪所構(gòu)成的部件。變換器：把角差信號(hào)變換為發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。變換器：

18、把角差信號(hào)變換為發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。放大環(huán)節(jié)：直流發(fā)電機(jī)放大環(huán)節(jié)：直流發(fā)電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)M。圖圖11-2-7自動(dòng)操舵系統(tǒng)框圖自動(dòng)操舵系統(tǒng)框圖電羅經(jīng)電羅經(jīng)控制器控制器變換元件變換元件舵舵給定航向給定航向執(zhí)行元件執(zhí)行元件船船干擾干擾航向反饋航向反饋舵角反饋舵角反饋電力拖動(dòng)電力拖動(dòng)10.3 自動(dòng)舵的基本類型及其調(diào)節(jié)規(guī)律自動(dòng)舵的基本類型及其調(diào)節(jié)規(guī)律 K1過大，使船回轉(zhuǎn)過頭，穩(wěn)定性變壞，還會(huì)降低航速。過大，使船回轉(zhuǎn)過頭，穩(wěn)定性變壞，還會(huì)降低航速。一、自動(dòng)舵的基本類型及其調(diào)節(jié)規(guī)律一、自動(dòng)舵的基本類型及其調(diào)節(jié)規(guī)律基本閉環(huán)調(diào)節(jié)規(guī)律可分為三種基本閉環(huán)調(diào)節(jié)規(guī)律可分為三種1比例舵比

19、例舵以船舶偏航角以船舶偏航角的大小按比例給偏舵角的大小按比例給偏舵角，即，即= K1K1為比例系數(shù)，負(fù)號(hào)表示偏舵的方向是消除偏為比例系數(shù)，負(fù)號(hào)表示偏舵的方向是消除偏K1過小，不能產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)船力矩，回轉(zhuǎn)性能不好。過小，不能產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)船力矩，回轉(zhuǎn)性能不好。電力拖動(dòng)電力拖動(dòng) 加入微分環(huán)節(jié)后使得系統(tǒng)具有加入微分環(huán)節(jié)后使得系統(tǒng)具有“超前超前”的校的校正控制作用。提高系統(tǒng)的靈敏度。正控制作用。提高系統(tǒng)的靈敏度。2比例比例微分舵微分舵 以船舶偏航角以船舶偏航角和偏航角速度和偏航角速度d/ d t按比例給按比例給出偏舵角出偏舵角，即，即= （K1+K2d/d t ）K2是微分系數(shù)。是微分系數(shù)。即偏航時(shí)提前

20、施以最大舵角，阻止船舶進(jìn)一步偏航；回航時(shí)即偏航時(shí)提前施以最大舵角，阻止船舶進(jìn)一步偏航；回航時(shí)提前施以反舵角，以防止船舶因慣性向反方向偏航。提前施以反舵角，以防止船舶因慣性向反方向偏航。電力拖動(dòng)電力拖動(dòng) 積分環(huán)節(jié)的積分環(huán)節(jié)的作用作用在于消除船舶由于船型不對(duì)在于消除船舶由于船型不對(duì)稱、螺旋漿不對(duì)稱或船舶單側(cè)風(fēng)、水流的影響使稱、螺旋漿不對(duì)稱或船舶單側(cè)風(fēng)、水流的影響使偏航角在不靈敏區(qū)所引起的偏航角在不靈敏區(qū)所引起的橫向移動(dòng)距離橫向移動(dòng)距離。（不。（不靈敏區(qū)是在靈敏區(qū)是在較小時(shí)，自動(dòng)舵是不調(diào)節(jié)的）較小時(shí)，自動(dòng)舵是不調(diào)節(jié)的）3比例比例微分微分積分舵積分舵 其調(diào)節(jié)規(guī)律是以船舶偏航角其調(diào)節(jié)規(guī)律是以船舶偏航角、

21、偏航角速度、偏航角速度d/ d t和偏航角的積分和偏航角的積分d t按比例給出偏舵角按比例給出偏舵角，即，即= （K1+K2d/d t + K3d t）K3是積分系數(shù)。是積分系數(shù)。電力拖動(dòng)電力拖動(dòng)天氣調(diào)節(jié)（靈敏度調(diào)節(jié)）天氣調(diào)節(jié)（靈敏度調(diào)節(jié)）：能使自動(dòng)舵開始動(dòng)作的：能使自動(dòng)舵開始動(dòng)作的偏航角稱為靈敏度，天氣條件不同靈敏度要求不同。偏航角稱為靈敏度，天氣條件不同靈敏度要求不同。航向調(diào)節(jié)即小航角改變?cè)O(shè)定航向的調(diào)節(jié)航向調(diào)節(jié)即小航角改變?cè)O(shè)定航向的調(diào)節(jié)，目前的系，目前的系統(tǒng)已經(jīng)可以做到隨意改變航向。統(tǒng)已經(jīng)可以做到隨意改變航向。比例調(diào)節(jié)比例調(diào)節(jié)：根據(jù)船舶大小、船型、裝載情況及航：根據(jù)船舶大小、船型、裝載情況及航速來選擇舵角比例系數(shù)。速來選擇舵角比例系數(shù)。二、自動(dòng)舵的基本要求二、自動(dòng)舵的基本要求電力拖動(dòng)電力拖動(dòng)穩(wěn)舵角調(diào)節(jié)（又稱反舵角調(diào)節(jié)）穩(wěn)舵角調(diào)節(jié)（又稱反舵角調(diào)節(jié)）：船舶在舵的作用船舶在舵的作用下返回給定航向