本發(fā)明專利技術(shù)提供一種艉軸雙螺旋槳電力推進(jìn)船舶的舵效補(bǔ)償控制裝置，通過(guò)檢測(cè)左右舷螺旋槳的轉(zhuǎn)速和船舶航速，實(shí)時(shí)計(jì)算雙槳推力差及其等價(jià)偏舵值，自動(dòng)給出合適的舵效補(bǔ)償量，以替代人工壓舵。本發(fā)明專利技術(shù)還提供一種舵效補(bǔ)償控制方法。本發(fā)明專利技術(shù)的舵效補(bǔ)償控制裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能方便地與現(xiàn)有各種類型的船舶操舵系統(tǒng)連接。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及船舶制造領(lǐng)域，具體涉及艉軸雙螺旋·槳電力推進(jìn)船舶的舵效補(bǔ)償系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
電力推進(jìn)是一種先進(jìn)的船舶推進(jìn)方式，是以電動(dòng)機(jī)作為推進(jìn)動(dòng)力裝置替代常規(guī)柴油機(jī)推進(jìn)動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)螺旋槳，從而實(shí)現(xiàn)船舶推進(jìn)。這種推進(jìn)方式能夠顯著提高船舶的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能，具有節(jié)能環(huán)保、操縱動(dòng)力性良好的特點(diǎn)。船舶電力推進(jìn)的典型結(jié)構(gòu)型式主要有艉軸螺旋槳推進(jìn)方式和可回轉(zhuǎn)螺旋槳推進(jìn)方式二種，且多為左右舷螺旋槳對(duì)稱布置，以提高船舶的操縱性能和動(dòng)力性能。對(duì)于艉軸螺旋槳推進(jìn)方式的電力推進(jìn)船舶，在左右舷螺旋槳對(duì)稱布置作用下，船舶正常航行時(shí)，如果左右舷雙槳的轉(zhuǎn)速控制相同，產(chǎn)生的推進(jìn)力也相同，船舶按給定航向航行。但是，當(dāng)電力推進(jìn)系統(tǒng)因某種原因(如設(shè)備故障等)而造成左右舷螺旋槳的轉(zhuǎn)速不等時(shí) (出現(xiàn)轉(zhuǎn)速差)，左右舷螺旋槳的推力亦不等(出現(xiàn)推力差)，產(chǎn)生等價(jià)偏舵效應(yīng)，這種偏舵效應(yīng)所形成的轉(zhuǎn)船力矩將使船舶偏離給定航向，從而影響船舶的安全航行。通常情況下，為了消除這種因艉軸雙槳轉(zhuǎn)速差(推力差)而產(chǎn)生的偏舵效應(yīng)，須通過(guò)操舵裝置的人工壓舵環(huán)節(jié)，由人工壓舵角來(lái)抵消這種偏舵效應(yīng)，以保證船舶的安全航行。 但是，人工壓舵的顯著缺點(diǎn)是，等價(jià)偏舵效應(yīng)的判定主要依靠船舶駕駛?cè)藛T的經(jīng)驗(yàn)，且當(dāng)左右舷螺旋槳的轉(zhuǎn)速差(推力差)變化時(shí)，需要重設(shè)壓舵值，給船舶操縱帶來(lái)了額外負(fù)擔(dān)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決上述問(wèn)題，本專利技術(shù)提出一種艉軸雙螺旋槳電力推進(jìn)船舶的舵效補(bǔ)償控制裝置，通過(guò)檢測(cè)左右舷螺旋槳的轉(zhuǎn)速和船舶航速，實(shí)時(shí)計(jì)算雙槳推力差及其等價(jià)偏舵值，自動(dòng)給出合適的舵效補(bǔ)償量，以替代人工壓舵。本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下所述。一種艉軸雙螺旋槳電力推進(jìn)船舶的舵效補(bǔ)償控制裝置，該裝置包含下述模塊輸入/輸出通道，其用于連接外部信號(hào)，信號(hào)分別來(lái)自操舵手輪的指令舵角δ * ； 經(jīng)舵效補(bǔ)償，疊加\后輸出給操舵控制系統(tǒng)，作為實(shí)際指令舵角(δ'δ'δ,);來(lái)自轉(zhuǎn)速傳感器的左舷螺旋槳轉(zhuǎn)速信號(hào)Ii1 ;來(lái)自轉(zhuǎn)速傳感器的右舷螺旋槳轉(zhuǎn)速信號(hào)η2 ;來(lái)自航速傳感器的船舶航速信號(hào)V ；補(bǔ)償運(yùn)算電路，該電路包括二個(gè)運(yùn)算單兀，分別是左航和右航螺旋獎(jiǎng)推力差估算單元、偏舵估算單元和比例限幅單元；推力差估算單元的輸入為左右舷螺旋槳的實(shí)際轉(zhuǎn)速 H1和η2，輸出為左右舷螺旋槳轉(zhuǎn)速不等而造成的推力差Λ P，推力差估算單元輸出的推力差為AP = Kp(nf-n22)(I)式中Kp為推力差系數(shù)；偏舵估算單元的輸入為推力差Λ P和船舶航速V，輸出為等價(jià)偏舵值Sd = KdKpinl -n;)v(2)式中Kd為等價(jià)偏舵系數(shù)；比例限幅單元的輸出為舵效補(bǔ)償舵角權(quán)利要求1.一種艉軸雙螺旋槳電力推進(jìn)船舶的舵效補(bǔ)償控制裝置，該裝置包含下述模塊輸入/輸出通道，其用于連接外部信號(hào)，信號(hào)分別來(lái)自操舵手輪的指令舵角S *;經(jīng)舵效補(bǔ)償，疊加八后輸出給操舵控制系統(tǒng)，作為實(shí)際指令舵角S來(lái)自轉(zhuǎn)速傳感器的左舷螺旋槳轉(zhuǎn)速信號(hào)Ii1 ;來(lái)自轉(zhuǎn)速傳感器的右舷螺旋槳轉(zhuǎn)速信號(hào)n2 ;來(lái)自航速傳感器的船舶航速信號(hào)V ;補(bǔ)償運(yùn)算電路，該電路包括三個(gè)運(yùn)算單元，分別是左舷和右舷螺旋槳推力差估算單元、 偏舵估算單元和比例限幅單元；推力差估算單元的輸入為左右舷螺旋槳的實(shí)際轉(zhuǎn)速H1和 n2，輸出為左右舷螺旋槳轉(zhuǎn)速不等而造成的推力差Λ P，推力差估算單元輸出的推力差為 AP ^ KpQi; -H22)⑴式中Kp為推力差系數(shù)；偏舵估算單元的輸入為推力差△ P和船舶航速V，輸出為等價(jià)偏ffC值 Sd= KdKP(n^-m)v(2)式中Kd為等價(jià)偏舵系數(shù)；比例限幅單元的輸出為舵效補(bǔ)償舵角式中Ks為舵效系數(shù)，可通過(guò)設(shè)定面板的比例增益旋鈕調(diào)節(jié)其大小；AS為最大補(bǔ)償量限制值，通過(guò)設(shè)定面板的最大補(bǔ)償量旋鈕調(diào)節(jié)其大小；設(shè)定面板用于舵效補(bǔ)償切換以及控制參數(shù)的設(shè)定，包括補(bǔ)償切換開關(guān)當(dāng)補(bǔ)償切換開關(guān)在“I”位置時(shí)，切除舵效補(bǔ)償；在“2”位置時(shí)，接通補(bǔ)償運(yùn)算電路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)舵效補(bǔ)償；在 “3”位置時(shí)，接通手動(dòng)舵效補(bǔ)償環(huán)節(jié)；手動(dòng)補(bǔ)償設(shè)定旋鈕通過(guò)電位器調(diào)整，人工設(shè)定舵效補(bǔ)償量Sb=Sh;比例增益調(diào)節(jié)旋鈕通過(guò)電位器調(diào)整，調(diào)節(jié)公式(3)中的Ks，實(shí)現(xiàn)舵效補(bǔ)償舵角的比例增益調(diào)節(jié)；最大補(bǔ)償量限制旋鈕通過(guò)電位器通啊胖子節(jié)鞒，調(diào)節(jié)公式(3)中的As，實(shí)現(xiàn)最大舵效補(bǔ)償舵角的限制。2.如權(quán)利要求1所述的舵效補(bǔ)償控制裝置，其特征在于，所述的比例限幅單元中，當(dāng) KsKdKp{n] -> 4s時(shí)，取 δ b=A s。3.—種如權(quán)利要求1所述的舵效補(bǔ)償控制裝置的舵效補(bǔ)償控制方法，其特征在于，通過(guò)檢測(cè)左右舷螺旋槳的轉(zhuǎn)速H1和H2以及船舶航速V，實(shí)時(shí)計(jì)算出左右舷螺旋槳的推力差 ΛΡ及其等價(jià)偏舵值Sd，自動(dòng)給出合適的舵效補(bǔ)償量Sb，將此舵效補(bǔ)償量Sb疊加到指令舵角上，得到的δ #= δ δ b作為實(shí)際的指令舵角輸出給操舵系統(tǒng)，從而使操舵系統(tǒng)的舵角控制給出的操舵信號(hào)中包含了抵消雙槳轉(zhuǎn)速差造成的偏舵效應(yīng)。全文摘要本專利技術(shù)提供一種艉軸雙螺旋槳電力推進(jìn)船舶的舵效補(bǔ)償控制裝置，通過(guò)檢測(cè)左右舷螺旋槳的轉(zhuǎn)速和船舶航速，實(shí)時(shí)計(jì)算雙槳推力差及其等價(jià)偏舵值，自動(dòng)給出合適的舵效補(bǔ)償量，以替代人工壓舵。本專利技術(shù)還提供一種舵效補(bǔ)償控制方法。本專利技術(shù)的舵效補(bǔ)償控制裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能方便地與現(xiàn)有各種類型的船舶操舵系統(tǒng)連接。文檔編號(hào)B63H25/00GK102991662SQ20121056763公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日專利技術(shù)者顧偉, 牛王強(qiáng), 周賢文, 劉昭, 張燕, 莫?jiǎng)Χ?申請(qǐng)人:上海海事大學(xué)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種艉軸雙螺旋槳電力推進(jìn)船舶的舵效補(bǔ)償控制裝置，該裝置包含下述模塊：輸入/輸出通道，其用于連接外部信號(hào)，信號(hào)分別來(lái)自操舵手輪的指令舵角δ*；經(jīng)舵效補(bǔ)償，疊加δb后輸出給操舵控制系統(tǒng)，作為實(shí)際指令舵角δ**；來(lái)自轉(zhuǎn)速傳感器的左舷螺旋槳轉(zhuǎn)速信號(hào)n1；來(lái)自轉(zhuǎn)速傳感器的右舷螺旋槳轉(zhuǎn)速信號(hào)n2；來(lái)自航速傳感器的船舶航速信號(hào)v；補(bǔ)償運(yùn)算電路，該電路包括三個(gè)運(yùn)算單元，分別是左舷和右舷螺旋槳推力差估算單元、偏舵估算單元和比例限幅單元；推力差估算單元的輸入為左右舷螺旋槳的實(shí)際轉(zhuǎn)速n1和n2，輸出為左右舷螺旋槳轉(zhuǎn)速不等而造成的推力差ΔP，推力差估算單元輸出的推力差為ΔP=KP(n12-n22)---(1)式中KP為推力差系數(shù)；偏舵估算單元的輸入為推力差ΔP和船舶航速v，輸出為等價(jià)偏舵值δd=KdKP(n12-n22)v---(2)式中Kd為等價(jià)偏舵系數(shù)；比例限幅單元的輸出為舵效補(bǔ)償舵角δb=KδKdKP(n12-n22)vAδ---(3)式中Kδ為舵效系數(shù)，可通過(guò)設(shè)定面板的比例增益旋鈕調(diào)節(jié)其大小；Aδ為最大補(bǔ)償量限制值，通過(guò)設(shè)定面板的最大補(bǔ)償量旋鈕調(diào)節(jié)其大小；設(shè)定面板用于舵效補(bǔ)償切換以及控制參數(shù)的設(shè)定，包括補(bǔ)償切換開關(guān)：當(dāng)補(bǔ)償切換開關(guān)在“1”位置時(shí)，切除舵效補(bǔ)償；在“2”位置時(shí)，接通補(bǔ)償運(yùn)算電路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)舵效補(bǔ)償；在“3”位置時(shí)，接通手動(dòng)舵效補(bǔ)償環(huán)節(jié)；手動(dòng)補(bǔ)償設(shè)定旋鈕：通過(guò)電位器調(diào)整，人工設(shè)定舵效補(bǔ)償量δb=δh；比例增益調(diào)節(jié)旋鈕：通過(guò)電位器調(diào)整，調(diào)節(jié)公式（3）中的Kδ，實(shí)現(xiàn)舵效補(bǔ)償舵角的比例增益調(diào)節(jié)；最大補(bǔ)償量限制旋鈕：通過(guò)電位器通啊胖子節(jié)鞥，調(diào)節(jié)公式（3）中的Aδ，實(shí)現(xiàn)最大舵效補(bǔ)償舵角的限制。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：顧偉，牛王強(qiáng)，周賢文，劉昭，張燕，莫?jiǎng)Χ?/a>，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海海事大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。