自动舵
自动舵的名词解释
自动舵的名词解释
1。
灵敏度—当船舶偏离航向时，自动舵能立即投入工作,使舵叶偏转一定角度的最小偏航角度（一般规定0.2～0.50）。
灵敏度调节，又称为“天气调节”。
依据天气和海况而定。
好天时，灵敏度调节得高，保证船舶有较高的航向精度。
坏天时，灵敏度调节得低，防止自动舵操纵过于频繁，影响舵机寿命。
2。
稳舵角—又称“反舵角”，“制动舵角”、“阻尼舵角”“纠偏舵角”。
船舶在舵的作用下返回到给定航向时，由于船舶的惯性，可能向另一方向
偏航。
为了使船舶恰好回到给定航向而又不超过，此时舵必须向另一舷转
过一个小角度抵抗船舶的惯性。
“反舵角”调节，又称“微分”调节。
自动舵使船舶返回到给定航向的过程中，为了使船舶的行踪作“S”型衰
减震荡，并能尽快的稳定下来，自动舵系统就必须给出“反舵角”。
“反舵角”的调节，依据船型、装载等情况所决定的惯性力和天气情况而定。
3。
压舵—由于船舶在航行中受到不对称的外界干扰（如一舷受风浪，螺旋桨不对称，装载量不对称等因素），会产生一舷的持续力矩，船舶将产生不对称偏航。
为此，
必须使舵偏离首尾线一个角度，来抵消另一舷的持续力矩。
“压舵”调节，又称“偏航”调节，“积分舵”调节、或“人工压舵”调节。
4。
舵角比例调节—即偏舵角与偏航角之比。
舵角比例过小时，转船力矩小，回转性能差。
舵角比例过大时，转船力矩大，可能使船舶回转过头，稳定性差，并会降低航速。
5。
航向调节—用于船舶在使用自动舵航行时，改变船舶的给定航向，使船舶按照新的航向航行。
船舶自动舵知识
R
U
*
kU
R
+ R -+
U -
UC
M
U K
U
U
UC
(U
UC ) U
或
U
U
UC
U K
M
UC
四、自动操舵仪中的常用调节环节 1、比例舵角调节 2、反舵角调节（微分舵，制动舵，纠偏舵） 3、灵敏度调节。天气调节。调节规律为：风平浪静， 灵敏度高；大风大浪，灵敏度低。 4、航向调节。用于自动航行中改变航向。 5、罗经匹配旋钮。 6、自动、随动、应急操舵转换开关。 7、航向警报消音按钮。
Eref
7 Ein
R12
Rf Uout
R11
负半周
D3 r
－5 Eref
Ein 6＋ － －＋ Eref
＋7 D6
i1 if
R12 Rf
R11
i3 i2 r
方程组
• Eref+Ein=i1*r+if(R+Rf) • Eref-Ein=i2*r-i3*R • i3*R-if(R+Rf) =0 • if+i3+i2＝i1
k
p
kD
d
dt
kI
dt
其中比例和微分控制规律如前所述。这里的积分控制主要 功能是要消除单向航向静差。当这种单向航向偏差出现在 灵敏度以内时，将不会引起动舵。但这种灵敏度以内的小 角度偏航，随着航行时间的增长，将引起船舶较大的偏航。 积分环节的作用就是要将这种小角度偏航进行积累，当积 累的偏航角度超过灵敏度时，给出一个纠偏舵角，此舵角 即为积分舵角。
接电反馈装置
夜控旁通阀： 旁通油、路隔锁断闭液压阀缸
驾 锁驶 闭台 油操 路 舵 锁电 闭信 备号 用油路
REACTOR 40 机械自动舵安装说明书
REACTOR™ 40 机械安装说明重要安全信息和其他重要信息。
您有责任安全、谨慎地操作您的船只。
自动舵是一种可以增强船只操作能力的工具。
这并不能减轻您确保船只安全运作的责任。
避免导航危险，确保不会发生无人掌舵的状态。
总是为迅速重新手动控制您的船只做好准备。
学会在平静、没有危险的开阔海面上操作自动舵。
在海上临近危险区域（如靠近船坞、搁浅和其他船只）操作时需小心谨慎。
使用时，请注意运转部件造成的卷入或挤压风险。
没有按照这些使用说明安装和维修此设备会导致破损或伤害。
注意为避免损坏船只，应由合格的海事安装人员安装自动舵系统。
必须具备具体的海洋转向及电气系统方面的知识，才能正确安装。
安装准备自动舵系统包含多个组件。
您应该先熟悉所有组件安装和连接注意事项，再开始安装。
您必须知道组件如何相互配合工作，以正确计划在船只上进行安装。
您可以参考布局图以帮助理解安装和连接注意事项。
在计划安装过程中，应该将所有组件摆放在船只上，以确保缆线可以连接各组件。
如果需要，可从 Garmin®经销商或购买各组件的延长线（单独出售）。
您应该记录每个组件的序列号，以用于注册和保修。
需要的工具和用品•护目镜•钻机和钻头•90 毫米（3.5 英寸）孔锯或旋转工具（用于安装可选的舵控制器）•钢丝钳/剥线钳•十字螺丝刀和一字螺丝刀•扎线带•防水电线接头（接线螺帽）或热缩管和热风枪•海事密封剂•便捷式或手持罗盘（用于测试电磁干扰）注：为自动舵系统的主要组件提供了安装螺钉。
如果随附的螺钉不适合安装表面，则必须提供正确类型的螺钉。
电源和数据布局着火或过热导致的伤害或产品损坏，必须按产品规格中的指示使用合适的保险丝。
此外，如果连接电源线时不使用合适的保险丝，将失去获得相关保修的权利。
2019 四月组件布局单舵布局注：此图仅用于规划。
如果需要，每个组件的详细安装说明包括了特定连接图。
安装和连接注意事项自动舵组件使用随附的缆线互相连接并连接至电源。
舵设备与操舵 自动舵3
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。
PR-6000-DW东京机器自动舵介绍
PR-6000-DW自动舵TokyoKeiki PR-6000DW自动舵作为一款简便的操纵仪，具有4种操作模式，可以通过右下角的选择开关来选择：远程遥控模式（RC：此模式具有2种模式：1-REMOTE CNTROLl 2-NAV），手动操纵(HAND)、应急操纵（NFU）、自动操纵（AUTO：此模式具有2种模式：1-ADPT、2-PID）。
具有双重模式的自适应舵具有两套完整的系统,通过系统选择开关有以下几档：左侧NO.1-ON中间-OFF右侧-NO.2，当开关转至所需运行的模式时，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。
简单的操作模式肯定是建于比较先进的技术支持以及硬件上的下面就来简单介绍下自动的组成以及工作原理一：组成1：AUTO PILOT STAND （自动舵操作模块，可以在上面选着运行模式，接收发送信号，查看报警，以及一些简单的设置）2：GYRO COMPASS（电罗经，提供船的真实方位以及提供给自动舵自动导航基数）3：CONTROL BOX（控制箱，接收并反馈处理操舵信号）4：REPETER BACK UNIT（反馈单元，反馈比较信号给操舵台使舵角度数得到精确化处理）二：操作使用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，它能使船舶精确维持航向并且在各种情况下使船在航行中自动计算出最省油的操纵。
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。
为了使自动舵具备航向精准性和燃料节省性PR-6000自动舵带有以下的功能：1控制操纵装置运用的是一套微处理器2基本控制方式是自适应控制系统反馈模型3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。
4 AUTO模式下的ADNPT状态适用于各种海况：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。
自动舵
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PR-6000-ZZ操作规程
自动舵操作程序1．启动步骤（1）确保电罗经指向船的首向。
（2）确保舵机系统已经开启，并已完全作好准备启动自动操舵。
（3）打开电源开关。
（4）打开电源后，系统处于待机状态。
此时，确保显示的航向与电罗经的航向保持一致，没有警报产生。
（5）根据操舵系统的操作步骤转换到自动操舵模式。
若系统有警报产生，则无法实现转换。
（6）当转换到自动操舵模式时，航向控制单元的“ENABLE”灯亮起，表示自动操舵模式，此时，当前的航向即为预定航向。
（模式显示变为A）2. 停止步骤（1）必须确保在航行状态下实现从自动操舵模式到舵机系统操舵的转换。
（2）在转换到舵机系统操舵以后，当确认可以由舵机系统操舵时，关掉电源开关。
3．注意事项（1）从手动操舵模式转换到自动操舵模式之前，确保舵角为零（2）在被限制的海域或狭窄的海峡航行时，不要使用自动操舵模式（3）要时刻保持监控船舶航行，特别是在自动操舵模式下（4）如果电罗经出现一些异常情况，不要继续使用自动操舵（5）当出现“PWR FAIL”（本系统主电源异常）时，立刻停止使用自动操舵模式（6）当出现“DC FAIL”（24V直流电源异常）时也要停止使用自动操舵模式1.打开操舵仪电源，打开舵角指示器电源。
2.旋转“泵机选择”，可选择 1#泵或者2#泵。
3.旋转“操舵模式”可选择：(1)随动模式：是指驾驶人员操纵舵轮发出转舵指令，使舵自动跟踪到达指令位置。
(2)手动模式：是指驾驶人员操纵“手柄操舵“发出指令，使舵自动跟踪到达指令位置。
(3)副站模式：是指配置在驾驶两翼的操舵装置。
(4)自动模式：操舵仪工作于自动操舵方式。
4．自动操舵⑴将“操舵模式”转换到“自动”。
⑵灵敏度：根据海况，适当调节灵敏度，逆时针旋转灵敏度调节旋钮到头，灵敏度调为“自动”。
⑶舵角比：通常舵角比设置于1-1.5位置，最佳舵角比的设定值取决于船型、舵的性能、船速等。
⑷挡舵：是根据载重情况设定，满载时置于较大数值，压载/轻载时置于较小数值。
PT70自动舵中文说明书
PT-70自动舵一、控制台控制台顶盘台自动舵单元（MPB351）罗经复示器舵（MKR051）信号单元（MPH617）开关单元（MPH732）开关单元（MPH731）手动舵单元（MPB345）台内单元分单元（MPC145）主罗经（MKMXXX-X）罗经复示器转盘（MKR051）信号单元（PH617）自动舵单元（MPB351）开关单元（MPH731）开关单元（MPH732）手动舵单元（MPB354）二、独立单元和其功能1、自动舵单元（MPB351）1）数据显示显示各种变化设置数据和报警功能。
2）罗经选择键此键用于选择罗经。
3）辅助罗经选择键此键用于选择辅助罗经。
如果辅助罗经没连，此键无用。
4）蜂鸣器停止键在事故报警或开机自检响时按此键停止蜂鸣器声，同时允许报警项目检测。
5）舵角限制设置键按此键可以设置舵角控制自动舵限制角，当达到限制后，在数据显示器上显示“LIMIT”或“LIMIT ”。
6）偏航报警设置键此键用于设置偏航角用于检测偏航报警。
如辅助罗经没接，此功能无用。
7）参数设置键此键用于设置亮度、对比度、舵控制、船体参数等。
8）数据上/下键按此键可以调整设定的值。
9）确认键此键用于确认设定的项目和值。
10）航向设置旋钮航向能够通过压住并旋转此键进行调整.一圈可以调25度,顺时针时增加，逆时针时则减少。
11）船首读出键在自动舵功能下，按此键所显示的船首方位作为设定航向值。
12）设定的航向显示显示当前设定的航向。
13）航向改变控制模式选择键此键用于选择自动航向改变控制模式。
2、手动动驾驶单元操舵分罗经指示单元操舵方式开关单元（MPH731）自动舵单元开关单元1） 舵角显示器舵角显示器显示在手动驾驶时的舵角。
2） 亮度用于调整驾驶角显示器灯的亮度 3） 舵角显示灯：左舵时灯亮 ：右舵时灯亮3、 操舵分罗经操舵分罗经显示船的航向。
它的内刻度盘示值精度为0.X° 。
1）度盘操舵分罗经由罗经同步马达驱动，刻度盘包括360° 的外刻度盘和10° 的内刻度盘。
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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
积分输出
热敏电阻
UC 电源
3、在舵角反馈回路设置微分环节 R
6、设舵机失电报警和舵机电动机过载报警，但不设 过载保护。
7、在船舶高速满载情况下，舵应能自一舷35°转至 另一舷35°。且所需时间不超过28秒。辅助舵机小 于60秒。 9、在驾驶台设有舵角指示器，其与操舵指令和实际 舵角的误差＜1°。
10、自动操舵仪应具有自动、随动和应急三种操舵 方式，且能方便转换和相互联锁。 11、舵杆直径>230mm的舵机，45s内提供替代动力； 1万Gt以上工作 30min, 其他工作10min。
* kU U
+
R
R
U K
- +
U
UC
U K U U U C (U U C ) U
或
M
M
U U UC
UC
四、自动操舵仪中的常用调节环节 1、比例舵角调节 2、反舵角调节（微分舵，制动舵，纠偏舵） 3、灵敏度调节。天气调节。调节规律为：风平浪静， 灵敏度高；大风大浪，灵敏度低。
其方框图如下：
φ* Δφ
PD控制器
β* -
舵机控制器
舵机
β
φ
船舶
舵角反馈
航向反馈
2、在舵角反馈回路设置比例、积分环节
φ* -
Δφ
航向控制器
β* -
舵机控制器
舵机
β
φ
船舶
比例积分
航向反馈
3、“游隙”机构的作用
φ* Δφ
航向控制器
β*
舵机控制器
舵机
β
φ
船舶
-
舵角反馈
航向反馈
主驱轴
从动轴
0
§4-3自动操舵的工作原理 一、人工操舵的一般规律
360
270
90
180
二、自动操舵原理及方框图 常规自动操舵通常是指用电罗经或磁罗经检测航向 偏差，在通过航向控制器进行舵角操纵，达到航向 纠偏。其控制方框图如下： φ* Δφ
航向控制器
β* -
舵角控制器
舵机
β
φ
船舶
舵角反馈
航向反馈
§ 4-4 自动舵的执行机构
舵角反馈信号
§4-6 典型线路分析-安修斯自动舵
一、安修斯自动舵的特点及性能 1、属比例、微分、积分型航向控制系统 2、有自动和随动两种操舵方式。无应急操舵。 3、自动和随动操舵系统各自独立。除液压舵机的 控制电磁阀共用外，其信号传递、综合、变换均采 用两个通道，由选择开关进行选择和联锁。提高了 可靠性。
二、阀控型液压舵机 使用单向定量油泵，转舵靠驾驶台遥控换向 阀实现，油泵排油回泵的进口或回油箱。 特点：系统简单，造价低；冲击大，可靠性 差，油液发热量大，经济性差。
接电反馈装置
缺点：
1.液压伺服系 统故障率大 2.转换遥控系 统时间长
夜控旁通阀：
旁通、隔断液压缸 油路锁闭阀 驾驶台操 锁闭油路 舵电信号 锁闭备用油路
二、按比例、微分控制的自动操舵
d ( k p k d ) dt
式中，
d d d dt dt dt
*
则，
d k p kd dt
0
*
d dt
t
d kd dt
k p
t
实现比例、微分控制的方案 1、航向控制器为运算放大器组成的比例、微分调节器
安全阀： 伺服 溢流节流阀： 调速
活塞最大输出力
§4-4 自动操舵的控制规律
一、按比例控制的自动操舵
k p
式中 *
Kp随船型而不同，对万吨船来说，一般为2~3， 即偏航1°时，偏舵角为2~3°。比例系数过大， 将使船舶偏航振幅加大。因此比例操舵虽然简 单、可靠，但航向稳定精度较差。当受一舷持 续偏航力矩作用时，不能保证船舶的定向航行。
*
t
Байду номын сангаас
1 2
k p
t
三、比例、微分、积分控制的自动操舵 控制方程式：
d k p k D k I dt dt
其中比例和微分控制规律如前所述。这里的积分控制主要 功能是要消除单向航向静差。当这种单向航向偏差出现在 灵敏度以内时，将不会引起动舵。但这种灵敏度以内的小 角度偏航，随着航行时间的增长，将引起船舶较大的偏航。 积分环节的作用就是要将这种小角度偏航进行积累，当积 累的偏航角度超过灵敏度时，给出一个纠偏舵角，此舵角 即为积分舵角。
第四章 船舶航向自动控制系统
§4-1船舶舵机装置的组成及控制系统分类
一、舵机装置组成 1、操舵装置 2、舵机 3、舵叶 二、控制系统分类 1、直接控制系统或称单舵系统、应急操舵。
2、随动控制系统。
3、自动操舵控制系统，又称自动航向稳定系统。 4、航线自动控制系统，又称航向自适应控制系统
§4-2 船舶航行对舵机装置的要求
4、航向调节。用于自动航行中改变航向。
5、罗经匹配旋钮。 6、自动、随动、应急操舵转换开关。 7、航向警报消音按钮。
§4-5 自动舵中常用典型电路
一、相敏整流电路 许多自动舵中在用于偏航信号检测和舵角反馈 信号转换时，都采用自整角机作为检测元件。而自
整角机输出信号为交流信号，其相位反映偏航方向，
幅值反映偏航角度。因此，必须将其转换为直流信
1、舵机装置供电要采用两舷供电方式。其中一路应经由应 急配电板供电。 2、电动舵机的电动机采取连续工作制，有足够的过载能力， 软机械特性，能堵转一分钟。 3、舵机应能在驾驶台和舵机房两个地方控制，由转换开关 转换。 4、应设有舵叶偏转限位开关，一般为±35°。 5、自动操舵时，设有偏航报警，一般为±8°~±10°。
D4
r i1 R11
Ein
＋ －
if Rf
R12
i3
Eref
D3 D4
-
7
D5
r
i2
6 D6
Eref
D3
D5
r i1 R12 R11 i3 if Rf
R12
Rf
R11
Uout
－5
Eref 6＋ － Eref Ein
－ ＋
7 Ein 负半周
＋
7
D6
r
i2
方程组
• • • • Eref+Ein=i1*r+if(R+Rf) Eref-Ein=i2*r-i3*R i3*R-if(R+Rf) =0 if+i3+i2＝i1
4、性能： 电源：60V，50/60Hz交流电。
最大舵角：±35°。
转舵速度：舵自一 舷35°转至另一舷 35°。所需时间不超过15秒。 航向选择：360°范围任意选择航向。
二、原理方框图
三、系统原理图
1、随动操舵
2、自动操舵（1）运算电路
（2）开关电路