船舶操舵仪与自动舵
船舶电机与拖动 第11章 船舶舵机控制系统
三、液压舵机的结构型式
泵控型液压舵机 泵控型液压舵机的液压泵通常为双向变量泵，通过泵控
制杆改变变量泵的偏心距(径向柱塞泵)或斜盘倾角（轴向柱 塞泵）的方向和大小来改变液压油流动的方向和排量大小， 从而改变液压舵机的转动方向和转动速度。
索引
三、液压舵机的结构型式
泵控制杆液压调节器 系统为双位置闭环控制系统，内环为液压伺服调节器先
操舵装置控制系统的基本技术要求
9．电动或电动液压主操舵装置中的每一动力设备，应由主 配电板设一路独立馈电线直接供电，上述馈电线中的一路可 以由应急配电板供电。
10．小于1600总吨的船舶，属动力操作的辅助操舵装置如果 它不是电动的或由主要用于其他用途的电动机来驱动的则主 操舵装置可由主配电板以一路馈电线供电； 11．在驾驶室操纵的每一主操舵装置及辅助操舵装置的电控 制系统，应由位于舵机室内某处且与相应的操舵装置动力线 路联用的独立线路供电。
液压泵为双向变量系泵。其原理与前述的变向变量泵不同， 该液压泵的吸排油方向和排量由变频电机的转向和转速决定。
索引
第二节 舵机的操纵方式
舵机的操纵方式 无论是电动还是液压舵机，其操舵方式一般分为应急操
舵，随动操舵和自动操舵三种。 自动操舵方式是设备自动检测，并根据事先人为设定的
航向和规律进行的自动方式； 随动操舵方式则是根据人的实时指令进行的操作，是手
第十一章 船舶舵机控制系统
主要内容
1 船舶舵机控制系统的基本要求 2 舵机的操纵方式 3 舵机控制系统的结构组成 4 舵机控制系统的工作原理
第一节 舵机电力拖动与控制的基本要求
舵机的组成与分类： 舵机装置由操舵装置、舵机拖动与控制系统、机械传动
机构和舵叶等四大部分组成。 操舵装置是由安装在驾驶室的发送装置和位于舵机房的
船舶结构与设备-第5章-舵设备ppt课件全文
一致，夜间调亮照明 2）灵敏度调高些 3）操舵稳定于新航向、正舵后由“随动”
改为“自动” 4）根据海况和装载状态调节各旋纽。
.
第五节 自动舵
• 二、自适应舵 • 1970s，产生了基于现代控制理论的第三代自动
操舵仪——自适应自动舵(adaptive autopilot)，简 称自适应舵。 • 自动适应运动特性和海况的变化，自动确认各项 系数进行最佳控制。
M S F L lL F L (L 2 B P x g x co ) s 1 2 F L L BP
.
第五章 舵设备
• 第二节 舵的类型和结构 • 一、舵的类型 • 1、按舵杆轴线位置分：
–不平衡舵(single plate rudder); –平衡舵(balance rudder)：部分舵叶在舵杆轴
• 4、设置要求：除可共用舵柄或舵扇外，辅 助操舵装置不应属于主操舵装置中的任何 部分。
.
一、操舵装置的设置
• 5、配置方案： 1）一套主操舵装置和一套辅助操舵装置 2）主操舵装置设置两套相同的动力设备，并设两
套操舵控制系统： a、一套随动控制 b、一套手柄控制
.
一、操舵装置的设置
随动控制 手柄控制
.
第二节 舵的类型和结构
• 二、舵的结构 • 流线型平衡舵由舵叶、舵
杆、舵承组成。 • 1、舵叶 • 由水平隔板和竖直隔板按
线型组成骨架，加舵叶板 焊制而成水密结构。 • 舵叶焊制或修理后在涂油 漆或敷设其他材料之前应 进行密性试验
.
密性试验
每个密封部分进行密性试验：
１）灌水试验 Ｈ=1.2d+V2/60(m)、保持15min以 上 ，不得变形和渗漏
船舶舵机装置的自动控制系统介绍
衡，在舵面上产生与其垂直的压力F。将F分解为相互垂直的两个 分力F1和F2。其纵向分力F1对船舶航行起制动作用，使船速减低， 而横向分力F2会产生一个使船舶转向的转船力矩M。假设在船舶的 重心“0”处加上一对大小相等而方向相反的力，即f1=f2=F2，并与 F2平等。则F2与f1组成一个转船力矩M=F2×a，a为F2与f1之间的 距离。而f2则引起船舶的横向漂移。 转船力矩在一定的舵角上出现最大值，这个舵角称为最大舵 角。在船舶上通常予以限定的角度（例如350）作为舵机的最大转 舵角。
对于一定型式的舵，转舵力 矩在最大舵角时达最大值， 而此值在船舶倒车时更大些。 随着航速和吨位的增加，转 舵力矩也将增大。若采用电 动舵机时，传动装置将出现 体大笨重，因此现代大型远 洋和近海船上电动液压舵机 获得广泛地应用。 (一)、电动—机械舵机装置 图13-3扇形齿轮传动机构 图13-3为扇形齿轮传动的电动舵机，它由电动机1通过连轴节2带 动蜗杆3和蜗轮4转动，并通过主动齿轮5带动扇形齿轮6，再经过缓 冲弹簧7转动舵柄8（在扇形齿轮的下部），从而使舵柱9和舵叶偏 转。缓冲弹簧的作用是减轻船舶在航行中波浪对舵叶的冲击力，防 止传动装置受到损伤。 不论是扇形齿轮传动机构还是蜗杆传动机构，它们共同的特点都 是通过机械传动机构，以很高的减速比把电动机的高速转动直接传 送
三、对舵机拖动控制系统的技术要求 （一）、从主配电板到舵机舱应采用双线供电制，并尽可能远离 分开敷设（如左、右舷两路）。在正常情况下应急配电板供电时， 其中一路可以经应急配电板供电。驾驶室与舵机舱的操舵装置应使 用同一电源。 （二）、舵机电动机应满足舵机的技术性要求，并能保证堵转 1min的要求。 （三）、拖动电动机组应采用双机系统，各机组可单独运行（一 机组为备用），也可同时运行。一机组故障碍时，另一机组应能自 动投入运行。 （四）、至少设有驾驶室和舵机舱两个控制站，并设有转换装置， 防止两地同时操纵。 （五）、现代船舶驾驶室多装有操舵仪，一般设有自动、随动、 应急三种操舵方式，也可只设两种。 （六）、船舶处于最深航海吃水并以最大营运航速前进时，不仅 能满足舵自一舷350转至另一舷350的最大舵角要求，还应满足自任 一舷350转至另一舷300的时间不超过28s的转舵速度要求。 （七）、舵角指示器指示舵角的误差应不大于±10。
简述船舶操纵自动舵原理
简述船舶操纵自动舵原理-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1简述船舶操纵自动舵原理摘要：船舶操纵的自动舵是船舶系统中的一个不可缺少的重要设备，是用来控制船舶航向的设备，能使船舶在预定的航向上运行，随着现代科学技术的不断进步，各种先进仪器的使用，使得船舶操纵开始向智能化方向发展，本文就船舶操纵自动舵的构成和工作原理方面进行了综述。
关键字：船舶自动舵现代船舶自动化船舶操纵的自动舵是船舶系统中的一个不可缺少的重要设备，是用来控制船舶航向的设备，能使船舶在预定的航向上运行，它能克服使船舶偏离预定航向的各种干扰影响，使船舶自动地稳定在预定的航向上运行，是操纵船舶的关键设备。
它的性能直接关系到船舶的航行安全和经济效益。
代替人力操舵的自动舵的发展在相当程度上减少了人力，节省了燃料，降低了机械磨损，直接影响到船舶航行的操纵性、经济性和安全性。
舵机装置由操舵装置、舵机、传动机构和舵叶四部分组成。
（1）操舵装置：操舵装置的指令系统，由驾驶室的发送装置和舵机房的接受装置组成。
（2）舵机：转舵的动力。
（3）传动机构：能将多机产生的转舵力矩传递给舵杆。
（4）舵叶：环绕舵柱偏转，承受水流的作用力，以产生转舵力矩。
在自动操舵仪中，按控制系统分类可分为三种操舵方式：（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。
自动操舵适用于船舶在海面上长时间航行．随动操舵供船舶经常改变航向时使用，如在内河、狭航道区和进出港口。
当自动航向／航迹、随动操纵出现故障时，可用应急的简单操舵，直接由人工控制电磁换向阀．使舵正、反或停转。
原理：利用电罗经检测船舶实际航向α，然后与给定航向K°进行比较，其差值作为操舵装置的输入信号，使操舵装置动作，改变偏舵角β。
在舵角的作用下，船舶逐渐回到正航向上。
船舶回到正航向后，舵叶不再偏转。
自动舵的控制原理：（1）比例舵（P舵）比例舵操舵的规律是：偏舵角β的大小与偏航角φ的大小成比例关系，即：β=-K1φ（2-1）β：偏舵角，K1：比例系数，φ：偏航角，-：偏舵角方向是消除偏航。
船舶自动舵的发展
船舶自动舵的发展0942813220 刘磊摘要：综述了航海自动舵的技术史和今后发展趋向以及就船舶操纵自动舵的工作原理和方法方面进行了综述。
关键词:自动舵技术发展过程自动舵发展趋向自动舵的原理自动舵的工作方法船舶借助螺旋桨的推力和舵力来改变或保持航速和航向，实现从某港出发按计划的航线到达预定的目的港。
由此可见，操舵系统是一个重要控制系统，其性能直接影响着船舶航行的操纵性、经济性和安全性。
自动操舵仪是总结了人的操舵规律而设计的装置，是用来控制船舶航向的设备，能使船舶在预定的航向上运行，它能克服使船舶偏离预定航向的各种干扰影响，使船舶自动地稳定在预定的航向上运行,是操纵船舶的关键设备。
系统的调节对象是船，被调节量是航向。
自动舵是一个闭环系统，它包括：航向给定环节；航向检测环节；给定航向与实际航向比较环节；航向偏差与舵角反馈比较环节；控制器；执行机构；舵；调节对象—船；舵角反馈机构等。
自1922年自动舵问世到今天, 代替人力操舵的自动舵的发展确实取得了长足的进展, 在相当程度上减少了人力, 节约了燃料, 降低了机械磨损, 但是距离真正意义上的操舵自动化还有相。
当大的距离。
本文在展望人工智能控制舵之前先对目前的自动舵进行简要的回顾，再对船舶操纵自动舵的构成和工作原理方面进行了综述。
一．自动舵的技术发展历史1.传统的自动舵1922年Minorsky和Sperry分别从数学角度和陀螺罗经在船舶上的运用角度各自发表了论文, 这两篇论文可以看作是对船舶自动舵作出了最早的贡献。
1923年,Minorsky设计的自动舵就装在新墨西哥的战舰上投人了试验。
早期自动舵以机械结构为基础,仅能对航向进行初步控制, 今天我们将这种控制方法称为“比例（P）控制”。
这是由于自动舵舵角的偏转大小是和船舶偏航角成比例的。
下面的公式可表示比例控制的规律：在实际工作中, 用陀螺罗经测出即时航向信号并与设定的航向进行比较, 然后将二者的差值输人到控制器中去, 由控制器输出并驱动舵轮伺服机构。
第五章 操舵
第五章操舵作为值班水手，对驾驶台的各种航行设备应该有清楚的了解，并且必须能够操作各种允许水手操作的设备。
第一节操舵目前海上的操舵系统一般都是集成式的即一套操舵设备包含了几种操舵方式，它们之间由开关进行转换。
一、随动操舵方式1、舵角指示器2、标准罗经3、舵角与航向的关系（1）航向（2）航向二、手柄操舵1、应急操舵方式手柄操舵方式又称应急操舵方式，它同样也是一种手动操舵方式，其控制系统是由手柄直接控制继电器是舵机转动的装置。
2、应急操舵须知（1）手操舵失灵时，值班驾驶员应立即（命令）改为应急操舵，使用磁罗经航向操舵；并迅速通知电机员、大管轮并报告船长。
（2）驾驶台应急操舵装置失灵时，值班驾驶员应做到以下几点：①派舵工迅速到舵机房进行应急操舵；②在交通繁忙区立即停车。
③通知大管轮、电机员立即到舵机房协助舵工。
④唤请船长上驾驶台指挥。
⑤用有线电话或手持对讲机或话筒指挥舵工操舵。
⑥请船长增派一名舵工协助操舵。
⑦应急操舵生效后，立即用车舵控制航向和船位。
（3）舵机房应急操舵①将控制箱选择按钮由“驾驶台”切换到“舵机房”，即可用手柄进行应急操舵；②用对讲机或电话与驾驶台联系，听从驾驶台指挥。
③用舵工应急操舵手柄处的舵角指示器和航向分罗经协助操舵。
④若操舵装置全部失灵，应迅速倒车、停车，就就地抛锚；若为深水区，应现显示失控信号，并警告附近船只。
三、自动操舵方式自动操舵方式又称自动舵。
提示根据罗经的航向信号来控制舵机自动地使船舶保持在给定航向上的操舵控制装置。
1、操舵方式转换2、自动多使用须知（1）权限：船长应根据航道、海面、气象等条件决定是否使用自动舵，船长不在驾驶台时，由值班驾驶员决定使用自动多的时机。
（2）禁用：进出港口，航经狭水道、分道通航区、交通繁忙区、锚地、危险航道、能见度小于5海里的区域，避让、改变航向、追越时不得使用自动舵。
（3）机动操作：加强了望，需要激动操作时，应距他船5海里处改为手动舵。
手操舵时间较长时，应由两名舵工轮流操舵，并应监督舵工操舵的正确性。
快艇自动舵的操作方法
快艇自动舵的操作方法快艇自动舵是一种非常方便、实用的设备，可以帮助船员自动控制船艏或船艉的方向，增强了船只的稳定性和安全性。
自动舵的操作方法包括以下几个方面：1. 准备工作在使用自动舵前，需要按照设备说明书正确安装自动舵控制器和传感器等外设，并与船体电子设备等连接，配置好相关参数。
同时，需要在船艏或船艉安装自动舵马达或舵机，以便实现自动控制。
2. 开启自动舵开启自动舵前，需要检查自动舵的设置是否正确，包括控制模式、船速限制、船舶类型、误差范围等，确保设备处于正常工作状态。
然后按下设备上的“开”或“自动”按钮，激活自动舵工作。
3. 设定目标角度或航迹在开启自动舵后，需要设置船艏或船艉的目标角度或航迹。
可以通过相应的旋钮或按钮进行调整，也可以输入数值来进行设置。
目标角度指的是船艏或船艉与航向线的夹角，可以根据实际情况进行设置，一般建议在10度以内。
航迹指的是船舶的航向，可以根据海图或GPS导航等设备确定。
4. 调整灵敏度和响应速度在使用自动舵时，需要根据航行情况进行灵敏度和响应速度的调整。
灵敏度指的是自动舵设备对方向变化的敏感程度，可以根据海况、风速等因素进行调整。
响应速度指的是自动舵响应指令的速度，一般建议设置在适当的范围内。
5. 监控工作状态在自动舵工作时，需要始终监控自动舵的工作状态，确保设备处于正常工作状态，并及时调整设置。
同时，需要注意船艏或船艉的方向，以免发生碰撞或其他意外事故。
总的来说，快艇自动舵的操作方法比较简单，需要进行正确的安装和配置，以及按照要求进行设置和监控工作状态。
在实际使用中，可以根据实际情况进行适当的调整，以保证船体的稳定性和安全性。
船舶结构与设备课件——舵设备
2. 舵叶
平板舵舵叶的截面形状 为平板形状，该舵阻力较 大，主要用于小船。流线 型舵叶剖面呈流线型的复 板舵，该舵都做成空心水 密，一方面可以减轻舵的 重量，另一方面也可减少 舵承上的压力；其阻力小， 强度高，舵效好，可提高 舵向的稳定性。虽然构造 比较复杂，但被广泛采用。
2. 舵杆
1) 作用:是舵叶转动的轴,并用以承受和传递 作用在舵叶上的力及舵给予转舵装置的力,其下 部与舵叶连接,上部与转舵装置相连
二、主操舵装置：
系指在正常情况下为操纵船舶使舵产生动作 所需的机械、舵执行器、操舵动力设备以及 附属设备和对舵杆施加扭矩的设施。主操舵 装置应在驾驶室和舵机室都设有控制器。 辅助操舵装置：系指如主操舵装置失败时驾 驶船舶所必须的设备。它不属于主操舵装置 的任何部分，但不包括舵柄、舵扇或作同样 用途的部件。
原理：转换开关改变发电机励磁方
向，从而使电动机反转。
电动机励磁不变。
第五节 自动舵
一. 一般自动舵 二. 自适应自动舵 三. 航迹舵
一.1. 一般自动舵工作原理
自动操舵：实际上是自动航向保持仪。 组成原理：利用电罗经检测船舶实际航向α ，然后与 给定航向K°进行比较，其差值作为操舵装置的输入信号， 使操舵装置动作，改变偏舵角β。在舵角的作用下，船舶逐 渐回到正航向上。船舶回到正航向后，舵叶不再偏转。 线路分析：最简单的电动操舵线路的工作过程见。
操舵过程：见下图
[第五节要点]：操舵方式(种类、原理)；自动操舵 仪组成原理。
2. 一般自动舵基本类型
定义：自动舵的基本类型是指按操舵 的规律分类的（也就是舵的偏转规律）类 型，而不是舵机装置的类型。
三种基本类型：⑴.比例舵；⑵.比例 - 微分舵；⑶.比例 - 微分 - 积分舵。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
船舶操舵仪与自动舵
[size=10.5pt]操舵仪有自动操舵仪（俗称电罗经或磁罗经操舵自动跟踪操舵仪）、随动操舵仪（俗称舵轮操舵，包括遥控操舵）和应急操舵仪（俗称手动操舵、手柄操舵），自动操舵仪是按照设定的航向直线运行；随动操舵仪是按照驾驶员的指令，按一定的舵角做回转运动，只要合理使用，能使船舶处于最佳航行状态；应急操舵仪是最简易可靠的操舵仪（缺点是精度太差，往往使船舶走S形，耗油严重）。
1、应急操舵仪是不存在操舵的精度，只要在规定的时间内（如24-28s）达到左右满舵，就行。
2、随动操舵仪比应急操舵仪精度高得多，因为它具备了简单的人机对话功能，所以应用的船舶最多（因为它成本低，尤其使用于近海航线）.
3、自动操舵仪是在随动操舵仪的基础上，利用电罗经或磁罗经（现在利用GPS）等设备，增加了航向的偏航信号，利用航向信号的偏差代替人工舵轮，这一部分性能的好坏，直接关系到航线的准确度
早期日本生产的ES-11、TG-3000、TG-5000等电罗经所配备的自动舵，性能稳定，价格低廉。
但是随着使用寿命的延长，这些操舵仪有一个共同的通病。
1．自动状态走S形，0点不稳
2．随动状态左右舵角不平蘅，0点不稳
3．随动状态（包括自动）死角过大
4．舵震荡严重，继电器损坏过快，船舶震动严重
5．无法使用随动状态（包括自动）
对以上问题检修的办法
1．自动部分对2KC的震动和相敏整流进行检查
2．随动部分对舵轮和跟踪的5K电位器进行检查
3．对跟踪部分的电缆检查，有无漏电
4．对舵机执行部分的阻尼系统检查
通过以上检查，一般情况下都能得到解决
如果还是不行，可以更换价格低廉性能稳定的国产随动板和自动板，一步到位，彻底解决以上的5个故障通病，既快又好，省时、省力、省成本，。