舵机系统常见故障及排除方法
舵机系统常见故障及排除方法：
无人机舵机控制系统的硬件设计与实现_杨百平
1076 计算机测量与控制.2010.18(5) Computer Measurement &Control 控制技术 收稿日期:2009-09-27; 修回日期:2009-11-09。 作者简介:杨百平(1982-),男,陕西人,在读研究生,主要从事电路系统与自动控制方向的研究。 杨金孝(1964-),男,陕西人,副教授,主要从事电子电路的研究与设计、控制理论与控制工程方向的研究。 文章编号:1671-4598(2010)05-1076-03 中图分类号:T P274 5 文献标识码:A 无人机舵机控制系统的硬件设计与实现 杨百平,杨金孝,赵 强 (西北工业大学电子信息学院,陕西西安 710129) 摘要:给出了一种基于ST M 32F103VB 微控制器的无人机全数字舵机控制系统硬件实现方案,该方案以STM 32F103VB 作为主控芯片,无刷直流电机作为该系统的伺服电机,采用三闭环的控制策略,实现了脉宽调制(PWM )控制信号的采样和输出,通过采样PW M 信号实现舵机的控制,针对无人机对数据传输实时性的要求,利用CAN 总线与上位机通讯,很好地满足了要求;该系统具有成本低廉、安全可靠且实现容易的特点,实现了舵机控制系统的数字化与小型化;经多次试验,证明是安全实用的。 关键词:S TM 32F103VB 微控制器;无人机;伺服;电动舵机 Hardware Design and Implementation for a S ervo System of UAV Rudder Yang Baiping ,Yang Jinxiao,Zhao Qiang (Colleg e of Electr onics and Infor mat ion,No rthw ester n P olytechnical U niver sity,Xi an 710129,China) Abstract:A set of fu lly-digital-signal ser vo system bas ed on S TM 32F103VB for UAV electrom echanical rudder is in tr odu ced in th is paper.It takes S TM 32F103VB as the master control unit and bru shless DC m otor as its drive.T his project uses the digital th ree clos ed-loop control strategy,sampled and gen erated puls e width modulation w ave,through sampling one of th e PW M w aves to realize control tran sfer,in view of U AV to data transmis sion tim elin es s r equest,com municated w ith upper sys tem by CAN bu s.It featu red low cos t,s afe,easy to realize,made it smaller and digital,and w as testified that the sy stem is ap plicable and safety. Key words :S TM 32F103VB M CU;UAV;servo;electr om ech anical rudder 0 引言 舵机控制系统是飞行控制计算机和舵机之间的接口,它采集接收机多路PW M 信号,与上位机进行通讯,产生控制舵机的PW M 信号,是舵机系统的核心部分。现有的舵机伺服控制线路大部分还都是模拟的,因其固有的一些缺点而限制了它的使用,相比之下,数字舵机系统具有很多模拟式舵机所没有的优点。本文给出了一种基于ST M 32F103VB 微控制器的无人飞行器舵机伺服控制系统,具有高性能、低功耗、低成本、安全可靠和实现容易的特点,可在线编程并成功应用于实践。 1 系统综述 舵机主要是由无刷电机、舵机控制器、舵机机械结构和传感器4部分组成。其中舵机控制器又包括:数据接口部分、中央控制单元、逻辑单元、隔离放大部分与功率驱动模块。一般舵机的工作过程如下:首先由上位机给出一舵偏角指令,舵机控制器接受该指令后与检测得到的实际舵面偏转角送入舵面位置调节单元从而得到参考P WM 占空比A;然后测量实际转速,当速度大于预设值时输出一给定PW M 占空比B;最后检测实际电流,当电流大于电流预设值时,输出另一给定的PWM 占空比C [1]。无刷直流电机中的H A LL 传感器检测转子位置,产生H A ,H B,H C 三相霍尔信号,H A 、HB 、H C 、和ST M 32输出的P WM 波和电机换相信号逻辑综合得到6路电机控制信号驱动电机转动 [2] 。电机输出轴连接精密减速器和 各种传感器,减速器输出驱动舵面。系统实现图如图1所示。 图1 系统组成结构图 2 舵机控制器的硬件组成 舵机控制器的硬件由图2中框线部分组成,该控制器以ST M 32F103V B 为核心。整个系统的硬件设计主要由ST M 32F103V B 工作电路、可编程逻辑电路、隔离及驱动电路、检测信号处理电路、A D 转换电路、数据接口电路及温度检测电路等部分组成。在系统中ST M 32F103V B 通过其自身的CA N 总线控制器与上位机进行数据传输,并使用自身集成的A D 转换器和内置通用定时器实时监测舵机位置、转速和电流等参数。 控制器根据内置的控制算法进行位置环、速度环和电流环计算,并产生控制数据,控制数据通过转换算法产生控制量(PW M 信号和DI R 信号),控制量进入逻辑阵列CPL D 与无刷电机位置传感器信号(H A L L 信号)进行逻辑综合后,输出6路电机控制信号。电机控制信号经隔离电路后控制电机功率驱动模块进行功率放大,驱动无刷电机运行。2 1 主控芯片STM32F 103VB [3] ST M 32F103VB 是意法半导体(ST )公司推出的基于A RM 32位CORT EX -M 3CPU ,是目前性能比较突出的微处理器之一,其增强型系列特别适合做电机控制。它的主要特点如下:
舵机抖动原因分析
抖舵，是指比例遥控设备在控制模型过程中发生的一种失控状态。抖舵时，舵机不能跟随发射机的指令，来回颤抖不止。抖舵的危害是很大的，尤其在空模中，有可能造成摔机事故。许多航模爱好者在碰到抖舵情况时，往往是一筹莫展，不知所措。其实如果知道了产生抖舵的具体原因，许多抖舵现象对于爱好者在业余条件下都是可以消除的。本文所指的抖舵不包括在特定的无线电干扰环境中，遥控距离已接近设备极限而产生的抖舵。因为这在许多场合都是正常的。分析抖舵的原因主要有以下几点。 一、因电源电压不足或电源容量过小造成的。特别是在接收机与动力电机共用同一组电源的场合更易发生。虽然大多数情况下接收机电路中都有稳压措施，但在电源电压不足或电源容量过小，动力电机又有较大的启动电流时，稳压电路也会无能为力；由此造成电源电压严重波动，接收机输出波形失常，引起舵机抖动。就是在接收机单独供电时，如果电源容量过小，又同时配接了多只舵机（特别是功耗较大的强力舵机时）也会产生这种情况、因电源电压不足或因电源容量小而引起的抖舵，只要将电源充足电，或更换大容量的电源即可解决。当然有时也可以用减小动
力消耗的办法来解决，比如更换一只工作电流较小的动力电机。这里提醒爱好者：为模型选配合适的电源是模型安全工作的前提。在运行模型前一定要检查一下电源电压是否充足。对模型的工作电流，以及电源容量充足的情况下模型安全运行的时间都应做到心中有数，以免造成不应有的事故。那么怎样才算选配的电源合适呢？可以简单地这样衡量。在电池电压充足的情况下，启动驱动电路，测量电源电压其波动值应不超过10％，波动越小越好。当然这只是起码的要求，还要满足一定的安全工作时间。这可从模型工作电流和电源的安时容量估算出来。采用动力电机与接收机、舵机分开供电的方法能有效地消除因动力电源波动带来的抖舵。 二、因干扰造成的舵机抖动。这里所说的干扰包括动力电机或发动机产生火花干扰，以及其它空中的无线电干扰。火花干扰来自直流电机的换向电刷或发动机的打火栓，因其离接收机都比较近。随着发射机与接收机距离拉大，火花干扰会变得越加严重。因此它也是影响控制距离的重要因素。由于外界干扰的影响，接收机送给舵机的信号质量变差，产生抖舵。对于空中的无线电于扰，爱好者在业余条件下很难采取有效的措施。只能尽量选用抗干扰能力比较强的遥控
关于柴油机故障诊断的总结
关于柴油机故障诊断的总结 关于柴油机故障诊断的总结 关于柴油机故障诊断的总结 柴油发动机应用广泛，处在所属产业链的相对核心的位置。其运行状态的好坏直接关系到成套设备的工作状态。因此，对柴油机运行状态进行实时监测和故障诊断，确保其处于安全、可靠、高效率的工作状态，对提高整套设备的劳动效率，提高产品质量，降低生产成本和能耗具有重大的意义。 柴油机故障诊断和其它类型的机械故障诊断一样，首先必须对故障机理进行研究，以故障信号的检测技术及信号处理技术为基本技术，以故障信号处理和特征提取理论为基本理论，以基于信号处理和特征提取的故障类型识别方法为基本方法。近年来，随着科学技术的发展，柴油机故障诊断技术也经历着从最初的事后维修到定时检测，再到现代故障诊断技术的视情维修。传统的诊断方法虽然简单易行，但是由于其信息量小，精确度不高，成本较高且容易发生误判，故难以满足现代的需求。20世纪80年代，邓聚龙教授提出了灰色系统理论，为研究少数据、贫信息不确定性问题提供了新方法，很好地解决了传统方法的不足之处。进入90年代后，随着人工智能技术的发展，柴油机故障诊断技术进入了智能化的阶段。检测项目增强，软件功能增强，诊断的准确性大为提高。基于专家系统和神经网络的智能化诊断方法为柴油机故障诊断技术的发展提供了新的方向。一、传统的故障诊断技术 传统的柴油机故障诊断技术主要包括热力参数分析法、声振监测、磨粒监测分析法。热力参数分析法中又可以分为通过测定柴油机工作过程的示功图对柴油机
工作过程做综合性的监测的示功图法和利用瞬时转速波动信号对柴油机进行监测和故障诊断的方法。1、热力参数分析法 热力参数分析法是利用柴油机工作时热力参数的变化来判断其工作状态的。这些参数包括气缸压力示功图、排气温度、转速、滑油温度、冷却水进出口温度及排放等。由于这些参数能够很好的反应柴油机的工作情况以及故障特征，具有关联性强、直观且便于分析等优点，因此此种方法得到了广泛的应用。1.1示功图法 示功图是在活塞式柴油机的一个循环中，气缸内气体压力随活塞位移（或气缸内容积）而变化的循环曲线。示功图除了表示作功或耗功的大小以外，还能综合反映了柴油机作出机械功的热力装换过程，故常常用来分析研究以及改善气缸内的工作过程。获取示功图的方法有直接测量法和间接测量法。直接测量法就是直接用压力传感器压力随曲轴转角的变化，然后经过整理表示为曲线形式。间接测量法则通过测量柴油机运行过程中与气缸压力相关的其它量来求的压力而获得示功图的方法。由于间接测量法对柴油机的工作无影响，故目前国内外多采用此方法。虽然这种方法在确定柴油机各类故障时比较全面，但是在现场使用中还存在一些技术问题。如上止点的确定问题、压力传感器的安装及通道效应问题等。 1.2瞬时转速法 柴油机曲轴的瞬时转速波动信号能较理想的反映机器的工作状态和工作质量。通过对瞬时转速波动信号的分析可以得到机器运行状态和相关故障的丰富信息。这种方法的原理是基于柴油机正常工作状态下各缸动力性能的一致性。一旦某一气缸发生故障，这种一致性就会遭到破坏，柴油机的运转平稳性就会变差，转速波动信号将产生严重变形。根据此变形的程度，就能判断出缸内工作过程的好坏。
柴油机常见故障及解决方法
柴油机常见故障及解决方法 文章前言介绍了柴油机的优点以及在维修作业中对故障原因正确判断的重要性。后面介绍了柴油机的定义、分类、结构，以及柴油机不能正常启动；排气冒黑烟；排气冒白烟；排气冒蓝烟；机油压力不正常；机油压力过高、耗量大等一些常见的故障原因及处理办法的讲解。 标签：机油；排气；压力；增压器；做功 Abstract：The preface of this paper introduces the advantages of diesel engine and the importance of correct judgment of fault cause in maintenance operation. The definition，classification and structure of diesel engine，as well as the abnormal starting of diesel engine，black smoke emission，white smoke emission，blue smoke emission，abnormal oil pressure，and so on，are introduced. High oil pressure and consumption，and other common reasons for some common failures and the treatment are explained. Keywords：oil；exhaust gas；pressure；supercharger；work 1 概述 船用柴油机的热效率高，经济性好，启动容易，对各类船舶有很大适应性，目前绝大多数的船舶都在使用内燃机中的往复式柴油机作为主机。为船舶提供推进动力的主机及其附属设备，是全船的心脏。因此，柴油機的可靠性直接影响到了船舶的使用安全性能。对于柴油机而言，出现故障时迅速找到故障原因并及时进行处理是是保证其继续工作的重要基础。但是在实际的维修过程中，通常因为一些方面的原因导致对故障原因进行误判，以增加了作业人员的维修时间，降低维修作业人员的效率。所以，对故障现象的正确判断是柴油机维修中很关键的一步。基于此，文章就柴油机的故障现象及解决办法进行简要的分析，希望可以提供一个有效的借鉴。 2 定义 柴油机是一种靠柴油为燃料的内燃机。工作原理为：在工作时，吸入气缸内的空气，因活塞上行运动而受到最大程度的压缩，瞬间温度达到500～700℃，然后柴油通过喷油嘴以雾状形态喷入气缸内，与压缩的高温空气混合形成可燃的混合气并自动燃烧。燃烧过程中释放热量直接作用于活塞顶面并推动活塞下行，活塞通过连杆和曲轴把热能转换为动能的过程。 3 分类 （1）按工作循环可分为四冲程和二冲程柴油机。（2）按冷却方式可分为水冷（液体冷却）和风冷柴油机。（3）按进气方式可分为增压和自然吸气柴油机。
航模舵机控制原理详解
在机器人机电控制系统中，舵机控制效果是性能的重要影响因素。舵机可以在微机电系统和航模中作为基本的输出执行机构，其简单的控制和输出使得单片机系统非常容易与之接口。 舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。目前在高档遥控玩具，如航模，包括飞机模型，潜艇模型；遥控机器人中已经使用得比较普遍。舵机是一种俗称，其实是一种伺服马达。 其工作原理是： 控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动。当然我们可以不用去了解它的具体工作原理，知道它的控制原理就够了。就象我们使用晶体管一样，知道可以拿它来做开关管或放大管就行了，至于管内的电子具体怎么流动是可以完全不用去考虑的。 3. 舵机的控制： 舵机的控制一般需要一个20ms左右的时基脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms~2.5ms 范围内的角度控制脉冲部分。以180度角度伺服为例，那么对应的控制关系是这样的： 0.5ms--------------0度； 1.0ms------------45度； 1.5ms------------90度； 2.0ms-----------135度； 2.5ms-----------180度； 这只是一种参考数值，具体的参数，请参见舵机的技术参数。 小型舵机的工作电压一般为4.8V或6V，转速也不是很快，一般为0.22/60度或0.18/60度，所以假如你更改角度控制脉冲的宽度太快时，舵机可能反应不过来。如果需要更快速的反应，就需要更高的转速了。 要精确的控制舵机，其实没有那么容易，很多舵机的位置等级有1024个，那么，如果舵机的有效角度范围为180度的话，其控制的角度精度是可以达到180/1024度约0.18度了，从时间上看其实要求的脉宽控制精度为2000/1024us约2us。如果你拿了个舵机，连控制精度为1度都达不到的话，而且还看到舵机在发抖。在这种情况下，只要舵机的电压没有抖动，那抖动的就是你的控制脉冲了。而这个脉冲为什么会抖动呢？当然和你选用的脉冲发生器有
无人机用电动舵机控制系统设计
2018年第46卷第10期 D 驱动控制rive and control 李红燕等 无人机用电动舵机控制系统设计 85 收稿日期:2018-05-08 基金项目:2017年度院级课题资助项目(JATC17010101) 无人机用电动舵机控制系统设计 李红燕1,和 阳2,蔡 鹏1,姜春燕1,徐 信1 (1.江苏航空职业技术学院,镇江212134;2.清华大学,北京100084) 摘 要:介绍一种无人机用机电一体化电动舵机控制系统三舵机结构采用无刷直流电动机二谐波减速器二联轴器二旋转变压器二摇臂串联的布局,结构紧凑二体积小三控制器以DSP+CPLD 为核心架构,采用PI 控制算法二位置保护和电流保护逻辑,增强了系统的可靠性三驱动器采用智能功率模块实现,简化了电路设计三实验结果表明,该系统满足控制性能要求,具有高功率密度的特点三 关键词:电动舵机;无刷直流电动机;DSP+CPLD;控制电路 中图分类号:TM359.9 文献标志码:A 文章编号:1004-7018(2018)10-0085-04 Design of Electric Steering Engine Control System Used for Unmanned Aerial Vehicle LI Hong-yan 1,HE Yang 2,CAI Peng 1,JIANG Chun-yan 1,XU Xin 1 (1.Jiangsu Aviation Technical College,Zhenjiang 212134,China; 2.Tsinghua University,Beijing 100084,China) Abstract :A kind of mechatronics electrical actuator control system used by unmanned aerial vehicle (UAV)was in- troduced.The layout of actuator adopted with brushless DC motor,harmonic reducer,shaft coupling,rotary transformer and servo arm in tandem to make the structure compact and small.The controller was based on DSP+CPLD,PI control al-gorithm,position protection and current protection logic were used to enhance the reliability of the system.The driver based on the intelligent power module simplified the circuit design.The experimental results show that the system meets the re-quirements of control performance and has the characteristics of high power density. Key words :electric actuator;brushless DC motor;DSP+CPLD;control circuit 0引 言 无人机依靠电动舵机来控制左右副翼二方向舵二升降舵和油门的定位,从而维持飞行姿态的稳定三随着无人机的应用越来越广泛,对电动舵机的结构及性能要求也越来越高,因此研究轻量化二性能可靠的电动舵机系统具有重要意义三 国外,很多机构为了实现无人机用电动舵机的微型化二高功率密度二高可靠性,开展了大量的试验研究[1-3]三Futaba 公司研制了一系列用于无人机舵面控制的小功率舵机[4]三Parker 宇航开发出具有抗 干扰容错,可耐受高温苛刻环境的飞行机电作动器三此外,美国空军二海军和NASA 研制的电动作动器,结构紧凑,在F /A-18B 系列飞机上进行了测试三国内许多高校和研究院对电动舵机的余度控制[5]二容错设计[6]二故障诊断[7-8]等方面进行了深入研究三 本文从舵机机械结构分析二硬件结构搭建二控制 算法和逻辑设计出发,旨在设计出满足高功率密度二高可靠性要求的电动舵机控制系统三 1 整体设计方案 电动舵机系统的机械结构主要包括电机二减速器二联轴器二位置传感器以及摇臂三电机选用盘式无刷直流电动机,体积小二质量轻;减速器采用谐波减速器,可提高系统的功率密度二传动精度以及扭转刚度;位置传感器采用旋转变压器(以下简称旋变),配合旋变解调芯片完成舵机当前摇臂位置信号的测量与传递,可应对无人操作及复杂的工作环境三电动舵机机械结构如图1所示,其体积尺寸为110mm?33mm?50mm,舵机与控制器集成于一体的布局,有效地利用了空间,提高了系统的集成度 三 图1 舵机机械结构图 设计中,要实现电动舵机的额定扭矩为2.6N四m,最大扭矩5.8N四m;行程范围0~30?三阶跃 响应时间短,无超调和振荡三动态响应速度快,输入? 3?,5Hz 的正弦信号时幅值衰减小于3dB,相位滞万方数据
柴油机常见故障维修
柴油机故障及维修 1、柴油机启动困难 （1）检查低压油路 ①检查柴油箱下部的柴油开关是否打开，利用排污阀放净柴油箱中的水和污油；检查并排除柴油滤清器、集滤器中的水和污油。 ②拧松高压油泵泵体上的放气螺钉，用手动泵泵油，观察低压油供送是否顺畅、充足。如果柴油内有待续排除不净的空气，应检查手动泵前管路中各环节有无漏气之处，如管接头垫片是否损坏，管接头是否拧紧，管路是否损坏、有裂纹等。用手油泵泵油时，若感到来油困难、吸油不畅，说明低压油路中有堵塞之处，应检查柴油集滤器滤网、柴油集滤器滤芯或管路中是否堵塞。气温低时，应检查柴油牌号是否对，是否因柴油析蜡或水结冰而堵塞油路。排除堵塞至吸油顺畅、排油无气泡时为止。 ③用手动泵泵油时，若非上述原因而泵不出柴油，则说明手动泵活塞磨损过度，或阀被污物垫起、损坏，或手动泵密封损坏，应更换手动泵。 （2）检查高压油路 若低压油路无故障且仍不能启动，应检查高压油路的工作情况。 ①检查高压油泵油量调整齿杆活动是否灵活，是否卡在停油位置，或因其他形式的损坏而引起了不能供油。 ②检查高压油泵供油时间是否正确。如果供油时间不正确，应调整至标准正时。 ③排除高压油管内的空气。如果柴油高压油管内有空气，凭借起动机带动柴油机转动有时很难排除，则柴油机也很难启动。为此，应松开各个喷油器连接高压油管的螺栓，按下启动按钮（或旋转启动钥匙至“启动”）使用起动机带动柴油机旋转，直到每根高压油管喷出燃油，然后拧紧高压油管连接螺栓。 ④如果至此柴油机仍然不能启动，则应检查喷油器和高压油泵本身是否有故障。喷油器主要有烧死、雾化不良和喷油压力调整不正确等故障。高压油泵主要有柱塞副磨损超限而导致供油压力不足、调速弹簧折断等故障。应注意，高压油泵的调整必须在高压油泵试验台上进行；喷油器也是如此，必须有压力试验器。 2、柴油机工作时冒白烟 （1）检查水温 柴油机水温过低，会使柴油机燃烧室内的温度过低，柴油喷入后不易雾化燃烧，部分柴油仍呈雾滴状随排气排出，则烟色呈白色。柴油机工作时，水温低于67°C以下时，称为冷态；柴油机在过冷状态下工作，对寿命十分不利，应积极采取措施，防止柴油机在过冷状态下工作。柴油机启动后，应怠速动转3-5min，然后以中油门、中小负荷工作，以进行慢车暖机，待柴油机水温达到水温表绿色范围后，再以大油门工作。 （2）检查和调速喷油提前角 喷油提前角过小，柴油喷入后来不及雾化燃烧，油雾随排气带出，烟色呈白色或灰白色。 （3）检查柴油质量 柴油质量差，或柴油中含水分过多，燃烧时会生成过多的水蒸气，呈白色或灰白色烟雾排出。 3、柴油机工作时冒黑烟 （1）检查空气供给系统 若柴机进气不足，则进入柴烧室的空气量偏少，柴油燃烧不充分，部分柴油在高压下变为炭黑粒子而形成黑烟，此时应检查：空气滤芯、进气道是否堵塞；增压器工作状况、进气
舵机常见问题解决
常见问题解决 一、舵机电机调速原理及如何加快电机速度 常见舵机电机一般都为永磁直流电动机，如直流有刷空心杯电机。直流电动机有线形的转速-转矩特性和转矩-电流特性，可控性好，驱动和控制电路简单，驱动控制有电流控制模式和电压控制两种模式。舵机电机控制实行的是电压控制模式，即转速与所施加电压成正比，驱动是由四个功率开关组成H桥电路的双极性驱动方式，运用脉冲宽度调制（PWM）技术调节供给直流电动机的电压大小和极性，实现对电动机的速度和旋转方向（正/反转）的控制。电机的速度取决于施加到在电机平均电压大小，即取决于PWM驱动波形占空比（占空比为脉宽/周期的百分比）的大小，加大占空比，电机加速，减少占空比电机减速。 所以要加快电机速度：1、加大电机工作电压；2、降低电机主回路阻值，加大电流；二者在舵机设计中要实现，均涉及在满足负载转矩要求情况下重新选择舵机电机。 二、数码舵机的反应速度为何比模拟舵机快 很多模友错误以为：“数码舵机的PWM驱动频率300Hz比模拟舵机的50Hz高6倍，则舵机电机转速快6倍，所以数码舵机的反应速度就比模拟舵机快6倍” 。这里请大家注意占空比的概念，脉宽为每周期有效电平时间，占空比为脉宽/周期的百分比，所以大小与频率无关。占空比决定施加在电机上的电压，在负载转矩不变时，就决定电机转速，与PWM的频率无关。 模拟舵机是直流伺服电机控制器芯片一般只能接收50Hz频率（周期20ms）~300Hz左右的PWM外部控制信号，太高的频率就无法正常工作了。若PWM外部控制信号为50Hz，则直流伺服电机控制器芯片获得位置信息的分辨时间就是20ms，比较PWM控制信号正比的电压与反馈电位器电压得出差值,该差值经脉宽扩展(占空比改变,改变大小正比于差值)后驱动电机动作，也就是说由于受PWM外部控制信号频率限制，最快20ms才能对舵机摇臂位置做新的调整。 数码舵机通过MCU可以接收比50Hz频率（周期20ms）快得多的PWM外部控制信号，就可在更短的时间分辨出PWM外部控制信号的位置信息，计算出PWM信号占空比正比的电压与反馈电位器电压的差值，去驱动电机动作，做舵机摇臂位置最新调整。 结论：不管是模拟还是数码舵机，在负载转矩不变时，电机转速取决于驱动信号占空比大小而与频率无关。数码舵机可接收更高频率的PWM外部控制信号，可在更短的周期时间后获得位置信息，对舵机摇臂位置做最新调整。所以说数码舵机的反应速度比模拟舵机快，而不是驱动电机转速比模拟舵机快。 三、数码舵机的无反应区范围为何比模拟舵机小
中国液压舵机行业发展概述
中国液压舵机行业发展概述 液压舵机是近代船舶工业的科技进步的体现，我们可以从八十年代开始追溯舵机以及液压舵机更新换代的十年发展过程。 引起这种更新的原因主要有二方面。最直接的原因是：1978年装有22万吨轻厥油的美国油轮阿莫戈.卡迪兹号在途经法国西北海面对因舵机失灵而触礁，造成严重污染和重大经济损失。为此，舵机在紧急情况下的可靠性引起了国际上的普遍关注。经煞一段时间酝酿，1981年国际海事会议正式通过了对1974年SOLAS公约的修正案，其中对舵机的要求提出了重要的新条款。修正案明确规定：1万总吨及以上的油轮(包括化学品船、液化气运输船)的舵机动力执行系统应符合“单项故障原则”，即除了舵柄(或舵扇)或舵执行器卡住外，任何其它部分发生单项故障，应能在45秒内恢复操舵能力。这就要求舵机有二个独立的液压系统，或者能各自单独工作满足要求，或者平时共同工作，而任一系统液体流失时能自动检铡和自动隔离，使另一系统仍能保持工作，以保持50％的扭矩。而1万总吨以上、十万载重吨以下的油轮采用单一的舵执行器时(倒如一般单缸体的转叶式油缸)，如设计、材料和密封。试验检查等符合严格的专门规定，可不对舵执行嚣提出单项故障的要求。 舵机更新的另一原因，是液压传动技术从七十年代以来一直在迅速发展，产品的高压化和集成化不断取得进展，逻辑阀、比例阀等新型液压元件开始应用于舵机和其它船用液压装置中，另外，舵机电气遥控系统的技术也更趋成熟，不仅淘汰了液压遥控系统，而且使传
统的浮动杆机械追随机构也显得陈旧。进入八十年代以来，世界舵机主要制造厂家都开始认真检查其产品，并按1981年修正案的要求重新设计各自的舵机，力争在市场上保持较大的竞争优势。 新一代的液压舵机的性能和可靠性更趋完善。归纳起来目前液压舵机变化动向如下： 1．普遍设置了油箱液位报警开关，并设置了两套液压系统的人工和自动隔离装置。 这种自动隔离装置具有代表性的是采用电液换向阀的装置。生产转叶舵机相当长历史的挪威富利登渡公司认为上述方案使设备复杂化，产品价格较贵，而且某些阀正常工作时长期不动，紧急情况能否正常动怍使难于保证，因而又提出了一种仅采用二个主油路自动锁闭阁来隔离损坏的油路系统的方案。这种方案仅适台于转叶式油缸，它在缸体内部设有油路连通相应油腔，但如果一对油腔密封损坏时，并不能使之与工作油路隔离。显然，单缸体的转叶式油缸如发生故障(如密封损坏、动叶断裂等)，是不能接单项故障原则迅速恢复工作的，因此它不能用于10万载重吨以上的油轮。为此，日本三井一AEG公司提出了双油缸体转叶舵机的设计，它将二个转叶油缸迭置在同一舵杆上方，其二套油路系统之一可以被隔离和旁通，以适应10万载重吨以上油轮的要求 2．阀控型舵机的应用功率范围在扩大，性能也在改善。 阀控型舵机因稳舵时主油泵仍需全流量工作，虽然排出压力小，但仍要消耗一定的功率，故经济性较差，而且换向时液压冲击大，故
液压舵机的故障分析及处理措施
论文题目：液压舵机的故障分析及处理措施二级学院：轮机工程学院 专业：轮机工程技术 目录 1 引言 2 液压舵机概述 2.1 液压舵机的基本工作原理 2.2 船舶建造规范对舵机的基本要求 3 液压舵机的故障分析 3.1 液压舵机无舵 3.2 液压舵机跑舵——稳舵时偏离所停舵角 3.3 液压舵机舵速太慢 3.4 液压舵机滞舵 3.5 实际舵角与操舵角不符 4 液压舵机故障的解决措施 4.1 检查应急舵的有效性 ------------------------------------------------7 4.2 检查舵角指示的准确性 ----------------------------------------------8 4.3 检查舵角限位器的有效性 --------------------------------------------8 4.4 检查舵的液压系统的密封性能 ----------------------------------------8 4.5 检查液压油的品质 --------------------------------------------------8
4.5.1 液压油性能指标一般应符合以下要求 ------------------------------8 4.5.2 液压油污染的主要原因 ------------------------------------------9 4.6 舵机检查的其他注意事项 -------------------------------------------11 结论 ---------------------------------------------------------------------11 致谢 -------------------------------------------------------------------12 参考文献 -----------------------------------------------------------------13 1 引言 据资料介绍：船舶能够在水中按照驾驶员的意图航行,使船舶改变航向或维持指定航向,使依靠改变安装在船舶尾部的船舵的位置来实现的。舵对于船舶的重要性是不言而喻的，当船舶航行时船舵发生故障对船舶安全的影响是巨大的。对于舵机日常比较容易出现故障的情况，主要分为两大部分。一是属于硬件类故障，二是属于软件类故障。舵机的硬件类的故障是指与舵机相关的机器，设备发生了功能性的障碍，使得舵机不能正常工作发挥作用，常见故障有：1 通信类故障，2 电力系统故障，3 液压系统故障。软件类的故障是指与舵机运行有关的管理制度，船员对舵机的操作存在问题。通常主要是船员对应急舵的操作不熟悉，在需要的时候无法启动应急舵。因此加强对舵机的日常维护与保养对工作的可靠性和延长舵机的
柴油机燃料供给系统常见故障及排除方法
柴油机燃料供给系统常见故障及排除方法 摘要阐述了柴油机燃料供给系统的常见故障现象，分析了其产生的原因，并提出其排除方法，以期保障柴油机正常运转。 关键词柴油机燃料供给系统；常见故障；现象；原因；排除方法 柴油机燃料供给系统是保障柴油机正常运转的能量保证，相对于汽油机而言，由于其燃料供给系统具有复杂性，其出现故障的几率较大，现将柴油机燃料供给系统的常见故障及排除方法阐述如下。 1 供油不畅或不供油 故障现象：发动机工作时有断火现象；运行中，发动机功率不足。 原因分析：管路中有堵塞或渗漏；柴油泵供油效率下降；柴油滤清器过脏或冬天使用柴油牌号不当。 排除方法：一是清洗柴油滤清器。二是打开柴油箱底部的放油螺塞，放出油箱底部的水。三是启动发动机，若发动机工作正常，则是前述故障。若故障现象仍存在，接着往下检查。四是冬季使用柴油，看管路是否有石蜡析出，有则为柴油在该地区使用牌号不正确，应换用低凝点柴油。五是若柴油牌号正确，则检查各管路接头有无渗漏现象。六是无上述情况，检查输油泵效率。主要检查输油泵出油阀关闭是否严密、出油阀弹簧是否力弱或折断、输油泵活塞磨损是否过度、输油泵进油管是否松动、手压泵是否拧紧、挺柱是否磨损严重、输油泵出油管与喷油泵接口处垫片是否过厚等。 2 喷油泵不供油或供油不足 故障现象：发动机工作时断时续；行车中车辆无力或逐渐熄火。 原因分析：柱塞弹簧力弱或折断；凸轮和挺柱磨损过度；柱塞与柱计塞套筒磨损过度；出油阀偶件磨损过度。 排除方法：一是拆下喷油泵，连接好高压油管，看喷油器喷油情况，若不喷油或喷油量小，应检查喷油泵。二是先查喷油泵柱塞与柱塞弹簧，若损坏或力弱应更换。查出油阀偶件是否磨损过度或夹有杂质。磨损过度应更换；有杂质应清洗油路。检查柱塞与柱塞套筒之间的磨损情况，磨损过度应更换。查凸轮与挺杆之间的磨损情况，磨损过度也要更换。最后检查高压管路是否漏油。 3 喷油泵供油过早 故障现象：排气管冒黑烟或排火；发动机容易过热，耗油量增加；严重时，
舵机的构造和原理
舵机的构造和原理 2008-06-20 08:50:29 来源: 作者: 【大中小】评论：0条 前言 舵机是遥控模型控制动作的动力来源，不同类型的遥控模型所需的舵机种类也随之不同。如何审慎地选择经济且合乎需求的舵机，也是一门不可轻忽的学问。 本文章主要探讨适合各等级直升机各工作部位所使用的舵机，至於其它种类的模型，如飞机、车、船，则不在本篇文章讨论范围之内。 舵机的构造 舵机主要是由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测器所构成。其工作原理是由接收机发出讯号给舵机，经由电路板上的IC判断转动方向，再驱动无核心马达开始转动，透过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器送回讯号，判断是否已到达定位。 位置检测器其实就是可变电阻，当舵机转动时电阻值也会跟着改变，测量电阻值便可知转动的角度。 一般的伺服马达是将细铜线缠绕在三极转子上，当电流流过线圈时便会产生磁场，与转子外围的磁铁产生排斥作用，进而产生转动的作用力。依据物理学原理，物体的转动惯量与质量成正比，因此要转动质量愈大的物体，所需的作用力也愈大。舵机为求转速快、耗电小，於是将细铜线缠绕成极薄的中空圆柱体，形成一个重量极轻的五极中空转子，并将磁铁置於圆柱体内，这就是无核心马达。
为了适合不同的工作环境，有防水及防尘设计的舵机。并且因应不同的负载需求，舵机的齿轮有塑胶及金属的区分。较高级的舵机会装置滚珠轴承，使得转动时能更轻快精准。滚珠轴承有一颗及二颗的区别，当然是二颗的比较好。 目前新推出FET舵机，主要是采用FET(Field Effect Transistor)场效电晶体。FET具有内阻低的优点，因此电流损耗比一般电晶体少。
液压舵机的故障分析与处理措施方案
论文题目：液压舵机的故障分析及处理措施 二级学院：轮机工程学院 专业：轮机工程技术 目录 1 引言 2 液压舵机概述 2.1 液压舵机的基本工作原理 2.2 船舶建造规对舵机的基本要求 3 液压舵机的故障分析 3.1 液压舵机无舵 3.2 液压舵机跑舵——稳舵时偏离所停舵角 3.3 液压舵机舵速太慢 3.4 液压舵机滞舵 3.5 实际舵角与操舵角不符 4 液压舵机故障的解决措施
4.1 检查应急舵的有效性------------------------------------------------7 4.2 检查舵角指示的准确性----------------------------------------------8 4.3 检查舵角限位器的有效性--------------------------------------------8 4.4 检查舵的液压系统的密封性能----------------------------------------8 4.5 检查液压油的品质--------------------------------------------------8 4.5.1 液压油性能指标一般应符合以下要求------------------------------8 4.5.2 液压油污染的主要原因------------------------------------------9 4.6 舵机检查的其他注意事项-------------------------------------------11 结论---------------------------------------------------------------------11 致-------------------------------------------------------------------12 参考文献-----------------------------------------------------------------13 1 引言 据资料介绍：船舶能够在水中按照驾驶员的意图航行,使船舶改变航向或维持指定航向,使依靠改变安装在船舶尾部的船舵的位置来实现的。舵对于船舶的重要性是不言而喻的，当船舶航行时船舵发生故障对船舶安全的影响是巨大的。对于舵机日常比较容易出现故障的情况，主要分为两大部分。一是属于硬件类故障，二是属于软件类故障。舵机的硬件类的故障是指与舵机相关的机器，设备发生了功能性的障碍，使得舵机不能正常工作发挥作用，常见故障有：1 通信类故障，2 电力系统故障，3 液压系统故障。软件类的故障是指与舵机运行有关的管理制度，船员对舵机的操作存在问题。通常主要是船员对应急舵的操作不熟悉，在需要的时候无法启动应急舵。因此加强对舵机的日常维护与保养对工作的可靠性和延长舵机的无故障寿命至关重要，轮机员必须依照使用说
电动液压舵机的工作原理及使用管理
毕业专题论文 电动液压舵机的工作原理及运行管理 The working principle and management of the electro-hydraulic steering gear 学生姓名张学印 所在专业轮机工程 所在班级轮机1062 申请学位学士学位 指导教师陈波职称讲师副指导教师职称
目录 摘要 ......................................................................................................................................... I ABSTRACT ................................................................................................................................... II 引言 .. (1) 1 舵机的工作要求及工作原理 (1) 1.1对舵机的工作要求 (1) 1.2阀控型液压舵机工作原理 (2) 1.2.1 工作原理 (2) 1.2.2 压力控制 (3) 1.2.3 补油、放气和舵角指示 (4) 1.3泵控型液压舵机工作原理 (5) 1.3.1 工作原理 (5) 1.3.2 主油路的锁闭 (6) 1.3.3 工况选择 (6) 1.3.4 压力保护、补油、放气和舵角指示 (7) 2 潜在故障分析 (7) 2.1液压系统故障 (8) 2.1.1 可能引起的故障及分析 (8) 2.1.2 预防措施 (8) 2.2电子系统故障 (9) 2.2.1 通信故障 (9) 2.2.2 遥控故障 (9) 2.2.3 预防措施 (9) 2.3电力系统故障 (9) 2.3.1 主要故障及危害 (9) 2.3.2 预防措施 (10) 3 舵机的工作要求及日常管理 (10) 3.1舵机的日常管理 (10) 3.1.1 系统的清洗和充油 (10) 3.1.2 舵机的试验和调整 (10) 3.2舵机日常管理注意事项 (11) 结束语 (11) 鸣谢 (12) 参考文献 (13)
柴油机常见故障汇总
柴油机常见故障汇总
汽车用柴油机在使用过程中总要发生故障，应按照上述汽车故障诊断方法进行故障诊断，而后才能进行排除或者维修，恢复柴油机的正常工作状况。 一、柴油机的常见故障 1.柴油机常见故障 (1)柴油机起动困难：主要包括柴油机常温下起动困难和柴油机冷起动困难等起动故障。 (2)怠速不稳定：主要是指柴油机怠速转速不稳定、无怠速和怠速悠车等怠速工况故障。 (3)中小负荷工况工作不稳定：发动机容易熄火，个别气缸断续工作，动力输出不稳定。 (4)大负荷动力不足：柴油机高速高负荷工况表现无力，汽车加速无力等动力不足故障。 (5)柴油机费油：汽车使用中发现费油，汽车长途行程中发现百公里油耗明显增加等故障。 (6)柴油机停油不熄火：关断发动机，发动机仍然运转不熄火；继续重复关断仍不熄火。 2.柴油机特殊故障 (1)柴油机飞车：柴油机在高转速工况运转，转速突然自行升高，不能控制，甚至损坏机器。 (2)柴油机停机：柴油机在高转速高负荷工况，突然失去控制而停机，柴油机再不能起动。
虽有进气预热装置，但可能有时不起作用或作用低下；柴油机机体冷，特别是在夜间冷冻一宿，已完全变冷，进入的空气虽经预热又被冷却，引起燃烧室中空气温度低，相应的润滑油温度低，机油盘润滑油温度低，各油道和各润滑表面润滑油膜温度低，发动机运转阻力大，相应转速较低；冷却液温度低，柴油机升温慢；燃油温度低，喷油器喷射雾化不良，可燃混合气形成不佳，使得燃烧不完善；再加上燃油品质不佳，黑烟就更浓。而德国道依茨BF6M1013EC型柴油机，在燃烧室中加装有笔式冷起动预热器，能给燃烧室加温，这就使冷机起动和冷起动后的预热过程的柴油机冒黑烟现象得以缓和且可较快消失掉。 对于柴油机冷起动时和延续一段时间的冒黑烟故障，很难以调整的方法加以解决，只能等待约半小时，发动机温度正常了，冒黑烟故障也就随之减轻和消失了。 (2)蓝色烟。排气蓝色烟，一般是发动机使用日久，慢慢开始烧机油引起的，随着蓝色烟雾的加重，烧机油越来越多，就应考虑维修柴油机了。 有时燃油中混有水分，或有水分漏入燃烧室中，引起燃烧的改变，柴油机会冒浅蓝色烟。 (3)白色烟。白色烟是指排气烟色为白色，与无色不同，白色是水蒸气的白色。白色表示排烟中含有水分或含未燃烧的燃油成分。柴油机在寒冷天气运行时，发动机温度低，排气管温度也低，有水蒸气排气凝结成水汽形成白色排烟，是正常现象。当发动机温度正常，排气