船舶舵机调速原理 (修改后)
舵机的工作原理
舵机的工作原理舵机是一种常见的电机控制装置，广泛应用于机器人、无人机、模型飞机等领域。
它通过控制电机的转动来实现精确的角度调整，使得被控制的机械部件能够按照预定的角度运动。
本文将详细介绍舵机的工作原理及其组成部分。
一、舵机的组成部分舵机主要由电机、减速器、控制电路和反馈装置组成。
1. 电机：舵机通常采用直流电机作为驱动源。
电机的特点是转速高、转矩大，能够提供足够的动力来驱动被控制的机械部件。
2. 减速器：舵机中的减速器主要用于减小电机的转速，增加输出的扭矩。
减速器通常采用齿轮传动的方式，通过不同大小的齿轮组合来实现减速。
3. 控制电路：控制电路是舵机的核心部分，它接收来自外部的控制信号，并根据信号的大小和方向来控制电机的转动。
控制电路通常由芯片、电容、电阻等元件组成。
4. 反馈装置：舵机的反馈装置主要用于检测输出轴的实际位置，并将其反馈给控制电路。
常见的反馈装置有光电编码器、霍尔传感器等。
二、舵机的工作原理可以简单概括为：接收控制信号→控制电路处理信号→驱动电机转动→输出轴运动。
1. 接收控制信号：舵机通常通过三线接口与外部设备连接，其中一条线用于接收控制信号。
控制信号通常是一个脉冲宽度调制（PWM）信号，脉冲的高电平时间决定了舵机输出轴的位置。
2. 控制电路处理信号：控制电路接收到控制信号后，会根据信号的高电平时间来判断输出轴应该转动到哪个位置。
控制电路会将输入信号与反馈信号进行比较，通过调整电机的转速和方向来使输出轴移动到目标位置。
3. 驱动电机转动：控制电路根据控制信号的大小和方向来控制电机的转动。
电机通过减速器传递转动力矩到输出轴，从而使输出轴按照预定的角度运动。
4. 输出轴运动：输出轴的运动受到驱动电机的控制，它会根据控制信号的变化而改变位置。
输出轴的位置通过反馈装置检测，并实时反馈给控制电路，以便进行修正。
三、舵机的工作特点舵机具有以下几个工作特点：1. 精确控制：舵机能够实现精确的角度控制，通常可以达到0.1°的精度。
舵机的相关原理与控制原理
什么是舵机：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。
还是看看具体的实物比较过瘾一点：2. 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；请看下形象描述吧: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。
舵机速度控制原理
舵机速度控制原理一、简介舵机是一种常见的电机装置，用于控制机器人或其他设备的角度或位置。
舵机速度控制是指调节舵机旋转的速度，使其能够按照预定的速度进行移动。
本文将深入探讨舵机速度控制的原理及相关知识。
二、舵机基本原理舵机的基本原理是通过提供电流来驱动电机转动，同时通过电子电路控制电机的角度。
舵机通常由一个电机、一个位置传感器和一个电子电路组成。
当电流通过电机时，电机开始旋转。
位置传感器会监测电机的角度，并将这一信息传输给电子电路。
电子电路会根据接收到的角度信号，控制电机的转动，使其停留在特定的位置。
三、舵机速度控制原理舵机速度控制是在舵机基本原理的基础上，通过控制电机旋转的速度来实现的。
下面将介绍舵机速度控制的原理和实现方法。
1. PWM信号控制舵机速度的控制是通过改变PWM信号来实现的。
PWM即脉宽调制信号，它的工作原理是通过改变信号的脉冲宽度来控制电机的转速。
舵机所接收的PWM信号通常是一个周期为20ms的方波信号，脉冲宽度在0.5ms到2.5ms之间，其中1.5ms为中间位置。
脉冲宽度越大，舵机转动的角度也越大，速度也就越快。
2. 舵机控制电路为了实现舵机的速度控制，需要添加一个舵机控制电路。
舵机控制电路通常由微控制器、驱动电路和PWM信号发生器组成。
微控制器负责接收输入的速度指令，并将其转换成相应的PWM信号。
驱动电路负责放大电流并驱动电机转动。
PWM信号发生器则用于生成PWM信号，并将其发送给舵机。
3. 控制算法舵机速度控制的实现还需要控制算法的支持。
常见的控制算法有以下几种：•开环控制：根据速度指令直接控制PWM信号的脉冲宽度。
这种方法简单但不够准确，容易受到外界干扰而导致误差增大。
•闭环控制：根据速度指令和实际转速的差异，通过调整PWM信号来控制舵机的速度。
闭环控制能够更精确地控制舵机的速度，但需要额外的位置传感器来监测实际转速。
•PID控制：PID控制是一种常用的闭环控制算法，通过比较实际转速和目标转速的差异，计算出一个修正量，再通过调整PWM信号的脉冲宽度来控制舵机的速度。
船用舵机原理
船用舵机原理船用舵机是船舶操纵系统中的重要部件，其原理和工作机制对船舶的操纵和安全具有重要影响。
船用舵机是一种能够控制船舶舵角的装置，通过对舵机的控制，船舶可以实现转向、转弯、保持航向等操作。
船用舵机的原理涉及到液压、电气和机械等多个方面的知识，下面将对船用舵机的原理进行详细介绍。
首先，船用舵机的原理涉及到液压传动系统。
液压传动系统是舵机实现舵角控制的关键。
当船舶需要改变航向时，船长或操纵员通过操纵舵机控制系统，向舵机传递指令。
舵机控制系统通过控制液压系统中的液压阀，调节液压系统中的液压油的流动方向和流量，从而控制舵机的运动。
液压传动系统具有传动效率高、动力密度大、动作平稳等优点，能够满足船舶在不同工况下的舵角控制需求。
其次，船用舵机的原理涉及到电气控制系统。
电气控制系统是舵机控制系统的重要组成部分，通过电气控制系统可以实现对舵机的远程控制。
舵机的电气控制系统包括控制器、传感器、执行机构等部件，控制器接收船长或操纵员的指令，并将指令转化为电气信号，传输给舵机的执行机构，从而控制舵机的运动。
传感器用于检测舵机的位置和舵角，将检测到的信息反馈给控制器，控制器根据反馈信息对舵机进行闭环控制，实现舵角的精确控制。
最后，船用舵机的原理涉及到机械传动系统。
机械传动系统是舵机的动力输出部分，通过机械传动系统可以将液压系统和电气系统提供的动力传递给舵机执行机构，实现舵机的运动。
机械传动系统包括液压缸、传动杆、舵轴等部件，液压缸接收液压系统提供的动力，通过传动杆将动力传递给舵轴，舵轴带动舵叶的转动，从而改变船舶的航向。
机械传动系统具有传动效率高、结构简单、可靠性高等优点，能够满足舵机在恶劣海况下的工作要求。
综上所述，船用舵机的原理涉及到液压、电气和机械等多个方面的知识，通过液压传动系统、电气控制系统和机械传动系统的协同作用，舵机可以实现舵角的精确控制，满足船舶在不同工况下的舵向要求。
舵机的原理和工作机制对船舶的操纵和安全具有重要影响，对船舶操纵系统的设计和优化具有重要意义。
船用舵机原理
船用舵机原理
船用舵机是船舶操纵系统中的重要部件，它通过控制舵的转向来实现船舶的操
纵和转向。
船用舵机原理是基于液压传动和控制技术，通过对液压系统的控制来实现舵的转动，从而改变船舶的航向。
下面我们将详细介绍船用舵机的原理和工作过程。
船用舵机的原理主要包括液压系统、舵机控制系统和舵机执行机构。
液压系统
是舵机的动力来源，它通过液压泵将液压油输送到舵机执行机构，从而实现舵的转动。
舵机控制系统负责控制液压系统的工作，包括舵机的启停、转向和速度控制。
舵机执行机构是舵机的核心部件，它通过液压力将舵转动到指定的角度，从而改变船舶的航向。
船用舵机的工作过程可以简单描述为，当船舶需要改变航向时，船长或操纵员
通过舵机控制系统发出指令，舵机控制系统接收指令后通过控制液压系统启动液压泵，液压泵将液压油输送到舵机执行机构，舵机执行机构受到液压力的作用将舵转动到指定的角度，从而改变船舶的航向。
当船舶达到指定航向后，船长或操纵员可以通过舵机控制系统停止液压泵的工作，舵机执行机构停止工作，舵保持在指定的角度，船舶保持当前航向。
船用舵机的原理和工作过程是船舶操纵系统中的关键环节，它直接影响船舶的
操纵性能和安全性能。
因此，船用舵机的设计和制造需要严格符合相关的标准和规范，确保舵机在各种工况下都能可靠地工作。
同时，船用舵机的维护和保养也至关重要，只有定期检查和保养舵机，才能确保舵机的正常工作和长期可靠性。
总之，船用舵机原理是船舶操纵系统中的重要内容，了解船用舵机的原理和工
作过程对于船舶操纵人员和船舶工程师都至关重要。
希望本文能够对读者有所帮助，谢谢！。
舵机的工作原理
舵机的工作原理引言概述：舵机是一种常见的控制装置，广泛应用于机器人、遥控模型、无人机等领域。
它通过接收控制信号来实现精确的角度控制，具有快速响应和高精度的特点。
本文将详细介绍舵机的工作原理，包括信号解析、电机驱动、反馈控制等方面。
一、信号解析1.1 脉冲宽度调制（PWM）舵机接收的控制信号是一种脉冲宽度调制信号（PWM）。
脉冲的周期通常为20毫秒，高电平的脉冲宽度决定了舵机的角度位置。
通常，1.5毫秒的脉冲宽度对应舵机的中立位置，较短的脉冲宽度使舵机转到一侧，较长的脉冲宽度使舵机转到另一侧。
1.2 控制信号解码舵机内部的电路会解析接收到的控制信号。
首先，它会将脉冲信号进行整形和增益放大，然后通过一个比较器将脉冲信号转换为数字信号。
接着，舵机会将数字信号与一个内部的角度表进行比较，以确定舵机应该转到哪个角度位置。
1.3 信号频率舵机还可以通过控制信号的频率来判断是否处于异常工作状态。
通常，合法的控制信号频率为50赫兹，如果接收到的频率超出了合法范围，舵机会进入错误状态或保护状态。
二、电机驱动2.1 直流电机舵机内部通常采用直流电机来实现角度调节。
直流电机由一个电枢和一个永磁体组成，电枢通过电流控制来产生转矩。
舵机内部的驱动电路可以根据控制信号的大小和方向，控制电流的流向和大小，从而驱动电机转动到指定的角度位置。
2.2 驱动电路舵机的驱动电路通常由一个H桥电路组成。
H桥电路可以实现电流的正反向控制，从而控制电机的转向。
通过改变电流的方向和大小，舵机可以根据控制信号精确地调整到指定的角度位置。
2.3 电机驱动的注意事项在实际应用中，为了保护电机和延长舵机的寿命，需要注意控制信号的合理范围和频率。
过大的电流或频繁的启停会导致电机过热或损坏，因此需要根据舵机的规格和工作要求来选择合适的控制信号。
三、反馈控制3.1 位置反馈为了提高舵机的精度和稳定性，一些高级舵机还配备了位置反馈装置。
位置反馈装置可以实时监测舵机的角度位置，并将实际位置与控制信号要求的位置进行比较。
船舶舵机控制原理
船舶舵机控制原理船舶舵机控制原理第一章：引言1.1 研究背景随着航运业的迅猛发展，船舶舵机控制系统的研究就显得尤为重要。
舵机作为船舶重要的操纵设备，对船舶的转向性能和航行稳定性有着至关重要的影响。
因此，研究船舶舵机控制原理的目的在于提高船舶的操纵能力和安全性。
1.2 研究目的本章主要介绍船舶舵机控制原理的研究背景和研究目的，为后续章节的内容展开做铺垫。
第二章：舵机系统架构2.1 舵机系统组成舵机系统由舵盘、舵机、传感器和控制器组成。
舵盘通过舵杆与舵机相连，舵机负责驱动舵盘转动。
传感器用于采集舵盘的角度信息，并反馈给控制器。
控制器根据传感器的反馈信息，控制舵机的工作状态。
2.2 舵机系统原理舵机系统的工作原理是通过控制舵机的方向和角度，改变舵盘的方向，从而实现船舶的转向操作。
控制器根据传感器的反馈信息，对舵机施加不同的电压信号，控制舵盘的转动角度。
第三章：舵机控制算法3.1 PID控制算法PID控制算法是舵机控制中常用的一种算法。
它主要通过比较目标值与实际值之间的误差，计算出控制量，并且根据误差的大小和方向，调整控制量的大小，从而实现舵盘的精确控制。
3.2 模糊控制算法模糊控制算法是一种可以处理非线性系统的控制算法。
它通过将输入和输出的关系进行模糊化，建立模糊规则库，并根据当前的输入信息，模糊推理出合适的输出，从而实现舵盘的控制。
第四章：实验验证4.1 实验准备本章将通过实验验证舵机控制原理的有效性。
实验将设计一套舵机控制系统，通过对舵盘施加不同的控制信号，测量舵盘的转动角度，并与设计的目标值进行比较，验证控制算法的准确性和稳定性。
4.2 实验结果分析根据实验结果可以看出，舵机控制系统采用的PID控制算法/模糊控制算法，在控制舵盘转动过程中具有较低的误差和较好的稳定性。
通过分析实验数据，验证了舵机控制原理的有效性。
结论通过对船舶舵机控制原理的研究，可以得出舵机控制系统的具体构成和工作原理。
针对不同的控制需求，可以选择合适的控制算法。
船舶舵机调速原理 (修改后)
变频液压调速系统
目前在液压系统中，泵绝大多数由异步电机拖动，电机在供电工频条件下 按额定转速运行，执行元件所需的流量，靠改变变量泵的排量来实现，即常 用的容积调速方式。这种方式尽管避免了溢流损耗，但由于常采用阀控伺服 机构来实现排量的变化，故存在着液压系统对油液抗污染要求高，小流量时 电机不泵仍需高速运转，机件易磨损和效率低，对液压元件特别是伺服变量 泵的制造精度要求高、制造成本高等问题；同时系统相对故障率也较高。
•转舵装装置(或称推舵装置)包括发出转舵力矩的执行油缸，执行电动机以及将力和力矩 传递到舵柱上的传动机构。
•操舵装置是从船舶驾驶台到舵机执行机构之间，为实现指令传送，控制舵机转向和速度， 并进行信号反馈，保证舵机按照驾驶人员的意图工作的一套设备。
•转舵执行机构需要的能源，可来自电力，液压，蒸汽、机械，人工。为准确完成舵机的 各项工什，需要有各种控制元件和辅助设备组成的完整的工作系统，它包括输出力和力 矩控制、方向控制、速度控制和信息反馈装臵等。 •其它附件有舵角指示器，压力表，温度表等。
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
二、 操舵转向的基本原理
FN 舵叶两侧水压力（舵压力） FT 摩擦力 F 水作用力
｝ ｛
F
水作用力 FL 升力 FD 阻力
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
FL 升力 FD 阻力 Cx 压力中心系数
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小组成员：李敏 周芳 刘连喜 阚一杰 吕国国 指导教师：赵静一
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
一、舵的作用：
船舶的操纵性，是船舶的主要航行 性能之一。舵是船舶操纵装置的一个重 要部件。 舵是一块平板或具有流线型截面的 板，称为舵叶。装在船尾中纵剖面或对 称于中纵剖面的位置上。它垂直地浸没 在水中，并能绕舵轴转动。
第二节
舵机的类型及特点
•按动力来源分，舵机有人力机械操纵舵机，手动液压舵机(动力为 人力，利用油液传递动力)、蒸汽舵机、电动舵机和电动液压舵机 (油泵机组将电动机电能转化为液压能，并依靠液压能进行转舵， 简称液压舵机)等五种。
•人力机械操纵舵机
用于小船上，在较大的船上有时用作备用操舵
装臵。 用手动方式产生油压进行转舵工作。它通常采用活 塞式压力泵，安装在操舵器内。舵轮旋转时，驱动压力泵，并通过 油管将压力传递到执行油缸，再推动舵柄，使舵叶转动。输出力矩 较小，一般只用于转舵力矩为2.5—10kN· m的小型船舶上。
双向变量油泵设于舵机室， 由电动机1驱动作单向回转 油泵的流量和吸排方向，则 通过与浮动杆5的C相连接 的控制杆4控制即依靠油泵 控制C偏离中位的方向和距 离，来决定泵的吸排方向和 流量。
泵控型液压调速系统采用变量泵作为主油泵， 向执行转舵油缸提供压力和流量足够的压力油， 同时利用变量泵进行操舵换向。转舵油缸回油 直接回到油泵吸入口(不回到油箱)，从而和油 泵构成封闭式的循环回路.
系统结构原理图
系统结构原理图
• 当系统发出操舵指令时， 卸荷电磁阀3得电，切断卸荷 回路，变频电机根据控制信 号的要求，以相应工作转速 和规定的方向驱动泵工作， 推动转舵油缸转舵。当舵角 达到要求后，变频电机转速 下降至泵的最低稳定工作转 速，同时电磁阀3断电，系统 卸荷。由于液压系统工作时 会发生泄漏，因而对主液压 回路须设置补油装置。系统 中阀4的两个出油口分别连接 到主油路上，进油口通过管 路不补油回路相连，可以保 证补油回路随时向主液压回 路的低压油路补油，防止产 生液压系统爬行、振动和噪 声等现象。
•转舵装装置(或称推舵装置)包括发出转舵力矩的执行油缸，执行电动机以及将力和力矩 传递到舵柱上的传动机构。
•操舵装置是从船舶驾驶台到舵机执行机构之间，为实现指令传送，控制舵机转向和速度， 并进行信号反馈，保证舵机按照驾驶人员的意图工作的一套设备。
•转舵执行机构需要的能源，可来自电力，液压，蒸汽、机械，人工。为准确完成舵机的 各项工什，需要有各种控制元件和辅助设备组成的完整的工作系统，它包括输出力和力 矩控制、方向控制、速度控制和信息反馈装臵等。 •其它附件有舵角指示器，压力表，温度表等。
随着微电子技术和功率电子器件的发展，异步电机变频调速技术以其结 构简单、坚固耐用、动态响应好等优点愈加受到人们的重视。将变频调速技 术引入液压系统中，通过改变异步电机的电源频率和电压来调节电机的转速， 从而满足执行元件速度的要求。
基于变频技术的船舶变频液压舵机是一种新型液压调速系统，它由变频 器、普通电机、定量泵、转舵机构等构成，通过变频器改变电机的供电频率 改变电机转速，调节液压回路流量，实现对转舵机构的控制。
T F2 cos R F1 sin
阻力
转舵效应；
（1）偏转
（2）横移 （3）减速
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
三、对舵机的要求
• 1、满足船舶操纵性能要求 • 舵机应能保征足够大的转舵力矩，在任何航行条件下，确保正常 工作。在最大航速时，能够将舵转动到最大舵角位置。 • 舵机应保证足够的转舵速度。 一般海船舵机，通常从一舷的最 大舵角35°转到另一舷的最大舵角35 所需要的时间应不超过30s ，并应能在28s内自一舷35转°到另一舷的30 °位臵。在船舶最 大倒航速度(最大正航速度的一半)时，舵机应保证正常工作不致 损坏。
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
舵有两大功能：
一是保持船舶预定航向的能力，称为航向稳定性； 二是改变船舶运动方向的能力，称回转性。 通常把二者统称为船舶的操纵性。
舵的作用原理：
当水流以某冲角冲至舵叶上时，便产生了流体动力，此作用力通过舵杆传递并船体上，从 而迫使船舶转向，也就达到了调整航向的目的。
x C xb
v 水流速度
ＣL升力系数 ＣD阻力系数 ＣX压力中心系数
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
在船舶重心上加一对大小等于F，方向相反的力F1、F2
转船力矩 横向推力
M S FL l X C cos FD X C sin FLl 1 CL Av 2 l 2
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
2．工作可靠，生命力强
•舵机的结构强度足以承受巨浪冲击。它应备有两套操舵装置，可以互 相换用，并有备用动力和应急装置。 •当船舶半速但不小于7kn前进时，备用动力应能使舵在60s内自一舷 15 °转至另一舷15 °。. •主操舵装置和备用操舵装置应能迅速简便地互相换用。操舵装置应有 舵角限制器。舵机工作应平稳，无撞击。
阀控型液压调速系统
•两套独立的油泵机组分别由各自的 交流电动机驱动，可以同时投入使 用，也可以单独工作，互为备用。 三位四通换向阀可以采用手动方式 或电磁远距离控制方式来进行操舵 换向——左舵或右舵。中间位置为 停舵工况。这时要求将舵锁住，使 之不自动跑舵；
阀控型液压调速系统
溢流阀的主要作用是防止舵机油缸 的工作负荷超载，保护舵设备，使 之不致损坏。例如，当舵叶碰到急 浪或冰块的冲击，油缸中的工作油 压力急剧升高时，溢流阀打开，油 便溢流到回油路。舵叶自动退让某 个角度，油缸，阀件，油管和舵设 备即可避免过载。这个动作过程称 为防浪让舵，因此该溢流阀也称防 浪阀。
泵控型液压调速系统
•采用两套独立的液压能源和控制系统，是为了保证舵机工作的可靠性和生命力。 在整个油路系统中，设置了截止阀A，B，C，D，利用它们可使舵机获得各种不 同的工况。根据需要选用油泵机组和工作油缸，可以组合成四种不同的工况.
• 泵控型舵机 - 转舵速度:
– 主要取决于油泵的流量
– 不舵杆上的扭矩负荷基本无关
• 4)在相同的输出功率和输出力矩下，液压舵机重量轻、体积小， 占舱室面积小。 • 5)维护保养简便。
舵的结构简图
舵机的典型结构
第三节 液压舵机基本调速液压油路
• 舵机液压调速系统，根据其工作原理的丌同可以分 为以下三种：
1、阀控型液压调速系统 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。 2、泵控型液压调速系统 采用变量泵供油,由流量控制阀控制流入或流出执行元件的流量来调 节速度，同时又使变量泵的输出流量与通过流量控制阀的流量相适应。 3、变频液压调速系统 通过改变异步电机的电源频率和电压来调节电机的转速，从而满足 执行元件速度的要求。
变频液压调速系统
目前在液压系统中，泵绝大多数由异步电机拖动，电机在供电工频条件下 按额定转速运行，执行元件所需的流量，靠改变变量泵的排量来实现，即常 用的容积调速方式。这种方式尽管避免了溢流损耗，但由于常采用阀控伺服 机构来实现排量的变化，故存在着液压系统对油液抗污染求高，小流量时 电机不泵仍需高速运转，机件易磨损和效率低，对液压元件特别是伺服变量 泵的制造精度要求高、制造成本高等问题；同时系统相对故障率也较高。
• 电动液压舵机 在近代大型船舶上，电动液压舵机取代了各种 舵机，在各类船舶上获得了广泛应用。电动液压舵机简称为液 压舵机。
液压舵机的特点
• 1)在相同的重量和体积下，能够产生远比蒸汽舵机，电动舵机大 得多的转舵力矩。这是依靠液压传动能够使用很高的工作油压来 达到的。
• 2)液压传动系统能够满足舵机的各项工作性能要求，如无级变速 和平稳变向，利用液压控制阀实现停舵、锁舵、超载保护，防浪 让舵等要求，结构简单，可靠。 • 3)液压控制与电气系统易结合，实现遥控和自动控制，并且操纵 轻便灵活。
阀控型液压调速系统特点
• 用单向定量油泵
– – – – 其吸排方向丌变 油液进出转舵油缸的方向由驾驶台遥控的换向阀来控制 当换向阀处于中位 油泵的排油经换向阀旁通，转舵油缸油路锁闭而稳舵
• 油泵和系统比较简单，造价相对较低 • 缺点:
– 换向阀换向，液压冲击较大，可靠性也相对较差 – 阀控型舵机在停止转舵时，泵以最大流量排油，油液发热较 多，经济性差 – 阀控型舵机适用功率范围比泵控型小
两台主油泵互为备用，可同时使用。利用主油 泵变量机构不仅可以改变推舵速度，可改变吸， 排油方向，实现操舵方向的变换。
两个液控单向阀组成双路油压自锁阀。 一是有效地实现舵机在停航时的锁舵作用(两 个液控单向阀都关闭)，而在操舵时又使两条 主油路中的油流动畅通(两个液控单向阀都开 启)，
二是一台主油泵工作时，不影响另一台备用 油泵机组。备用油泵系统中的两个液控单向阀 在压力油作用下关闭。 两只安全阀起着过载保护和防浪让舵作用。
泵控型液压调速系统
泵控型液压调速系统的原理图
1—电动机，2—双向变量泵； 3—放气阀，4—变量泵控制杆， 5 —浮动杆，6 —储能弹簧， 7—舵柄，8—反馈杆，9—撞杆， 10—舵杆，11—舵角指示器的 发送器，12—旁通阀，13—安 全阀，14—转舵油缸，15—调 节螺母，16 —液压遥控受动器， 17—电气遥控伺服油缸
系统结构简图 ：
系统采用变频调 速电机、定量泵—定 量马达构成液压调速 系统。高压安全阀防 止系统过载，马达加 载，光电编码器时刻 检测马达转速并反馈 给控制器，形成闭环 实时控制系统。
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
二、 操舵转向的基本原理
FN 舵叶两侧水压力（舵压力） FT 摩擦力 F 水作用力
｝ ｛
F
水作用力 FL 升力 FD 阻力
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
FL 升力 FD 阻力 Cx 压力中心系数