船舶常用控制电路—船舶舵机控制系统.pptx

任务六船舶舵机控制系统;一、船舶舵机控制系统的基本要求;①对于客船，当任一台动力设备不工作时，主操舵装置

仍能按本规定进行操舵；

②对于货船，当所有动力设备都工作时，主操舵装置能

按本规定进行操舵；

③主操舵装置应布置成当其管系或一台动力设备发生单

项故障时此缺陷能被隔离，使操舵能力能够保持或迅

速恢复。

;2．主操舵装置和舵杆：具有足够的强度并能在船舶最大

航海吃水和最大营运前进航速时进行操舵，使舵自任

一舷的35°，转至另一舷的35°，且于相同条件下自

一舷的35°转至另一舷的300所需时间不超过28s。

;3．辅助操舵装置：

①具有足够的强度和足以在可驾驶的航速下操纵船

舶，并能在应急情况下迅速投入工作；

②应能在船舶最大航海吃水和以最大营运前进航速

的一半但不小于7kn时进行操舵，使舵自一舷

15°，转至另一舷的15°，且所需时间不超过

60s。;4．主、辅操舵装置动力设备：

①当动力源发生故障失效后又恢复输送时能自动再起

动；

②能从驾驶室控制使其投入工作；

③任一台操舵装置动力设备的动力源发生故障时，应在

驾驶室发出声、光警报；

④驾驶室与舵机室之间，应设有通信设施；

⑤操舵装置应设有有效的舵角限位器。以动力转舵的操

舵装置，应装设限位开关或类似设备，使舵在到达舵

角限位器前停住。装设的限位开关或类似设备，应该

与转舵机构本身同步而不应与舵机的控制相同步；

⑥舵装置应有保持舵位不动的制动装置。

;二、舵机的操纵方式;图5-6-1DSI型应急操舵装置简图;图5-6-2单动操舵方框图;随动舵控制系统只要操作人员给出某一操舵指令，系统

就能自动地按指令把舵叶转到所要求的舵角上，并且自动

使舵叶停转。

图5-6-3为随动舵系统方框图。它是按偏差原则进行调节

的。

;;自动舵是根据电罗经送来的船舶实际航向与给定航向

信号的偏差进行控制的。在舵机投入自动工作时，如果船

舶偏离了航向，不用人的干预，自动舵就??自动投入运

行，转动舵叶，使船舶回到给定航向上来。;（1）比例舵(P)

比例舵调节中偏舵角B与偏航角Φ成比例关系变化，即

B=-K1Ψ

式中，K1为比例系数；负号“－”表示偏舵的方向是消除

偏航。

船舶因风浪等影响引起偏航时，采用比例舵操舵有纠正偏

航的能力。但是它使船舶周而复始地围绕正航向左右摇

摆，船舶的航迹呈“S”形振荡，衰减很慢。;（2）比例一微分舵(PI)

按比例操舵的偏舵角仅考虑了偏航角的大小，没有考虑

偏航角速度。其实，偏航速度高时，应当加大偏舵角，

以有效地抑制船舶继续偏航；另外，该船舶回到正航向

后，虽然偏航角等于零，但由于惯性，船舶仍然有一个

偏航角速度，使船舶又继续朝另一侧偏航。因此比例操

舵会造成船舶沿航向作S形航行。比例一微分舵就是为

解决这个问题而产生的。它的调节规律符合关系式：

;（3）比例一微分一积分舵(PID)

为提此以提高航向调节的精度，减少、甚至消除静态误

差，在比例一微分舵的基础上，设置积分调节，亦即比

例一微分一积分舵。它满足下面的关系式。

;三、自动操舵的基本要求与工作原理;2、自动操舵的工作原理;图5-6-4G-M系统自动操舵的原理图;第一阶段（Ⅰ）：船舶沿正航向K航行，滚轮1恰好与

绝缘块4接触，电动机不转动，舵叶在艏艉线上，艏艉线

与正航向重合，偏航角φ、偏舵角β都为零。

第二阶段（Ⅱ）：假设由于受到风、流等外界影响，船

舶向右偏航，首先航向发送器使自动操舵仪上的航向接

受器（即罗经复示器）同步转动某一角度，并带动滚轮1

向左偏转，与左边导电半圆环2接触，电动机转动，舵叶

向左弦偏转，通过舵角反馈同步传递结构，使两个导电

环以相同的方向向左作追随滚轮的运动。这一阶段由于

外界干扰的持续存在，开始偏舵时偏舵角很小，舵效不

明显，所以船舶继续向右偏航（φ增加），导电环继续

作追随滚轮的运动。;第三阶段（Ⅲ）：由于较强的舵效，使船舶偏航到某一最

大偏航角而停止偏航，导电环追上滚轮，绝缘块与滚

轮接触，电动机停转，偏舵角也达到最大值。

第四阶段（Ⅳ）：船舶在左舵作用下，向正航向K回转，

偏航角从逐