一种船舶舵机电子控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种船舶舵机控制系统，包括方向舵装置和第一旋转编码器，方向舵装置与第一旋转编码器连接；还包括PID控制器、执行装置和舵叶转动装置，PID控制器的信号输入端与第一旋转编码器的信号输出端通过线路连接，PID控制器的信号输出端与执行装置的信号端通过线路连接，执行装置与舵叶转动装置通过管路连接；还包括第二旋转编码器，第二旋转编码器与舵叶转动装置连接，第二旋转编码器的信号输出端与PID控制器的信号输入端通过线路连接。相对现有技术，本实用新型结构简单、成本低、质量稳定、便于维修；且便于操作、驾驶感强、适合小流量内河航行。
【专利说明】
一种船舶舵机电子控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及船舶技术领域，特别涉及一种船舶舵机电子控制系统。
【背景技术】
[0002]目前船舶方向舵多采用液压控制，具有结构复杂、成本高、维修量大、质量重的不足。另一种电器控制舵则是用左、右开关控制方向，存在操作难度大，安全性低，无驾驶感、不适合小流量内河航行。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、质量稳定、便于维修;且便于操作、驾驶感强、适合小流量内河航行的船舶舵机控制系统。
[0004]本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种船舶舵机控制系统，包括方向舵装置和将方向舵装置旋转位移转换为旋转电信号的第一旋转编码器，所述方向舵装置与所述第一旋转编码器连接；
[0005]还包括对旋转电信号进行处理以及生成控制信号的PID控制器、根据控制信号进行调控的执行装置和舵叶转动装置，所述PID控制器3的信号输入端与所述第一旋转编码器的信号输出端通过线路连接，所述PID控制器的信号输出端与所述执行装置的信号端通过线路连接，所述执行装置与所述舵叶转动装置通过管路连接并控制所述舵叶转动装置旋转；
[0006]还包括将所述舵叶转动装置旋转位移转换为旋转电信号第二旋转编码器，所述第二旋转编码器与所述舵叶转动装置连接，所述第二旋转编码器的信号输出端与所述PID控制器的信号输入端通过线路连接。
[0007]本实用新型的有益效果是:通过方向舵装置和第一旋转编码器能产生旋转电信号，PID控制器根据旋转电信号调控执行装置，执行装置控制舵叶转动装置进行旋转，实现满足传统操作习惯，又有良好驾驶感;而且方向舵与舵叶的旋转采用PID控制器，成本低、可靠性高;其中第二旋转编码器感应舵叶转动装置的位移生成旋转信号作为电磁阀工作后的反馈信号，从而形成伺服闭环系统，实现本系统结构简单、成本低、质量稳定、便于维修;且便于操作、驾驶感强、适合小流量内河航行。
[0008]在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
[0009]进一步，所述方向舵装置的旋转盘上设置有对旋转盘旋转进行力阻的力阻装置和对旋转盘进行定位的定位装置。
[0010]采用上述进一步方案的有益效果是:力阻装置和定位装置能提高驾驶船的安全性和习惯性。
[0011 ] 进一步，所述方向舵装置的方向盘旋转N周满舵，且0.5〈N〈20。
[0012]进一步，所述执行装置为根据控制信号进行油路控制的油路电磁阀。
[0013]进一步，还包括为所述执行装置进行供应液压油的液压供油装置，所述液压供油装置与所述油路电磁阀通过管路连接。
[0014]进一步，所述舵叶转动装置包括液压缸和舵叶，所述液压缸的输出轴与所述舵叶固定连接，所述液压缸的输入端通过管路与所述油路电磁阀连接。
[0015]采用上述进一步方案的有益效果是:通过对油路电磁阀的控制，实现对液压缸输出轴伸缩控制，提升控制效率和精准度。
[0016]进一步，还包括用于显示舵叶旋转的舵叶旋转指示器，所述舵叶旋转指示器与所述PID控制器的信号输出端连接。
[0017]采用上述进一步方案的有益效果是:舵叶旋转指示器便于操作人员了解舵叶旋转状态，加强实时控制。
[0018]进一步，还包括满舵检测清零装置，所述满舵检测清零装置与所述PID控制器通过线路连接。
[0019]采用上述进一步方案的有益效果是:满舵检测清零装置能提高本系统安全性和减少位移累计误差。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型一种船舶舵机控制系统的模块框图。
[0021 ]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0022]1、方向舵装置，2、第一旋转编码器，3、PID控制器，4、执行装置，5、舵叶转动装置，6、第二旋转编码器，7、液压供油装置，8、舵叶旋转指示器，9、满舵检测清零装置。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0024]如图1所示，一种船舶舵机控制系统，包括方向舵装置I和将方向舵装置I旋转位移转换为旋转电信号的第一旋转编码器2，所述方向舵装置I与所述第一旋转编码器2连接；
[0025]还包括对旋转电信号进行处理以及生成控制信号的PID控制器3、根据控制信号进行调控的执行装置4和舵叶转动装置5，所述PID控制器3的信号输入端与所述第一旋转编码器2的信号输出端通过线路连接，所述PID控制器3的信号输出端与所述执行装置4的信号端通过线路连接，所述执行装置4与所述舵叶转动装置5通过管路连接并控制所述舵叶转动装置5旋转；
[0026]还包括将所述舵叶转动装置5旋转位移转换为旋转电信号第二旋转编码器6，所述第二旋转编码器6与所述舵叶转动装置5连接，所述第二旋转编码器6的信号输出端与所述PID控制器3的信号输入端通过线路连接。
[0027]优选的，所述方向舵装置I的旋转盘上设置有对旋转盘旋转进行力阻的力阻装置和对旋转盘进行定位的定位装置。
[0028]优选的，所述方向舵装置I方向盘旋转N周满舵，且0.5〈N〈20。
[0029]优选的，所述执行装置4为根据控制信号进行油路控制的油路电磁阀。
[0030]优选的，还包括为所述执行装置4进行供应液压油的液压供油装置7，所述液压供油装置7与所述油路电磁阀通过管路连接。[0031 ]优选的，所述舵叶转动装置5包括液压缸和舵叶，所述液压缸的输出轴与所述舵叶固定连接，所述液压缸的输入端通过管路与所述油路电磁阀连接。
[0032]优选的，还包括用于显示舵叶旋转的舵叶旋转指示器8，所述舵叶旋转指示器8与所述PID控制器3的信号输出端连接。
[0033]优选的，还包括满舵检测清零装置9，所述满舵检测清零装置9与所述PID控制器3通过线路连接。
[0034]实施本装置，方向舵装置I顺时针旋转时第一编码器输出正脉冲信号+X;方向舵装置I逆时针旋转时第一编码器输出负脉冲信号-X ；
[0035]第一旋转编码器2输出的脉冲信号X传送至PID控制器，方向舵装置I连续旋转，PID控制器3将收到第一旋转编码器2送来的N个脉冲信号X，并记录；
[0036]舵叶轴上安装的第二旋转编码器6，舵叶轴转动时第二旋转编码器6发出脉冲信号土 Y，并反馈到PID控制器3 ;PID控制器3在不断的做X与bY的比例运算；
[0037]当PID控制器3收到第一旋转编码器2送来的第一个脉冲信号X时，PID控制器3原有的平衡状态被打破，即X不在等于bY(b为比例常数，Y为第二旋转编码器6发出脉冲信号)；如X>bY时，PID控制器3发出开启油路电磁阀右通道的控制信号，液压缸推动舵叶右摆，船开始转右行驶;反之X〈bY时，PID控制器3发出开启油路电磁阀左通道的控制信号，液压缸推动舵叶左摆，船开始转左行驶；
[0038]只有当PID控制器3计算到X= bY时，PID控制器发出开启油路电磁阀发出停止的控制信号，油路电磁阀关闭所有通道，系统进入新的平衡状态，船舶原着设定方向行驶。
[0039]b为比例常数可根据驾驶员需求设定，比如驾驶舵是旋转6周满舵，取b = 54，6*360/54 = 40度，此方法是为防止方向舵过于灵敏，提高船舶航行的稳定性；同时增加驾驶员的驾驶感，提尚安全性。
[0040]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种船舶舵机电子控制系统，其特征在于:包括方向舵装置(I)和将方向舵装置(I)旋转位移转换为旋转电信号的第一旋转编码器(2)，所述方向舵装置(I)与所述第一旋转编码器(2)连接； 还包括对旋转电信号进行处理以及生成控制信号的PID控制器(3)、根据控制信号进行调控的执行装置(4)和舵叶转动装置(5)，所述PID控制器(3)的信号输入端与所述第一旋转编码器(2)的信号输出端通过线路连接，所述PID控制器(3)的信号输出端与所述执行装置(4)的信号端通过线路连接，所述执行装置(4)与所述舵叶转动装置(5)通过管路连接并控制所述舵叶转动装置(5)旋转； 还包括将所述舵叶转动装置(5)旋转位移转换为旋转电信号第二旋转编码器(6)，所述第二旋转编码器(6)与所述舵叶转动装置(5)连接，所述第二旋转编码器(6)的信号输出端与所述PID控制器(3)的信号输入端通过线路连接。2.根据权利要求1所述一种船舶舵机电子控制系统，其特征在于:所述方向舵装置(I)的旋转盘上设置有对旋转盘旋转进行力阻的力阻装置和对旋转盘进行定位的定位装置。3.根据权利要求1所述一种船舶舵机电子控制系统，其特征在于:所述方向舵装置(I)的方向盘旋转N周满舵，且0.5〈N〈20。4.根据权利要求1所述一种船舶舵机电子控制系统，其特征在于:所述执行装置(4)为根据控制信号进行油路控制的油路电磁阀。5.根据权利要求4所述一种船舶舵机电子控制系统，其特征在于:还包括为所述执行装置(4)进行供应液压油的液压供油装置(7)，所述液压供油装置(7)与所述油路电磁阀通过管路连接。6.根据权利要求5所述一种船舶舵机电子控制系统，其特征在于:所述舵叶转动装置(5)包括液压缸和舵叶，所述液压缸的输出轴与所述舵叶固定连接，所述液压缸的输入端通过管路与所述油路电磁阀连接。7.根据权利要求1所述一种船舶舵机电子控制系统，其特征在于:还包括用于显示舵叶旋转的舵叶旋转指示器(8)，所述舵叶旋转指示器(8)与所述PID控制器(3)的信号输出端连接。8.根据权利要求1至7任一项所述一种船舶舵机电子控制系统，其特征在于:还包括满舵检测清零装置(9)，所述满舵检测清零装置(9)与所述PID控制器(3)通过线路连接。
【文档编号】B63H25/24GK205440831SQ201521106813
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月28日
【发明人】董以辉, 吴军, 陈小东
【申请人】桂林澳格莱船舶科技有限公司