船舶舵机的电力拖动与控制.pptVIP

比例舵只考虑了偏舵角，而没有考虑偏航角速度。当偏航角速度较高时，应该适当增加偏舵角，以有效抑制船舶继续偏航。同时，当船舶回到正航向时，虽然偏航角为零，但由于惯性，船舶仍有一个偏航角速度，会使船舶向另一侧偏航。故造成船舶沿航向作S型航行。比例—微分舵01K2(KD)是微分系数。03通常所说的纠偏舵、稳舵角或反舵角等均指微分舵作用。05以船舶偏航角φ和偏航角速度dφ/dt按比例给出偏舵角β,即02加入微分环节后使得系统具有“超前”的校正控制作用。提高系统的灵敏度。04比例微分舵角及其合成曲线比例作用微分作用共同作用偏航角偏航角微分控制特点：当船舶受到风浪影响发生偏航时，偏航角速度较大，产生-K2dφ/dt大，使开始偏航的一段时间内产生较大的舵角。船舶回航时，由于dφ/dt变号，故增加了回舵，使舵角提前减小。在舵还未回到正航向之前，由于-K2dφ/dt的作用，舵角已经提前变号，在船舶回到正航向时，已产生了足够大小的反舵角，这对于克服由于船舶惯性向另一侧摆动很有好处，使航向偏摆迅速减小，从而船舶较快稳定在正航向上。比例微分舵角及其合成曲线比例系数K1与微分系数K2选择不当，也将影响航行质量。当载荷增加而船速减慢时，相对于K1，把K2的值调得过小(大比例小微分)，则比例舵的效果就比微分舵的效果大，所以船舶以正航向为中心，左右摇摆，逐渐衰减，最后停止在正船向上，如图所示。偏航比例一微分舵对偏航角的影响反过来，相对K1把K2调得过大(小比例大微分)，则微分舵的效果更明显，因而航向不发生摇摆，航迹呈现过阻尼现象，船舶长时间不能恢复正航向。如图所示。在不同的航行工况下，如何适当选择K1和K2数值，需通过实践，常常是靠经验来调整K1和K2。比例一微分舵对偏航角的影响比例—微分—积分舵K3(KI)是积分系数。其调节规律是以船舶偏航角φ、偏航角速度dφ/dt和偏航角的积分∫φdt按比例给出偏舵角β，即积分环节的作用在于消除船舶由于船型不对称、螺旋桨不对称或船舶单侧风、水流的影响使偏航角在不灵敏区所引起的横向移动距离。（不灵敏区是在△φ较小时，自动舵是不调节的）有时候在船舶给定的航向两侧均匀摇摆，经过比较长的时间后，其平均航向仍在正航向上，因此也无需使舵动作，如图(b)所示。如果由于某种原因引起船舶的瞬时偏航，后来立即消失，因为作用时间短，不影响整个航向，所以对其平均航向没有偏移，无需发出校正动舵信号，如图(a)所示。只有当船舶在偏航死区内左右摇摆不均匀，平均航向如图(c)所示偏离正航向一侧，且又持续了很长一段时间，于是偏航积分环节发出信号，予以校正。图(d)所示为平均航向发生偏移，积分校正器工作后，船舶返回正航向的情况。自动舵虽能纠偏使船舶返回正航向，但对船舶的横向漂移却无能为力。可利用GPS定位系统来实现航线控制。“比例～微分～积分”调节系统是比较完善的自动舵，但系统构造较复杂。有的自动舵以“压舵”环节了替代上述的积分环节，从而使控制系统得到简化。01所谓“压舵”，指的是船舶航行受到持续的单侧横向力的干扰（如风浪、推进器、船舶装载不对称等），使船舶形成向某一侧的小偏航。估计这种情况可能发生，则在自动舵放大环节的输入端加入某一极性的固定信号，这样产生一个相应的固定偏舵角，对船舶形成一个固定的转船力矩，用以平衡单侧横向干扰力。这一固定大小的舵角称之为压舵角。0201比例舵：可以克服偏航，但容易形成S形航迹，调整过程较长。02比例-微分舵：可以减小最大偏航角，克服回航时的反向偏航，加快操舵系统响应速度。但微分系数不能太大，否则容易造成不稳定。03比例-微分-积分舵：能够产生“自动压舵”调节，克服不对称偏航。总结：三种控制规律比较§10-4自动操舵系统基本要求和工作原理1.自动操舵系统基本要求（四项）1）自动操舵性能良好初始转舵角（一次偏舵角）的数值要合适自动舵还必须保证有附加舵角（二次偏舵角）。（即合理选择比例舵的比例系数）。2）具有必要的调节装置（1）灵敏度调节（俗称天气调节）（2）舵角比例调节（K1的调节要合适）（3）反舵角调节（K2的调节要合适）（4）压舵调节（积分调节即K3要合适）（5）航向调节*偏舵作用：转船使船横移产生航行阻力*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