專利名稱：電液比例雙舵隨動(dòng)同步操作控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種操作控制系統(tǒng)，特別是涉及一種舵機(jī)操作控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前普通的雙舵控制系統(tǒng)主要由自動(dòng)舵控制系統(tǒng)和液壓舵機(jī)系統(tǒng)(主要包括液壓 馬達(dá)定量泵，電磁閥，油缸等)，自動(dòng)舵系統(tǒng)通過(guò)控制普通電磁閥的開(kāi)關(guān)，控制液壓油 路給油缸供油，驅(qū)動(dòng)舵頁(yè)工作。因?yàn)橄到y(tǒng)的控制信號(hào)為開(kāi)關(guān)信號(hào)，給驅(qū)動(dòng)油缸的供油模 式只有供油和不供油兩種狀態(tài)，而且供油量恒定。在這種工況下，有以下問(wèn)題存在1， 操舵的啟動(dòng)和停止時(shí)，系統(tǒng)沖擊大，震動(dòng)劇烈，系統(tǒng)損耗大；2，在雙舵同步操作時(shí)， 因?yàn)槎靠刂疲菀桩a(chǎn)生同步震蕩而損傷舵機(jī)系統(tǒng)，或同步舵角誤差大以至于降低舵效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采用自動(dòng)化控制、即保證系統(tǒng)達(dá)到操縱雙襟葉舵的各項(xiàng) 單控指標(biāo)與同步工作要求，也注意到系統(tǒng)安全性和實(shí)用性的電液比例雙舵隨動(dòng)同步操作 控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)
本發(fā)明的一種電液比例雙舵隨動(dòng)同步操作控制系統(tǒng)，它包括自動(dòng)舵控制系統(tǒng)、左舵 機(jī)電源/信號(hào)控制箱、左舵機(jī)控制箱、左舵機(jī)系統(tǒng)、左舵角信號(hào)反饋裝置和右舵機(jī)電源/ 信號(hào)控制箱、右舵機(jī)控制箱、右舵機(jī)系統(tǒng)、右舵角信號(hào)反饋裝置，所述的自動(dòng)舵控制系 統(tǒng)根據(jù)舵角發(fā)令結(jié)合舵角信號(hào)反饋裝置發(fā)出的反饋信號(hào)對(duì)，發(fā)出舵角控制指令到左、右 舵機(jī)電源/信號(hào)控制箱，進(jìn)行舵角控制；所述的左、右舵機(jī)電源/信號(hào)控制箱根據(jù)舵角控 制指令對(duì)左、右舵機(jī)控制箱發(fā)出舵角控制命令；左、右舵機(jī)控制箱根據(jù)舵角控制命令對(duì) 左、右舵機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，控制舵機(jī)的動(dòng)作；左、右舵角信號(hào)反饋裝置將舵角的真實(shí)情 況時(shí)時(shí)傳送給自動(dòng)舵控制系統(tǒng)進(jìn)行參比和計(jì)算。
所述左、右舵機(jī)系統(tǒng)采用以變量液壓泵和比例電磁閥為控制核心的液壓舵機(jī)控制系 統(tǒng)，以左舵機(jī)系統(tǒng)為主系統(tǒng)，該主系統(tǒng)為荷蘭VAN DER VELDEN的液壓舵機(jī)系統(tǒng)。具體配置機(jī)旁控制箱、液壓泵站、液壓油柜、舵角指示傳感器、舵角指示器、零舵角限位、 35度和45度限位、舵機(jī)報(bào)警處理單元、舵機(jī)報(bào)警板。所述的左、右舵機(jī)系統(tǒng)分別由兩臺(tái)液壓泵驅(qū)動(dòng)兩套擺動(dòng)油缸推動(dòng)舵柄，左舵機(jī)系統(tǒng) 和右舵機(jī)系統(tǒng)這兩套系統(tǒng)可以單獨(dú)操作，同時(shí)也可以選擇單液壓泵或雙液壓泵工作，另 外這兩套舵系統(tǒng)也可以進(jìn)行電子同步操作。根據(jù)不同的工作情況，自動(dòng)舵控制系統(tǒng)可以 從隨動(dòng)控制切換到非隨動(dòng)控制，以實(shí)現(xiàn)左、右舵機(jī)系統(tǒng)操作的相互獨(dú)立控制；左、右舵 機(jī)系統(tǒng)的液壓泵控制可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行時(shí)時(shí)獨(dú)立操作，也可通過(guò)左、右舵機(jī)系統(tǒng)同 時(shí)操作，以雙液壓泵工作來(lái)提高舵頁(yè)工作的最高速度；在隨動(dòng)狀態(tài)，自動(dòng)舵控制系統(tǒng)通 過(guò)舵角反饋信號(hào)和隨動(dòng)操舵信號(hào)來(lái)發(fā)出舵令信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電子同步操舵功能。所述的自動(dòng)舵控制系統(tǒng)為日本Y0K0GAWA的PT500D-P-N2-TWIN自適應(yīng)自動(dòng)舵控制系 統(tǒng)。系統(tǒng)根據(jù)舵令，結(jié)合舵角反饋信號(hào)，輸出模擬量控制信號(hào)，控制舵機(jī)的液壓系統(tǒng)， 保證舵角的準(zhǔn)確和同步的操作。具體配置舵角反饋單元(含限位)、機(jī)旁操舵信號(hào)轉(zhuǎn) 換板、隨動(dòng)操舵單元、非隨動(dòng)操舵單元、自動(dòng)舵操舵單元。本電液比例雙舵隨動(dòng)同步操作控制系統(tǒng)采用閉環(huán)回路控制系統(tǒng)1、 單舵控制系統(tǒng)根據(jù)舵令輸出控制信號(hào)，根據(jù)舵角反饋信號(hào)調(diào)整信號(hào)輸出將舵 機(jī)停在指令位置；2、 在自動(dòng)或隨動(dòng)操舵方式，雙舵聯(lián)動(dòng)控制以一舵為主， 一舵跟隨。系統(tǒng)發(fā)出隨 動(dòng)舵令，主舵(一般為左舵)根據(jù)舵令發(fā)出的控制信號(hào)執(zhí)行舵令，根據(jù)舵主舵 的角反饋信號(hào)比較輸出控制從舵的信號(hào)，以保證雙舵的同步。3、 在非隨動(dòng)操舵時(shí)，直接作用土10V信號(hào)為開(kāi)關(guān)信號(hào)至比例驅(qū)動(dòng)放大器，從而飽和 輸出操縱電磁閥。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于采用了比例閥和變量泵控制，因此減少設(shè)備的機(jī)械沖擊，便 于維護(hù)；由于比例閥的使用和操舵信號(hào)的連續(xù)可變，帶來(lái)了整個(gè)系統(tǒng)的連續(xù)平穩(wěn)啟動(dòng)和 連續(xù)平穩(wěn)停止，有效減少機(jī)械沖擊，不但保護(hù)舵機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)，也有利于減少尾部結(jié)構(gòu) 的機(jī)械震動(dòng)；而且變量液壓泵和比例閥的使用，達(dá)到操縱雙襟葉舵的各項(xiàng)單控指標(biāo)與同步工作要求。


圖1是本發(fā)明電液比例雙舵隨動(dòng)同步操作控制系統(tǒng)的控制流程圖2是圖1中的左、右舵機(jī)系統(tǒng)液壓原理圖3是圖1中的自動(dòng)舵控制系統(tǒng)構(gòu)造圖4是圖1中的比例閥變量泵驅(qū)動(dòng)控制電路圖4中AMPLIFIER MODUL是信號(hào)放大模塊，P0RTSIDE是左舷，STARBOARD是右舷，PILOT 是驅(qū)動(dòng)信號(hào)，24VDC POWER 是24V直流電源。 圖5是圖4的比例閥變量泵驅(qū)動(dòng)控制圖5中的AMPLIFIER M0DUL是信號(hào)放大模塊，CURRENT CONTROL RELAY是電流繼電器， 0P0RTI0NAL VALVE是操作閥，LIMIT SWITCH是限位開(kāi)關(guān)，P0RTSIDE是左舷，STARBOARD是右 舷。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明
如圖1~5所示，本實(shí)施例的一種電液比例雙舵隨動(dòng)同步操作控制系統(tǒng)，它包括自動(dòng)
舵控制系統(tǒng)l、左舵機(jī)電源/信號(hào)控制箱2、左舵機(jī)控制箱3、左舵機(jī)系統(tǒng)4、左舵角信 號(hào)反饋裝置5和右舵機(jī)電源/信號(hào)控制箱6、右舵機(jī)控制箱7、右舵機(jī)系統(tǒng)8、右舵角信 號(hào)反饋裝置9，所述的自動(dòng)舵控制系統(tǒng)l根據(jù)舵角發(fā)令結(jié)合舵角信號(hào)反饋裝置發(fā)出的反 饋信號(hào)對(duì)，發(fā)出舵角控制指令到左、右舵機(jī)電源/信號(hào)控制箱6，進(jìn)行舵角控制；所述 的左、右舵機(jī)電源/信號(hào)控制箱6根據(jù)舵角控制指令對(duì)左、右舵機(jī)控制箱3、 7發(fā)出舵角 控制命令；左、右舵機(jī)控制箱3、 7根據(jù)舵角控制命令對(duì)左、右舵機(jī)系統(tǒng)4、 8進(jìn)行驅(qū)動(dòng)， 控制舵機(jī)的動(dòng)作；左、右舵角信號(hào)反饋裝置9將舵角的真實(shí)情況時(shí)時(shí)傳送給自動(dòng)舵控制 系統(tǒng)l進(jìn)行參比和計(jì)算。
所述左、右舵機(jī)系統(tǒng)4、 8采用以變量液壓泵和比例電磁閥為控制核心的液壓舵機(jī) 控制系統(tǒng)，主系統(tǒng)為荷蘭VAN DER VELDEN的液壓舵機(jī)系統(tǒng)。具體配置機(jī)旁控制箱、液壓泵站、液壓油柜、舵角指示傳感器、舵角指示器、零舵角限位、35度和45度限位、 舵機(jī)報(bào)警處理單元、舵機(jī)報(bào)警板。所述的左、右舵機(jī)系統(tǒng)4、 8分別由兩臺(tái)液壓泵驅(qū)動(dòng)兩套擺動(dòng)油缸推動(dòng)舵柄，左舵 機(jī)系統(tǒng)4和右舵機(jī)系統(tǒng)8這兩套系統(tǒng)可以單獨(dú)操作，同時(shí)也可以選擇單液壓泵或雙液壓 泵工作，另外這兩套舵系統(tǒng)也可以進(jìn)行電子同步操作。根據(jù)不同的工作情況下，自動(dòng)舵 可以從隨動(dòng)控制切換到非隨動(dòng)控制，以實(shí)現(xiàn)舵機(jī)操作的相互獨(dú)立控制。每套舵機(jī)的液壓 泵的控制可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行時(shí)時(shí)獨(dú)立操作，來(lái)通過(guò)雙泵工作來(lái)提高舵頁(yè)工作的最高 速度。在隨動(dòng)狀態(tài)，自動(dòng)舵通過(guò)舵角反饋信號(hào)和隨動(dòng)操舵信號(hào)來(lái)發(fā)出舵令信號(hào)，實(shí)現(xiàn)同 步操舵功能。所述的自動(dòng)舵控制系統(tǒng)1為日本Y0K0GAWA的PT500D-P-N2-TWIN自適應(yīng)自動(dòng)舵控制 系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)舵令，結(jié)合舵角反饋信號(hào)，輸出模擬量控制信號(hào)，控制舵機(jī)的液壓系統(tǒng)， 保證舵角的準(zhǔn)確和同步的操作。具體配置舵角反饋單元(含限位)、機(jī)旁操舵信號(hào)轉(zhuǎn) 換板、隨動(dòng)操舵單元、非隨動(dòng)操舵單元、自動(dòng)舵操舵單元。本電液比例雙舵隨動(dòng)同步操作控制系統(tǒng)采用閉環(huán)回路控制系統(tǒng)，具體分為以下三種 方式1、 單舵控制系統(tǒng)根據(jù)舵令輸出控制信號(hào)，根據(jù)舵角反饋信號(hào)調(diào)整信號(hào)輸出將舵 機(jī)停在指令位置；2、 在自動(dòng)或隨動(dòng)操舵時(shí)，雙舵聯(lián)動(dòng)控制以一舵為主， 一舵跟隨。系統(tǒng)發(fā)出隨動(dòng) 舵令，主舵(一般為左舵)根據(jù)舵令發(fā)出的控制信號(hào)執(zhí)行舵令，根據(jù)舵主舵的 角反饋信號(hào)比較輸出控制從舵的信號(hào)，以保證雙舵的同步。3、 在非隨動(dòng)操舵時(shí)，直接作用士10V信號(hào)為開(kāi)關(guān)信號(hào)至比例驅(qū)動(dòng)放大器，從而飽和 輸出操縱電磁閥。電液比例雙舵隨動(dòng)同步操作系統(tǒng)根據(jù)舵角和舵令的情況，發(fā)出-io到+10V的連續(xù)電壓信號(hào)。該控制信號(hào)通過(guò)比例閥控制板控制比例閥的開(kāi)度，從而控制舵機(jī)的變量液壓泵 的輸出流量，調(diào)整舵角運(yùn)行速度，保證舵角運(yùn)行的平穩(wěn)和減少機(jī)械沖擊。
權(quán)利要求
1.電液比例雙舵隨動(dòng)同步操作控制系統(tǒng)，其特征在于它包括自動(dòng)舵控制系統(tǒng)、左舵機(jī)電源/信號(hào)控制箱、左舵機(jī)控制箱、左舵機(jī)系統(tǒng)、左舵角信號(hào)反饋裝置和右舵機(jī)電源/信號(hào)控制箱、右舵機(jī)控制箱、右舵機(jī)系統(tǒng)、右舵角信號(hào)反饋裝置，所述的自動(dòng)舵控制系統(tǒng)根據(jù)舵角發(fā)令結(jié)合舵角信號(hào)反饋裝置發(fā)出的反饋信號(hào)對(duì)，發(fā)出舵角控制指令到左、右舵機(jī)電源/信號(hào)控制箱，進(jìn)行舵角控制；所述的左、右舵機(jī)電源/信號(hào)控制箱根據(jù)舵角控制指令對(duì)左、右舵機(jī)控制箱發(fā)出舵角控制命令；左、右舵機(jī)控制箱根據(jù)舵角控制命令對(duì)左、右舵機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，控制舵機(jī)的動(dòng)作；左、右舵角信號(hào)反饋裝置將舵角的真實(shí)情況實(shí)時(shí)傳送給自動(dòng)舵控制系統(tǒng)進(jìn)行參比和計(jì)算。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電液比例雙舵隨動(dòng)同步操作控制系統(tǒng)，其特征在于 所述左、右舵機(jī)系統(tǒng)采用以變量液壓泵和比例電磁閥為控制核心的液壓舵機(jī) 控制系統(tǒng)，以左舵機(jī)系統(tǒng)為主系統(tǒng)，該主系統(tǒng)為荷蘭VAN DER VELDEN的液 壓舵機(jī)系統(tǒng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電液比例雙舵隨動(dòng)同步操作控制系統(tǒng)，其特征在 于所述的左、右舵機(jī)系統(tǒng)分別由兩臺(tái)液壓泵驅(qū)動(dòng)兩套擺動(dòng)油缸推動(dòng)舵柄， 根據(jù)不同的工作情況，自動(dòng)舵控制系統(tǒng)可以從隨動(dòng)控制切換到非隨動(dòng)控制， 以實(shí)現(xiàn)左、右舵機(jī)系統(tǒng)操作的相互獨(dú)立控制；左、右舵機(jī)系統(tǒng)的液壓泵控制 可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行時(shí)時(shí)獨(dú)立操作，也可通過(guò)左、右舵機(jī)系統(tǒng)同時(shí)操作， 以雙液壓泵工作來(lái)提高舵頁(yè)工作的最高速度；在隨動(dòng)狀態(tài)，自動(dòng)舵控制系統(tǒng) 通過(guò)舵角反饋信號(hào)和隨動(dòng)操舵信號(hào)來(lái)發(fā)出舵令信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電子同步操舵功 能。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電液比例雙舵隨動(dòng)同步操作控制系統(tǒng)，其特征在于-所述的自動(dòng)舵控制系統(tǒng)為日本Y0K0GAWA的PT500D-P-N2-TWIN自適應(yīng)自動(dòng)舵 控制系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)舵令，結(jié)合舵角反饋信號(hào)，輸出模擬量控制信號(hào)，控制 舵機(jī)的液壓系統(tǒng)，保證舵角的準(zhǔn)確和同步的操作。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電液比例雙舵隨動(dòng)同步操作控制系統(tǒng)，其特征在于-本電液比例雙舵隨動(dòng)同步操作控制系統(tǒng)采用閉環(huán)回路控制系統(tǒng)-(1)單舵控制系統(tǒng)根據(jù)舵令輸出控制信號(hào)，根據(jù)舵角反饋信號(hào)調(diào)整信號(hào) 輸出將舵機(jī)停在指令位置；(2) 在自動(dòng)或隨動(dòng)操舵方式，雙舵聯(lián)動(dòng)控制以一舵為主， 一舵跟隨，系 統(tǒng)發(fā)出隨動(dòng)舵令，主舵一般為左舵，根據(jù)舵令發(fā)出的控制信號(hào)執(zhí)行舵 令，根據(jù)舵主舵的角反饋信號(hào)比較輸出控制從舵的信號(hào)，以保證雙舵 的同步。(3) 在非隨動(dòng)操舵時(shí)，直接作用土10V信號(hào)為開(kāi)關(guān)信號(hào)至比例驅(qū)動(dòng)放大器，從而飽和輸出操縱電磁閥。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電液比例雙舵隨動(dòng)同步操作控制系統(tǒng)，它包括自動(dòng)舵控制系統(tǒng)、左舵機(jī)電源/信號(hào)控制箱、左舵機(jī)控制箱、左舵機(jī)系統(tǒng)、左舵角信號(hào)反饋裝置和右舵機(jī)電源/信號(hào)控制箱、右舵機(jī)控制箱、右舵機(jī)系統(tǒng)、右舵角信號(hào)反饋裝置，所述左、右舵機(jī)系統(tǒng)采用以變量液壓泵和比例電磁閥為控制核心的液壓舵機(jī)控制系統(tǒng)，所述的左、右舵機(jī)系統(tǒng)分別由兩臺(tái)液壓泵驅(qū)動(dòng)兩套擺動(dòng)油缸推動(dòng)舵柄；所述的自動(dòng)舵控制系統(tǒng)為自適應(yīng)自動(dòng)舵控制系統(tǒng)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于采用了比例閥和變量泵控制，因此減少設(shè)備的機(jī)械沖擊，便于維護(hù)；由于比例閥的使用和操舵信號(hào)的連續(xù)可變，帶來(lái)了整個(gè)系統(tǒng)的連續(xù)平穩(wěn)啟動(dòng)和連續(xù)平穩(wěn)停止，有效減少機(jī)械沖擊，不但保護(hù)舵機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)，也有利于減少尾部結(jié)構(gòu)的機(jī)械震動(dòng)；而且變量液壓泵和比例閥的使用，達(dá)到操縱雙襟葉舵的各項(xiàng)單控指標(biāo)與同步工作要求。
文檔編號(hào)B63H25/06GK101289114SQ20071003286
公開(kāi)日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2007年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者何可軍, 艷 張, 雷 張, 張偉明, 徐大路, 寧 李, 忠 李, 陳德林, 睿 黃 申請(qǐng)人:廣州文沖船廠有限責(zé)任公司;中交上海航道局有限公司;中港疏浚股份有限公司