船用舵机控制系统的设计研究

发布时间：2021-06-06 12:33

　　为了确保船舶的航行安全,需要进一步去优化船用舵机的操纵性能。本文以某轮泵控型三菱FE-T050舵机为例,设计一套基于PLC的船用液压舵机控制系统。采用该控制系统的液压舵机,表现出转舵速度快、舵角稳定性好和抗干扰强等优点,可以考虑在船舶甲板机械等其它液压设备上推广应用。 

【文章来源】：船电技术. 2020,40(09)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

舵机液压控制系统流程图

以某轮泵控型三菱FE-T050舵机为例，选择2台带伺服变量机构的斜盘式双向变量轴向柱塞泵作为动力元件，也就是主泵，同时各配有1台齿轮泵作为辅泵。执行元件选择拨叉式转舵机构，由4个液压缸里撞杆来驱动舵柄，带动舵叶旋转。主泵经过各自的油路锁闭阀，分别与转舵机构的4个液压缸相连，构成了可以单独也可以联合运行的闭式液压系统。在泵流量不变的情况下，液压缸的工作数目多，转舵扭矩大，转速慢，处于“低速大扭矩”状态；反之，处于“高速小扭矩”状态。此外，增大主泵的流量时，转舵机构的转速随之增大。根据船舶所处的海况和舵机的性能，可以采取不同的运行模式：当船舶正常航行时，选择单泵四缸运转工作模式；当进出港或经过狭窄航道时，选择双泵四缸工作模式；当液压系统异常时，可选择单泵双缸工作模式，严重时则停泵并报警。远洋船舶液压舵机舵角的自动控制，主要选择泵控式，即通过改变变量泵的吸排方向和流量大小，来控制转舵方向和转舵速度。当实际舵角和指令舵角出现偏差，力矩马达动作，控制轴向柱塞泵的伺服机构，改变主泵排油的流量和方向，驱动转舵机构带动舵旋转。当实际舵角达到指令舵角时，力矩马达回中，主泵伺服机构随之回中，停止排油，在主油路锁闭阀的控制下，舵叶维持在指令舵角上。当舵机突然遭受大风浪袭击而受力过大时，液压系统压力升高，为防止管路过载，溢流阀开启泄油，开始跑舵（实际舵角小于指令舵角）；风浪过后，力矩马达又将动作，控制主泵带动转舵机构，驱动舵叶最终转到指令舵角。整个控制过程，选择西门子PLC 224来采集数据，运算后输出信号，驱使力矩马达来控制变量泵的伺服机构，改变变量泵的吸排油方向和流量来自动调节转舵机构的动作，最终控制舵叶的角度确保船舶航行的安全性。

舵机液压控制系统方框图

【参考文献】：
期刊论文
[1]简化的鲁棒自适应自动舵控制算法设计[J]. 孙红英.  船电技术. 2013(03)
[2]低舵速操舵控制技术研究[J]. 王令蓉.  船电技术. 2011(06)
[3]在线自整定PID控制的船舶自动舵[J]. 于洋.  船电技术. 2008(03)



本文编号：3214391