簡易船舶自動(dòng)操舵模擬實(shí)驗(yàn)平臺的制作方法
【專利摘要】設(shè)計(jì)制造一種簡易船舶自動(dòng)操舵模擬實(shí)驗(yàn)平臺，包括模擬舵機(jī)系統(tǒng)和模擬船體系統(tǒng)，模擬舵機(jī)系統(tǒng)通過繼電器電路控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，代替左右打舵，把電機(jī)正反轉(zhuǎn)圈數(shù)通過渦輪蝸桿轉(zhuǎn)換為角度信號做為實(shí)際舵角值；模擬船體系統(tǒng)把實(shí)際舵角信號發(fā)送給模擬船體的控制器，通過運(yùn)算驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)模擬船體旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生實(shí)際航向。簡易船舶自動(dòng)操舵模擬實(shí)驗(yàn)平臺，克服了實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下自動(dòng)舵因缺少真實(shí)舵角反饋信號和真實(shí)航向反饋信號而無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)的問題。
【專利說明】簡易船舶自動(dòng)操舵模擬實(shí)驗(yàn)平臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶自動(dòng)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種船舶自動(dòng)操舵模擬實(shí)驗(yàn)平臺。【背景技術(shù)】
[0002]船舶自動(dòng)舵工作時(shí)，需通過特定的反饋控制方式，將磁羅經(jīng)送來的船舶實(shí)際航向與用戶給定航向相比較，得到偏航角，經(jīng)自動(dòng)舵運(yùn)算后得出偏舵角去控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)舵，使船舶能保持設(shè)定的航向或改變設(shè)定的航向。船舶航向的變化由舵角來控制，舵角的改變由自動(dòng)舵來控制，而反饋到自動(dòng)舵的磁羅經(jīng)的航向又取決于船舶的航向變化。所以自動(dòng)舵工作時(shí)存在包括舵機(jī)(舵角)、船舶本身(實(shí)際航向)在內(nèi)的兩個(gè)反饋回路:舵角反饋和航向反饋。長期以來由于高校自動(dòng)舵實(shí)驗(yàn)室沒有模擬實(shí)船環(huán)境的條件，不能真實(shí)地模擬航行環(huán)境，當(dāng)自動(dòng)舵在通電時(shí)的真實(shí)舵角和真實(shí)航向這兩個(gè)最基本的反饋量不能生成，自動(dòng)舵就不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，更不能對自動(dòng)舵的性能指標(biāo)按實(shí)船環(huán)境進(jìn)行檢測，這大大地影響了自動(dòng)舵的研發(fā)及教學(xué)訓(xùn)練的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下自動(dòng)舵因缺少真實(shí)舵角反饋信號和真實(shí)航向反饋信號而無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)的問題，發(fā)明了一套能產(chǎn)生真實(shí)舵角、真實(shí)航向的簡易船舶自動(dòng)操舵模擬實(shí)驗(yàn)平臺。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):設(shè)計(jì)制造一種簡易船舶自動(dòng)操舵模擬實(shí)驗(yàn)平臺，包括模擬舵機(jī)系統(tǒng)和模擬船體系統(tǒng)，模擬舵機(jī)系統(tǒng)通過繼電器電路控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，代替左右打舵，把電機(jī)正反轉(zhuǎn)圈數(shù)通過渦輪蝸桿轉(zhuǎn)換為角度信號做為實(shí)際舵角值；模擬船體系統(tǒng)把實(shí)際舵角信號發(fā)送給模擬船體的控制器，通過運(yùn)算驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)模擬船體旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生實(shí)際航向。
[0005]兩個(gè)模擬系統(tǒng)產(chǎn)生真實(shí)舵角和真實(shí)航向這兩個(gè)最基本的反饋量后，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)自動(dòng)舵即可構(gòu)成雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，正常運(yùn)轉(zhuǎn)。具體工作原理如下:船舶自動(dòng)舵工作時(shí)，將磁羅經(jīng)送來的船舶實(shí)際航向與用戶給定航向相比較，得到偏航角，經(jīng)自動(dòng)舵運(yùn)算后得出偏舵角去控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)舵，使船舶能保持設(shè)定的航向或改變設(shè)定的航向。
[0006]本發(fā)明的有益效果是，一套能產(chǎn)生真實(shí)舵角、真實(shí)航向的簡易船舶自動(dòng)操舵模擬實(shí)驗(yàn)平臺，克服了實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下自動(dòng)舵因缺少真實(shí)舵角反饋信號和真實(shí)航向反饋信號而無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0008]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】[0009]本發(fā)明的簡易船舶自動(dòng)操舵模擬實(shí)驗(yàn)平臺，如圖1所示，主要包括模擬舵機(jī)系統(tǒng)
(I)和模擬船體系統(tǒng)(2)。
[0010]模擬舵機(jī)系統(tǒng)(I)通過繼電器電路控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，代替左右打舵，把電機(jī)正反轉(zhuǎn)圈數(shù)通過渦輪蝸桿轉(zhuǎn)換為角度信號做為實(shí)際舵角值；模擬船體系統(tǒng)(2)把實(shí)際舵角信號發(fā)送給模擬船體的控制器，通過運(yùn)算驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)模擬船體旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生實(shí)際航向。
[0011]簡易船舶自動(dòng)舵模擬實(shí)驗(yàn)平臺的工作原理是通過繼電器控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，代替舵機(jī)左右打舵，產(chǎn)生真實(shí)舵角反饋信號；模擬船體控制器接受自動(dòng)操舵儀發(fā)送的真實(shí)舵角信號，驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)帶動(dòng)船體模型旋轉(zhuǎn)，模擬船體轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生真實(shí)航向反饋信號，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下船舶自動(dòng)操舵模擬實(shí)驗(yàn)平臺的功能。
【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):設(shè)計(jì)制造一種簡易船舶自動(dòng)操舵模擬實(shí)驗(yàn)平臺，其特征是包括模擬舵機(jī)系統(tǒng)和模擬船體系統(tǒng)，模擬舵機(jī)系統(tǒng)通過繼電器電路控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，代替左右打舵，把電機(jī)正反轉(zhuǎn)圈數(shù)通過渦輪蝸桿轉(zhuǎn)換為角度信號做為實(shí)際舵角值；模擬船體系統(tǒng)把實(shí)際舵角信號發(fā)送給模擬船體的控制器，通過運(yùn)算驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)模擬船體旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生實(shí)際航向。
【文檔編號】G09B9/06GK103680247SQ201210318798
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月3日
【發(fā)明者】肖海榮, 潘為剛, 韓耀振, 王常順, 周應(yīng)兵, 周風(fēng)余 申請人:山東交通學(xué)院