專利名稱：一種減搖鰭電液控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于船舶的減搖鰭，尤其涉及減搖鰭的電液控制方法。
背景技術：
減搖鰭是一種可以減小艦船在風浪中橫向搖擺的裝置。它是在艦船兩舷的舭部裝一對、兩對或多對鰭，靠裝在艦船上的角速度傳感器，感受船搖擺角速度的信號后并處理成角度信號、角速度信號和角加速度信號，通過計算機或者模擬電路傳輸給液壓控制系統(tǒng)，推動一對或幾對鰭進行同步運動，在一定的設計航速下產(chǎn)生扶正力矩，隨時減小艦船受到波浪力矩，達到艦船在風浪中減小橫向搖擺的目的，可以大大提高艦船的適航性、穩(wěn)定性、安全性和舒適性。減搖鰭是國內(nèi)外公認的具有良好減搖能力、應用廣泛的船舶減搖裝置，是艦艇、大型遠洋船舶、漁政船、海監(jiān)船、客滾船、大型游輪等重要的裝備。對提高艦艇的作戰(zhàn)能力、大型貨船的安全性、游輪游客的舒適性均起到良好的保障。配備減搖鰭裝置的船只，能夠提高船舶的安全性，改善船舶的適航性；改善船上工作條件，提高船員工作效率；避免貨物碰撞及損傷；提高船舶在風浪中的航速；保證特殊作業(yè)，如直升飛機起降，觀測儀器準確使用寸。但是現(xiàn)有的減搖鰭采用鰭角反饋控制，雖然能夠滿足減搖效果的預期要求，但是由于升力是通過線性公式估算得到，并且經(jīng)過比例放大器等控制較多的閥組，升力信號有較多失真，因此在復雜海洋環(huán)境下不能針對來流方向及時響應，不能夠發(fā)揮最大的效能，并且穩(wěn)定度不算太好，船員舒適度也不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種減搖鰭電液控制方法，解決現(xiàn)在復雜水流環(huán)境下響應不及時，穩(wěn)定度不好造成船員舒適度不理想的缺陷。技術方案—種減搖鰭電液控制方法，其特征在于包括如下步驟1>當船舶在水中發(fā)生搖晃時，設置在船上的橫搖運動傳感器將船體搖晃的運動信號傳送給運動控制器，所述運動控制器根據(jù)船體上運動傳感器所在位置的運動信號計算出船舶受到的升力，并轉(zhuǎn)化為減搖鰭的運動信號；2>測定當時的船舶航速和浪級，將所述運動控制器得到的減搖鰭的運動信號經(jīng)過航速影響的調(diào)節(jié)和浪級影響的調(diào)節(jié)，得到減搖鰭的轉(zhuǎn)鰭控制信號；3>將所述減搖鰭的轉(zhuǎn)鰭控制信號分別傳送給各單鰭的驅(qū)動控制器，驅(qū)動各單鰭運動，并影響升力，使船舶穩(wěn)定。在所述減搖鰭的轉(zhuǎn)鰭控制信號傳送給各單鰭的驅(qū)動控制器并驅(qū)動各單鰭運動的步驟中，安裝在各單鰭角上的角速度傳感器也實時將鰭的角速度和受力信號反饋給驅(qū)動控制器，所述驅(qū)動控制器將減搖鰭的轉(zhuǎn)鰭控制信號與鰭的角速度和受力信號進行比較后作增減確認，將確認的驅(qū)動力傳送給各單鰭，驅(qū)動各單鰭運動。所述橫搖運動傳感器的安裝位置經(jīng)過設定，以預設的升力得到的橫搖運動值與理論值相比較，確定傳感器準確的安裝位置。有益效果本發(fā)明的控制方法通過對船舶自身的搖動進行監(jiān)測得到船舶受到的升力，從而針對升力直接進行減搖控制，反應直接而精確，減搖效果好；另外對各單鰭保留鰭角反饋作為補充，既有對船舶自身的搖動監(jiān)測反饋，又有各個鰭角細微變化的反饋，因此本控制方法最高減搖效果可達90%。


圖1為本發(fā)明控制方法的原理框圖；圖2為本發(fā)明控制方法的示意框圖；圖3為本發(fā)明控制方法的實施示意圖。其中圖3中1-鰭角復示板，2-控制操縱箱，3-啟動器，4-隨動箱，5_鰭，6_鰭機械組合體，7-油箱，8-液壓機組。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。當船舶受海浪干擾力矩作用而產(chǎn)生橫搖運動，現(xiàn)在采用的鰭角反饋主要由鰭角的傳感器監(jiān)測鰭角的變化來計算升力再轉(zhuǎn)而控制鰭運動，達到減搖的目的。本發(fā)明的方法采用由設置在船體上的運動傳感器測量船舶的橫搖運動的位移變化，并加上監(jiān)測到的船舶航速信息，并傳送給控制操縱箱，由運動控制器根據(jù)船舶橫搖信息進行控制指令計算，生成的控制指令然后通過當時的海浪浪級靈敏度調(diào)節(jié)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)鰭控制信號，分別傳送給各單鰭隨動系統(tǒng)的驅(qū)動控制器，驅(qū)動鰭轉(zhuǎn)動，在流體作用下，由鰭上產(chǎn)生的升力形成穩(wěn)定力矩來對抗海浪干擾力矩，從而減小船舶橫搖。具體原理可見附圖1所示?，F(xiàn)在減搖鰭的鰭角反饋控制，雖然能夠滿足減搖效果的預期要求，但是由于升力是通過線性公式估算得到，在海洋環(huán)境下不能針對來流方向及時響應，不能夠發(fā)揮最大的效能，并且船員舒適度也不理想，而若采用升力減搖控制技術，直接測量升力，那減搖效果和舒適度將明顯得到改善。附圖2為根據(jù)原理形成的具體的控制方法示意，在上述的船舶升力主反饋控制內(nèi)增加鰭角反饋控制，這樣既有針對船舶橫搖升力的反饋改善，又有針對鰭角角速度的直接控制，可以達到更好的減搖效果和更穩(wěn)定的船舶狀態(tài)。對于升力減搖中的運動傳感器可以安裝在船體上任何一處，方便設置，只要在安裝時進行標定以確認位置和反應的靈敏度。航速和浪級在實踐過程中對減搖鰭的受力和運動都有影響，因此特意增加這兩樣調(diào)節(jié)，可以分別輸入航速和浪級的影響系數(shù)，對減搖鰭的運動信號進行線形調(diào)節(jié)。這樣能夠根據(jù)船舶的航速變化及海情作適當調(diào)節(jié)，使減搖鰭滿足船舶減搖的需要，并采用智能專家系統(tǒng)使用自適應控制技術，針對不同的情況采用不同的控制策略，使減搖在復雜海情下也能夠起到良好的減搖效果。根據(jù)本控制方法，可以在船上設置相應的部件，如附圖3所示，包括鰭角復示板、控制操縱箱、啟動器、隨動箱、鰭、鰭機械組合體、油箱、液壓機組。鰭角復示板和控制操縱箱及隨動箱主要是電氣控制部分，油箱、液壓機組和隨動箱的一部分組成液壓伺服控制，鰭和鰭機械組合體主要是完成減搖運動，啟動器根據(jù)控制操縱箱的信號指令啟動液壓機組。運動控制器、航速靈敏度調(diào)節(jié)模塊和浪級靈敏度調(diào)節(jié)模塊包含在控制操縱箱內(nèi)。
本控制方法按照船舶的橫搖信息控制鰭的往復運動，在水流作用下，產(chǎn)生對抗海浪干擾的穩(wěn)定力強，最高減搖效果達90%。而且本方法以運動控制為控制核心，運動控制器可直接驅(qū)動各種閥組閥件，系統(tǒng)輸入為各種操作信號、反饋信號及檢測信號，比較傳統(tǒng)方法，整個按照方法設置的系統(tǒng)線路簡單，簡潔明了。
權利要求
1.一種減搖鰭電液控制方法，其特征在于包括如下步驟1>當船舶在水中發(fā)生搖晃時，設置在船上的橫搖運動傳感器將船體搖晃的運動信號傳送給運動控制器，所述運動控制器根據(jù)船體上運動傳感器所在位置的運動信號計算出船舶受到的升力，并轉(zhuǎn)化為減搖鰭的運動信號；2>測定當時的船舶航速和浪級，將所述運動控制器得到的減搖鰭的運動信號經(jīng)過航速影響的調(diào)節(jié)和浪級影響的調(diào)節(jié)，得到減搖鰭的轉(zhuǎn)鰭控制信號；3>將所述減搖鰭的轉(zhuǎn)鰭控制信號分別傳送給各單鰭的驅(qū)動控制器，驅(qū)動各單鰭運動， 并影響升力，使船舶穩(wěn)定。
2.如權利要求1所述的減搖鰭電液控制方法，其特征在于在所述減搖鰭的轉(zhuǎn)鰭控制信號傳送給各單鰭的驅(qū)動控制器并驅(qū)動各單鰭運動的步驟中，安裝在各單鰭角上的角速度傳感器也實時將鰭的角速度和受力信號反饋給驅(qū)動控制器，所述驅(qū)動控制器將減搖鰭的轉(zhuǎn)鰭控制信號與鰭的角速度和受力信號進行比較后作增減確認，將確認的驅(qū)動力傳送給各單鰭，驅(qū)動各單鰭運動。
3.如權利要求1或2所述的減搖鰭電液控制方法，其特征在于所述橫搖運動傳感器的安裝位置經(jīng)過設定，以預設的升力得到的橫搖運動值與理論值相比較，確定傳感器準確的安裝位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及船舶的減搖鰭，屬于船用設備領域。一種減搖鰭電液控制方法，其特征在于包括如下步驟當船舶在水中發(fā)生搖晃時，設置在船上的橫搖運動傳感器將船體搖晃的運動信號傳送給運動控制器，所述運動控制器根據(jù)船體上運動傳感器所在位置的運動信號計算出船舶受到的升力，并轉(zhuǎn)化為減搖鰭的運動信號；測定當時的船舶航速和浪級，將所述運動控制器得到的減搖鰭的運動信號經(jīng)過航速影響的調(diào)節(jié)和浪級影響的調(diào)節(jié)，得到減搖鰭的轉(zhuǎn)鰭控制信號；將所述轉(zhuǎn)鰭控制信號分別傳送給各單鰭的驅(qū)動控制器，驅(qū)動各單鰭運動，影響升力使船舶穩(wěn)定。本發(fā)明的控制方法通過對船舶自身的搖動進行監(jiān)測得到船舶受到的升力，針對升力直接進行減搖控制，反應直接而精確。
文檔編號B63B39/06GK102336254SQ201010237159
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月26日 優(yōu)先權日2010年7月26日
發(fā)明者王智 申請人:上海派恩科技有限公司