一種電磁閥控液壓舵機(jī)分級(jí)式控制裝置制造方法
【專利摘要】一種電磁閥控液壓舵機(jī)分級(jí)式控制裝置，包括舵機(jī)速度調(diào)節(jié)電路Ⅰ、舵機(jī)控制電路Ⅱ、驅(qū)動(dòng)液壓舵機(jī)電磁閥以及舵角反饋機(jī)構(gòu)，指令舵角信號(hào)δc與舵角反饋機(jī)構(gòu)輸出的舵角反饋信號(hào)δf輸入運(yùn)算放大器F求和，運(yùn)算放大器F輸出連接舵機(jī)速度調(diào)節(jié)電路Ⅰ和舵機(jī)控制電路Ⅱ，所述舵機(jī)速度調(diào)節(jié)電路Ⅰ輸出并聯(lián)舵機(jī)控制電路Ⅱ輸出端并經(jīng)開關(guān)k連接驅(qū)動(dòng)液壓舵機(jī)左機(jī)組電磁閥，所述舵機(jī)控制電路Ⅱ另一路輸出端連接驅(qū)動(dòng)液壓舵機(jī)右機(jī)組電磁閥。具有可靠性高、對油液的要求較低、不容易產(chǎn)生游舵的特點(diǎn)，且操舵噪聲小、速度可控制，提高了隨動(dòng)控制精度。
【專利說明】一種電磁閥控液壓舵機(jī)分級(jí)式控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電磁閥控液壓舵機(jī)分級(jí)式控制裝置，用于船舶自動(dòng)操舵儀驅(qū)動(dòng)液壓舵機(jī)電磁閥的電路中，特別是一種電磁閥控制的中大型液壓舵機(jī)如900kN.m以下的轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)雙機(jī)組工況下的電磁閥控液壓舵機(jī)分級(jí)式控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前水面船舶液壓舵機(jī)控制系統(tǒng)中的伺服機(jī)構(gòu)大部分采用的是電磁閥型伺服機(jī)構(gòu)，其余采用的是比例閥或伺服閥，如日本的川崎舵機(jī)。電磁閥型伺服機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，對油液的要求較低。雖然操舵時(shí)噪聲相對于比例控制伺服機(jī)構(gòu)較大，且操舵精度較低，但仍然被廣泛的應(yīng)用于水面船舶的操舵系統(tǒng)中。
[0003]自動(dòng)操舵儀采用電磁閥型伺服機(jī)構(gòu)控制400kN.m、630kN.m液壓舵機(jī)，在單機(jī)組工況下(轉(zhuǎn)舵速度大于2.3° /S)，隨動(dòng)操舵靈敏度及舵角跟隨誤差均小于0.5°舵角。在雙機(jī)組及隔離旁通工況下(轉(zhuǎn)舵速度大于4.7° /S)，隨動(dòng)操舵靈敏度指標(biāo)一般在0.7°?0.9°舵角，隨動(dòng)操舵跟隨精度在0.8°舵角左右，雖然精度能滿足現(xiàn)有國軍標(biāo)和其它相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，也能滿足一般情況下的操縱控制要求，但在補(bǔ)給等要求操舵精度較高的特殊操縱情況下，就不能滿足要求。特別是對于轉(zhuǎn)舵力矩大于630kN.m的中大型液壓舵機(jī)，如900kN.m的轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)，由于雙機(jī)組工況沖舵量更大，其隨動(dòng)操縱控制精度將會(huì)進(jìn)一步降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明其目的就在于提供一種電磁閥控液壓舵機(jī)分級(jí)式控制裝置，解決了中大型液壓舵機(jī)雙機(jī)組工況下一般電磁閥控制方法不足的問題。具有可靠性高、對油液的要求較低、不容易產(chǎn)生游舵的特點(diǎn)，且操舵噪聲小、速度可控制，提高了隨動(dòng)控制精度。
[0005]實(shí)現(xiàn)上述目的而采取的技術(shù)方案，包括舵機(jī)速度調(diào)節(jié)電路1、舵機(jī)控制電路I1、驅(qū)動(dòng)液壓舵機(jī)電磁閥以及舵角反饋機(jī)構(gòu)，指令舵角信號(hào)S。與舵角反饋機(jī)構(gòu)輸出的舵角反饋信號(hào)S丨輸入運(yùn)算放大器F求和，運(yùn)算放大器F輸出連接舵機(jī)速度調(diào)節(jié)電路I和舵機(jī)控制電路II，所述舵機(jī)速度調(diào)節(jié)電路I輸出并聯(lián)舵機(jī)控制電路II輸出端并經(jīng)開關(guān)k連接驅(qū)動(dòng)液壓舵機(jī)左機(jī)組電磁閥，所述舵機(jī)控制電路II另一路輸出端連接驅(qū)動(dòng)液壓舵機(jī)右機(jī)組電磁閥。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)。
[0007]由采用電磁閥(電磁換向閥)控制的伺服機(jī)構(gòu)，具有可靠性高、對油液的要求較低、不容易產(chǎn)生游舵等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是操舵噪聲較大、速度不可控制。自動(dòng)操舵儀采用分級(jí)控制電磁閥伺服機(jī)構(gòu)的方法，克服了雙機(jī)組工況下的控制精度低的這種缺點(diǎn)，特別適用于900kN.m以下的轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)操舵控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0009]圖1為本裝置原理示意框圖；[0010]圖2為本裝置電原理圖；
[0011]圖3為本裝置實(shí)施例控制電路圖；
[0012]圖4為本裝置實(shí)施例控制電路結(jié)構(gòu)說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本裝置包括舵機(jī)速度調(diào)節(jié)電路1、舵機(jī)控制電路I1、驅(qū)動(dòng)液壓舵機(jī)電磁閥以及舵角反饋機(jī)構(gòu)，如圖2所示，指令舵角信號(hào)S。與舵角反饋機(jī)構(gòu)輸出的舵角反饋信號(hào)Sf輸入運(yùn)算放大器F求和，運(yùn)算放大器F輸出連接舵機(jī)速度調(diào)節(jié)電路I和舵機(jī)控制電路II，所述舵機(jī)速度調(diào)節(jié)電路I輸出并聯(lián)舵機(jī)控制電路II輸出端并經(jīng)開關(guān)k連接驅(qū)動(dòng)液壓舵機(jī)左機(jī)組電磁閥，所述舵機(jī)控制電路II另一路輸出端連接驅(qū)動(dòng)液壓舵機(jī)右機(jī)組電磁閥。
[0014]所述運(yùn)算放大器F為比較器N5A，比較器N5A反向端接指令舵角與反饋舵角的差值A(chǔ) 8，同向端接可調(diào)電阻R93，比較器N5A輸出一路接與門D2A，另一路接與門D2B，所述與門D2A輸出端接與門D2B，與門D2B輸出接控制三極管V37、V38，如圖3所示。
[0015]當(dāng)舵機(jī)工作在雙機(jī)組工況下，舵機(jī)轉(zhuǎn)舵速度在4.7° /S~5.6° /S范圍內(nèi)。電磁閥工作在開關(guān)狀態(tài)，工作時(shí)流量不可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)舵速度也不能調(diào)節(jié)，由于液壓泵、閥件存在一定的時(shí)間常數(shù)，停舵時(shí)，控制信號(hào)雖然已經(jīng)關(guān)斷，但舵機(jī)需等待一定的時(shí)間后才停止運(yùn)動(dòng)，由于轉(zhuǎn)舵速度大，因而沖舵量大，由此造成操舵精度不能滿足特殊操縱情況下的使用要求。
[0016]工作原理
[0017]如圖1所示，當(dāng)舵機(jī)的轉(zhuǎn)舵速度不大于2.7° /S時(shí)，隨動(dòng)操舵靈敏度和舵角跟隨精度均能滿足要求。由此，在雙機(jī)組工況下，根據(jù)指令舵角與實(shí)際舵角的差值進(jìn)行轉(zhuǎn)舵速度有級(jí)調(diào)節(jié)，當(dāng)舵角差的絕對值小`于一定值時(shí)，只有一個(gè)伺服機(jī)構(gòu)的電磁閥工作，轉(zhuǎn)舵速度與單機(jī)組時(shí)相同。當(dāng)舵角差的絕對值大于一定值時(shí)，二個(gè)機(jī)組的伺服機(jī)構(gòu)電磁閥同時(shí)工作，滿足高轉(zhuǎn)舵速度的要求。。
[0018]如圖2所示，雙機(jī)組工況時(shí)，指令舵角信號(hào)S。與舵角反饋機(jī)構(gòu)輸出的舵角反饋信號(hào)S ,輸入運(yùn)算放大器F求和，輸出A 6 = S ^Sf給舵機(jī)速度調(diào)節(jié)電路I和舵機(jī)控制電路II。舵機(jī)速度調(diào)節(jié)電路接收到A 6 = Se-Sf信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，當(dāng)I A 6 I小于給定值，開關(guān)k斷開，切斷圖示左機(jī)組電磁閥，只有右機(jī)組工作，舵機(jī)速度與單機(jī)組相同，當(dāng)I A 6 I大于給定值，左右機(jī)組電磁閥同時(shí)工作，此時(shí)的舵機(jī)速度為雙機(jī)組速度。
[0019]具體實(shí)用電路，如圖3所示，其電路結(jié)構(gòu)見圖4。經(jīng)實(shí)際使用測試，電路調(diào)整方便，使用效果較好，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。雙機(jī)組工況下隨動(dòng)操舵靈敏度指標(biāo)和舵角跟隨精度指標(biāo)同單機(jī)組工況下的隨動(dòng)指標(biāo)相同。
[0020]圖3中，指令舵角與反饋舵角的差值A(chǔ) 8進(jìn)入N5A比較器，由R93設(shè)定雙機(jī)組轉(zhuǎn)換為單機(jī)組的時(shí)機(jī)即舵角差值。比如，雙機(jī)組狀態(tài)，當(dāng)前舵角為右5°，設(shè)定R93到A 8為5°。當(dāng)指令舵角設(shè)為左25°時(shí)，舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，到左20°時(shí)，比較器N5A輸出高電平(AB機(jī)組工作選擇均為高電平，與門D2A輸出高電平)，與門D2B輸出高電平，控制三極管V37、V38飽和導(dǎo)通，即關(guān)斷本機(jī)組的操舵輸出，雙機(jī)組即變?yōu)閱螜C(jī)組。舵機(jī)繼續(xù)在單機(jī)組狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)，到左 25°。
[0021]下表1-3是采用電磁閥分級(jí)控制電路的某型自動(dòng)操舵儀單、雙機(jī)組工況下隨動(dòng)操舵靈敏度指標(biāo)一組實(shí)測對比數(shù)據(jù)。[0022]表1隨動(dòng)操舵靈敏度
【權(quán)利要求】
1.一種電磁閥控液壓舵機(jī)分級(jí)式控制裝置，包括舵機(jī)速度調(diào)節(jié)電路1、舵機(jī)控制電路I1、驅(qū)動(dòng)液壓舵機(jī)電磁閥以及舵角反饋機(jī)構(gòu)，其特征在于，指令舵角信號(hào)S。與舵角反饋機(jī)構(gòu)輸出的舵角反饋信號(hào)S f輸入運(yùn)算放大器F求和，運(yùn)算放大器F輸出連接舵機(jī)速度調(diào)節(jié)電路I和舵機(jī)控制電路II，所述舵機(jī)速度調(diào)節(jié)電路I輸出并聯(lián)舵機(jī)控制電路II輸出端并經(jīng)開關(guān)k連接驅(qū)動(dòng)液壓舵機(jī)左機(jī)組電磁閥，所述舵機(jī)控制電路II另一路輸出端連接驅(qū)動(dòng)液壓舵機(jī)右機(jī)組電磁閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁閥控液壓舵機(jī)分級(jí)式控制裝置，其特征在于，所述運(yùn)算放大器F為比較器N5A，比較器N5A反向端接指令舵角與反饋舵角的差值A(chǔ) S，同向端接可調(diào)電阻R93，比較器N5A輸出一路接與門D2A，另一路接與門D2B，所述與門D2A輸出端接與門D2B，與門D2B輸出接控制三極管V37、V38。
【文檔編號(hào)】B63H25/30GK103600826SQ201310563549
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】梅朝陽, 范張林, 黃文斌, 彭濤, 喻敏敏 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七0七研究所九江分部