一種電磁閥控液壓舵機分級式控制裝置制造方法
【專利摘要】一種電磁閥控液壓舵機分級式控制裝置，包括舵機速度調節電路Ⅰ、舵機控制電路Ⅱ、驅動液壓舵機電磁閥以及舵角反饋機構，指令舵角信號δc與舵角反饋機構輸出的舵角反饋信號δf輸入運算放大器F求和，運算放大器F輸出連接舵機速度調節電路Ⅰ和舵機控制電路Ⅱ，所述舵機速度調節電路Ⅰ輸出并聯舵機控制電路Ⅱ輸出端并經開關k連接驅動液壓舵機左機組電磁閥，所述舵機控制電路Ⅱ另一路輸出端連接驅動液壓舵機右機組電磁閥。具有可靠性高、對油液的要求較低、不容易產生游舵的特點，且操舵噪聲小、速度可控制，提高了隨動控制精度。
【專利說明】一種電磁閥控液壓舵機分級式控制裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電磁閥控液壓舵機分級式控制裝置，用于船舶自動操舵儀驅動液壓舵機電磁閥的電路中，特別是一種電磁閥控制的中大型液壓舵機如900kN.m以下的轉葉式舵機雙機組工況下的電磁閥控液壓舵機分級式控制裝置。
【背景技術】
[0002]目前水面船舶液壓舵機控制系統中的伺服機構大部分采用的是電磁閥型伺服機構，其余采用的是比例閥或伺服閥，如日本的川崎舵機。電磁閥型伺服機構的優點是:結構簡單，可靠性高，對油液的要求較低。雖然操舵時噪聲相對于比例控制伺服機構較大，且操舵精度較低，但仍然被廣泛的應用于水面船舶的操舵系統中。
[0003]自動操舵儀采用電磁閥型伺服機構控制400kN.m、630kN.m液壓舵機，在單機組工況下(轉舵速度大于2.3° /S)，隨動操舵靈敏度及舵角跟隨誤差均小于0.5°舵角。在雙機組及隔離旁通工況下(轉舵速度大于4.7° /S)，隨動操舵靈敏度指標一般在0.7°?0.9°舵角，隨動操舵跟隨精度在0.8°舵角左右，雖然精度能滿足現有國軍標和其它相關標準的要求，也能滿足一般情況下的操縱控制要求，但在補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。特別是對于轉舵力矩大于630kN.m的中大型液壓舵機，如900kN.m的轉葉式舵機，由于雙機組工況沖舵量更大，其隨動操縱控制精度將會進一步降低。
【發明內容】
[0004]本發明其目的就在于提供一種電磁閥控液壓舵機分級式控制裝置，解決了中大型液壓舵機雙機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、不容易產生游舵的特點，且操舵噪聲小、速度可控制，提高了隨動控制精度。
[0005]實現上述目的而采取的技術方案，包括舵機速度調節電路1、舵機控制電路I1、驅動液壓舵機電磁閥以及舵角反饋機構，指令舵角信號S。與舵角反饋機構輸出的舵角反饋信號S丨輸入運算放大器F求和，運算放大器F輸出連接舵機速度調節電路I和舵機控制電路II，所述舵機速度調節電路I輸出并聯舵機控制電路II輸出端并經開關k連接驅動液壓舵機左機組電磁閥，所述舵機控制電路II另一路輸出端連接驅動液壓舵機右機組電磁閥。
[0006]與現有技術相比本發明具有以下優點。
[0007]由采用電磁閥(電磁換向閥)控制的伺服機構，具有可靠性高、對油液的要求較低、不容易產生游舵等優點，其缺點是操舵噪聲較大、速度不可控制。自動操舵儀采用分級控制電磁閥伺服機構的方法，克服了雙機組工況下的控制精度低的這種缺點，特別適用于900kN.m以下的轉葉式舵機操舵控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]下面結合附圖對本發明作進一步詳述。
[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為本裝置實施例控制電路圖；
[0012]圖4為本裝置實施例控制電路結構說明圖。
【具體實施方式】
[0013]本裝置包括舵機速度調節電路1、舵機控制電路I1、驅動液壓舵機電磁閥以及舵角反饋機構，如圖2所示，指令舵角信號S。與舵角反饋機構輸出的舵角反饋信號Sf輸入運算放大器F求和，運算放大器F輸出連接舵機速度調節電路I和舵機控制電路II，所述舵機速度調節電路I輸出并聯舵機控制電路II輸出端并經開關k連接驅動液壓舵機左機組電磁閥，所述舵機控制電路II另一路輸出端連接驅動液壓舵機右機組電磁閥。
[0014]所述運算放大器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 8，同向端接可調電阻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]當舵機工作在雙機組工況下，舵機轉舵速度在4.7° /S~5.6° /S范圍內。電磁閥工作在開關狀態，工作時流量不可調節，轉舵速度也不能調節，由于液壓泵、閥件存在一定的時間常數，停舵時，控制信號雖然已經關斷，但舵機需等待一定的時間后才停止運動，由于轉舵速度大，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，當舵機的轉舵速度不大于2.7° /S時，隨動操舵靈敏度和舵角跟隨精度均能滿足要求。由此，在雙機組工況下，根據指令舵角與實際舵角的差值進行轉舵速度有級調節，當舵角差的絕對值小`于一定值時，只有一個伺服機構的電磁閥工作，轉舵速度與單機組時相同。當舵角差的絕對值大于一定值時，二個機組的伺服機構電磁閥同時工作，滿足高轉舵速度的要求。。
[0018]如圖2所示，雙機組工況時，指令舵角信號S。與舵角反饋機構輸出的舵角反饋信號S ,輸入運算放大器F求和，輸出A 6 = S ^Sf給舵機速度調節電路I和舵機控制電路II。舵機速度調節電路接收到A 6 = Se-Sf信號進行運算，當I A 6 I小于給定值，開關k斷開，切斷圖示左機組電磁閥，只有右機組工作，舵機速度與單機組相同，當I A 6 I大于給定值，左右機組電磁閥同時工作，此時的舵機速度為雙機組速度。
[0019]具體實用電路，如圖3所示，其電路結構見圖4。經實際使用測試，電路調整方便，使用效果較好，達到設計要求。雙機組工況下隨動操舵靈敏度指標和舵角跟隨精度指標同單機組工況下的隨動指標相同。
[0020]圖3中，指令舵角與反饋舵角的差值A 8進入N5A比較器，由R93設定雙機組轉換為單機組的時機即舵角差值。比如，雙機組狀態，當前舵角為右5°，設定R93到A 8為5°。當指令舵角設為左25°時，舵機轉動，到左20°時，比較器N5A輸出高電平(AB機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飽和導通，即關斷本機組的操舵輸出，雙機組即變為單機組。舵機繼續在單機組狀態轉動，到左 25°。
[0021]下表1-3是采用電磁閥分級控制電路的某型自動操舵儀單、雙機組工況下隨動操舵靈敏度指標一組實測對比數據。[0022]表1隨動操舵靈敏度
【權利要求】
1.一種電磁閥控液壓舵機分級式控制裝置，包括舵機速度調節電路1、舵機控制電路I1、驅動液壓舵機電磁閥以及舵角反饋機構，其特征在于，指令舵角信號S。與舵角反饋機構輸出的舵角反饋信號S f輸入運算放大器F求和，運算放大器F輸出連接舵機速度調節電路I和舵機控制電路II，所述舵機速度調節電路I輸出并聯舵機控制電路II輸出端并經開關k連接驅動液壓舵機左機組電磁閥，所述舵機控制電路II另一路輸出端連接驅動液壓舵機右機組電磁閥。
2.根據權利要求1所述的一種電磁閥控液壓舵機分級式控制裝置，其特征在于，所述運算放大器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 S，同向端接可調電阻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】B63H25/30GK103600826SQ201310563549
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月14日 優先權日:2013年11月14日
【發明者】梅朝陽, 范張林, 黃文斌, 彭濤, 喻敏敏 申請人:中國船舶重工集團公司第七0七研究所九江分部