[发明专利]一种艉轴双螺旋桨电力推进船舶的舵效补偿装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶制造领域，具体涉及艉轴双螺旋桨电力推进船舶的舵效补偿系统。

背景技术

电力推进是一种先进的船舶推进方式，是以电动机作为推进动力装置替代常规柴油机推进动力装置驱动螺旋桨，从而实现船舶推进。这种推进方式能够显著提高船舶的技术经济性能，具有节能环保、操纵动力性良好的特点。船舶电力推进的典型结构型式主要有艉轴螺旋桨推进方式和可回转螺旋桨推进方式二种，且多为左右舷螺旋桨对称布置，以提高船舶的操纵性能和动力性能。

对于艉轴螺旋桨推进方式的电力推进船舶，在左右舷螺旋桨对称布置作用下，船舶正常航行时，如果左右舷双桨的转速控制相同，产生的推进力也相同，船舶按给定航向航行。但是，当电力推进系统因某种原因（如设备故障等）而造成左右舷螺旋桨的转速不等时（出现转速差），左右舷螺旋桨的推力亦不等（出现推力差），产生等价偏舵效应，这种偏舵效应所形成的转船力矩将使船舶偏离给定航向，从而影响船舶的安全航行。

通常情况下，为了消除这种因艉轴双桨转速差（推力差）而产生的偏舵效应，须通过操舵装置的人工压舵环节，由人工压舵角来抵消这种偏舵效应，以保证船舶的安全航行。但是，人工压舵的显著缺点是，等价偏舵效应的判定主要依靠船舶驾驶人员的经验，且当左右舷螺旋桨的转速差（推力差）变化时，需要重设压舵值，给船舶操纵带来了额外负担。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种艉轴双螺旋桨电力推进船舶的舵效补偿控制装置，通过检测左右舷螺旋桨的转速和船舶航速，实时计算双桨推力差及其等价偏舵值，自动给出合适的舵效补偿量，以替代人工压舵。本发明采用的技术方案如下所述。

一种艉轴双螺旋桨电力推进船舶的舵效补偿控制装置，该装置包含下述模块：

输入/输出通道，其用于连接外部信号，信号分别来自操舵手轮的指令舵角δ^*；经舵效补偿，叠加δ_b后输出给操舵控制系统，作为实际指令舵角δ^**（δ^**=δ^*+δ_b）；来自转速传感器的左舷螺旋桨转速信号n₁；来自转速传感器的右舷螺旋桨转速信号n₂；来自航速传感器的船舶航速信号v；

补偿运算电路，该电路包括三个运算单元，分别是左舷和右舷螺旋桨推力差估算单元、偏舵估算单元和比例限幅单元；推力差估算单元的输入为左右舷螺旋桨的实际转速n₁和n₂，输出为左右舷螺旋桨转速不等而造成的推力差ΔP，推力差估算单元输出的推力差为

ΔP=KP(n12-n22)---(1)]]>

式中K_P为推力差系数；

偏舵估算单元的输入为推力差ΔP和船舶航速v，输出为等价偏舵值

δd=KdKP(n12-n22)v---(2)]]>