[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

摘要

本发明提供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。本发明还提供一种舵效补偿控制方法。本发明的舵效补偿控制装置结构简单，能方便地与现有各种类型的船舶操舵系统连接。

主权项

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δb后输出给操舵控制系统，作为实际指令舵角δ**；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 = K P ( n 1 2 - n 2 2 ) - - - ( 1 ) 式中KP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 δ d = K d K P ( n 1 2 - n 2 2 ) v - - - ( 2 ) 式中Kd为等价偏舵系数；比例限幅单元的输出为舵效补偿舵角 δ b = K δ K d K P ( n 1 2 - n 2 2 ) v A δ - - - ( 3 ) 式中Kδ为舵效系数，可通过设定面板的比例增益旋钮调节其大小；Aδ为最大补偿量限制值，通过设定面板的最大补偿量旋钮调节其大小；设定面板用于舵效补偿切换以及控制参数的设定，包括补偿切换开关：当补偿切换开关在“1”位置时，切除舵效补偿；在“2”位置时，接通补偿运算电路，实现自动舵效补偿；在“3”位置时，接通手动舵效补偿环节；手动补偿设定旋钮：通过电位器调整，人工设定舵效补偿量δb=δh；比例增益调节旋钮：通过电位器调整，调节公式（3）中的Kδ，实现舵效补偿舵角的比例增益调节；最大补偿量限制旋钮：通过电位器通啊胖子节鞥，调节公式（3）中的Aδ，实现最大舵效补偿舵角的限制。