自动舵
PR-7000-L 自动舵
第一章
综述
1．1介绍
本自动舵作为一款简便的操纵仪，具有4种操作模式：计算机辅助操纵（CPU）、手动操纵(HAND)、应急操纵（NFU）及遥控操纵(RC-1、RC-2)（可选择）；并可只通过转换MODE SELECTOR SWITCH（模式选择开关）来进行选择。另外，通过按下在MODE SELECTOR SWICH键左边的MODE SELECTOR PUCH BUTTON SWICH（模式选择按钮）操纵CPU选择三种不同的操作模式：自动舵（AUTO）、积分舵（RATE）、自动导航（NA V:选择）
具有双重模式的自适应舵具有两套完整的系统,SYSTEM SELECTOR SWITCH(系统选择开关)有以下几档：NO.1-OFF-NO.2，当开关转至所需运行的系统位时，系统会自动进入运行状态，而当开关转到OFF档时，整个系统将停止工作。
自动舵是一套使船舶维持在预先设定的航向上航行的自动操舵控制装置，近来，对于自动舵的性能评估已从“能使船舶精确维持航向”变为“在各种情况下，最省油的操纵”。然而，船舶的操纵取决于船舶的尺度及具体的技术指标，同时也随着船舶的航速，装载情况及海况的不同而不同。因此，对于自动舵的评价没有明确的标准。
为了解决这些问题，本款自适应舵引入了性能测试功能以测定在自动舵协助的情况下，能节省的能量。
本款自适应舵有如下特性：
;控制操纵装置运用的是一套微处理器并且完全数字化；
;基本控制方式是自适应控制系统反馈模型
;根据船舶速度和装载状况的改变能迅速调整，能够在各种状态下，进行最佳的操纵。
;三种航向维持模式，可根据实际，适用于各种海况：OPEN SEA（开放水域模式）适用于只需小幅度操纵导航的情况，如在大洋上航行，为的是节省燃料的费用。CONFINED（限制模式）适用于大幅度的操纵情况，如在狭水道中航行，为的是提高航向维持的精确性。
比例舵（RATE）作为一种标准的操纵模式，可以通过旋转舵轮给出的指令指示，按设定的转向速率来控制船舶。
自动导航系统（NA V）模式结合了计划航向导航系统－TRACKING PILOT（可选择安装），并可与其他制造商的导航系统结合在一起。人工操舵（HAND steering）可通过操纵舵轮以获得所需的舵角，从一舷满舵至另一舷满舵。
自动及人工操纵（CPU & HAND操纵）是由设置在舵轮台内部的放大器单元控制。该传感器采用的是无接触型线性同步电动机且电子线路也采用了许多半导体结构以完善应用无接触式控制部分的功能，而使其能达到完美。这种自动及人工式操舵方式被称为随动控制。因为它能使舵页的转动角度与所操舵令一致。
应急舵（NFU）是通过转换开关，接通或切断电源的方式而非通过放大电路传输电能的方式来控制电磁阀。由于去除了舵角指令的分级及反馈信号电路。所以使用旋转开关来接通或切断电源进行控制的方式称为非随动控制方式。
为了保证航行安全，指示灯及警报设备应处于完好状态。指示灯显示的是自动舵的工作状态。警报设备采用了视觉报警和听觉报警的方式。
动力单元的控制舵机为液压式。当然，也可选用陀螺罗经仪型舵轮台，并在其内部安装TG-5000型陀螺罗经。
1．2组成
1．2．1部件
舵轮台（2套系统）1部液压动力系统 2部
电动机启动设备2部液压缸及舵页复示系统 2部
1．2．2基本参数
1）船舶电力供应（及泵电动机）
交流440V或220V,三相，50Hz或60Hz,最大2.5KV A
直流24V，最大电流2A
2）额定值
电压波动＋10％至-15%
频率变化＋5％
环境温度－20°C至+50°C
3）操舵模式
微处理器（CPU）（自适应舵通用名）
;自动（陀螺罗经操舵仪）（可选择此罗经操舵仪）
;积分（恒定转速操舵仪）
;自动导航（NA V）（设定航向航行）（可选）
;人工（HAND）（应急操舵）
遥控1[RC-1（遥控操舵仪）]（可选）
遥控2[RC-2（遥控操舵仪）]（可选）
4)警报设备（视觉及听觉警报）
独立报警
;自动舵电源故障（POWER FAIL）
;陀螺罗经电源故障（GYRO PWR FAIL）
;复示器电源故障（REP PWR FAIL）
;CPU故障（CPU FAIL）
;舵机控制故障(RUD CONT FAIL)
集控报警
;系统故障（SYSTEM FAIL）
;CPU模式故障（CPU MODE FAIL）
;警戒（CAUTION）
性能显示器可显示个性化报警（除电源故障、CPU故障外）
5）液压动力单元
气缸轴向压力15KN(1.5tf) 4MP(40kgf/cm2)
气缸冲程10英寸（254mm）12英寸（304.8mm）
气缸速度（一舷满舵至另一舷满舵所需时间）18s-28s
舵角范围左舷35°至右舷35°
最大操纵油压力 5MPa(50kgf/cm2)
电动机速率 1.5kw 4p 1800min-1(1800转/分)
液舱容积 40(每油槽)
1.3操纵原理
PR-7000型自动舵系统有六种操作模式.以下对每种操纵模式进行简单的介绍。
1.3.1操纵模式
1)CPU 利用微处理器控制的自适应舵的通用名
AUTO 在陀螺罗经基础上的自动操舵控制模式(可选择磁罗经操纵)
RATE 利用舵轮按转动速率操舵的控制模式
NA V 在预先设定的航向基础上自动导航模式(可选择安装且完全内置)
2) HAND 利用舵轮进行随动控制
3) NFU 利用操纵杆控制的应急模式
4) REMOTE 利用遥控器控制的随动模式
1.4 结构和功能
陀螺罗经型舵轮台内置TG-5000型陀螺罗经。
两类舵轮台均具有相同的自动舵功能
该导航仪型舵轮台为水密结构，适合于以上各项功能的要求，由以下部件组成：
一般来说，由于需要考虑到设计图应满足使用要求，操纵简便及构造、功能、功能监测、警报等一系列要求，该舵轮台部件布局比较合理。
1）面板
2）舵轮部分
3）放大器部分
4）继电器部分
5）电源供给部分
6）外部终端交换器
1．4．1面板
面板根据不同功能，分为以下几部分
1）操舵复示器
2）监视器面板
3）开关面板
4）按钮面板
5）NA V面板
航向偏差显示(COURSE DEV’N)
该显示器显示的是船首向和设定航向间的偏差，当航向偏差小于10°时，则每偏一度校正一次，当航向偏差10°至30°时，每偏两度时校正一次，当航向偏差超过30°时，显示器两边为超量程显示。
3）开关面板
在开关面板上可进行导航操作及选择，在面板正面，系统选择开关可选择两种导航模式之一，模式选择开关可选择导航舵模式。航向设定（COURSE SETTING）用于自动舵及设定航向显示（DRDER）。
第二章
操作程序及步骤
PR-7406-L，PR-7506-L和PR-7507-L的操作非常简单，直接在舵轮台上就可启动、关闭操舵仪。
转换SYSTEM SELECTOR SWITCH,可选择NO.1系统或NO.2系统，转换MODE SELECTOR SWITCH,可选择CPU操舵，手操舵，应急舵（NFU）及遥控舵(RC-1、RC-2)，此外，对于CPU操舵仪，可通过按钮开关选择自动操舵、积分舵、及自动导航操舵仪模式。PR7507-L内置陀螺罗经TG-5000，陀螺罗经操作非常简单，可直接在舵轮台上启动、关闭陀螺罗经运行。
2．1陀螺罗经（TG-5000）
启动
当磁罗经已给出了船舶船首向后或通过测定岸壁的方位得出船首向时，应依据以下步骤启动陀螺罗经：
a)将开关面板上的MODE SWITCH（模式选择开关）转到“SLEW”档，等待一段时间直到红灯亮起。（大约4分钟）
b)当灯亮起时，将旋钮开关向左或向右转动，然后，根据所指示的真方位调节罗经盘（用于同步）
c)将MODE SWITCH（模式开关）转到“RUN”档（此时，一盏绿灯会亮起），在这种情况下，陀螺罗经稳定运行需要大约两小时。当船舶的航向未知时，应将开关面板上的MODE SWITCH（模式开关）转到“RUN”位置（此时，会亮起一盏绿灯），在这种情况下，陀螺罗经稳定运行需要大约四小时。
注意：
需要将MODE SELECTOR SWITCH(模式选择开关)从“SLEW”转至“RUN”档时，应先将该开关先转到“OFF”，然后在转到“RUN”档。
要停止陀螺罗经时，应将开关面板上的MODE SWITCH转到“OFF”档。
陀螺罗经具有速度误差校正功能，在速度误差校正完毕后，速度误差的改正量将被输入位于主罗经内的随动系统校正放大器。
速度误差与船首方向角的余弦成正比例，速度误差的极性在船舶南北航行各不相同。
但如果已在随动系统校正放大器上设定了船舶航速值，陀螺罗经的极性就可自动调整完成。
罗经盘的照明
通过调节开关面板上的DIMMER开关，就能控制罗经盘的照明亮度。顺时针调亮，逆时针调暗。
分罗经/复示器的同步调节
同时按下分罗经同步按钮中的键及键或键，可使主罗经和分罗经读数一致。当两者读数一致时，松开分罗经读数同步按钮，并确定一次主罗经和分罗经读数是否一致。如两者读数不一致，则重复以上过程。
主罗经的读数可从舵轮台上舵轮下方的窗口读取。
电源供给故障
当舵轮台的电源由于船舶内部的交流电供给而发生故障时：
1）安装在校正器面板内的蜂鸣器会响起，继而亮起一盏红灯。对于陀螺罗经，由于它的运行是由直流供给的。因此，在这种情况下，能保证主罗经的继续运行。但分罗经不能工作。
2）当按下ALARM SILENCE开关，蜂鸣器会停止鸣叫。但红色警报灯仍然亮着。
3）当船舶内部的交流电源供给正常后，蜂鸣器会重新鸣叫。同时，红灯会重新亮起。
4）重新按下警报静默开关，以停止蜂鸣器的鸣叫，关闭警报灯。
注：如果在完成第2）步之前，船电供应正常时，红色警报灯亮起，蜂鸣器继续鸣叫时，则有必要按下ALARM SILENCE开关停止蜂鸣器鸣叫，同时关掉警报灯。
2．2舵
警报
紧急操作
1．如在CPU或手操舵情况下，发生故障时：
1)将系统选择开关拨到另一档（NO.1拨到NO.2、NO.2拨到NO.1）
2)将模式选择开关拨到“HAND”档，使用舵轮进行操纵。如仍然无法工作，则将模式开关拨到“NFU”档，使用操纵杆进行操纵。2．另外，如故障始终无法解决。
1）根据舵设备上的应急舵操作说明，操纵控制船舶的舵叶。
2）由于以下因素会促发SYSTEM FAIL（系统故障）的警报：
a)液压泵电动机超载“OVER LOAD”
b)油舱的油液面下降“OIL LOW LVL”
c)液压泵的压力下降“OIL LOW PRS”
d)当泵电动机的三相电路中有一相开路时“OPEN PHASE”
e)舵机随动放大器的电源供给故障“AMP POWER”
f)舵机的随动线圈故障“RUD SERVO”
g)操舵设备故障警报“STRG FAILURE”
系统故障警报会在任何导致故障发生的情况出现时响起
3）作为警戒等级仅次于系统故障（SYSTEM FAIL）的CPU模式故障（CPU MODE FAIL）警报会在以下几种情况下响起：
a)CPU自动导航信号错误“ANALOG LINE”
b)输入CPU信号转换错误“A/D CONVERT”
c)AC/DC 输入中断“A/D INT ERRO”
d)陀螺罗经供电故障“GYRO POWER”
e)陀螺罗经信号故障“GYRO SINGAL”
f)陀螺罗经信号转换错误“GYRO SDC SIG”
g)储存故障“MEMORY FAILURE”
CPU模式故障(CPU MODE FAIL)警报会在CPU模式下，发生操舵功能故障时响起。
准备
1)确定SYSTEM SELECTOR SWITCH处于“OFF”档
2)确定MODE SELECTOR SWITCH处于“HAND”档
3)旋转舵轮，将舵角指示器设定在“0”舵角处。
4)打开NO.1及NO.2系统的电动机开关。指示NO.1及NO.2系统电源供应情况的“POWER”指示灯亮起（在此种情况下，只要通过调节位于舵轮台伤得“SYSTEM SELETOR SWITCH”开关就能运行或停止泵电动机的运行）
5)确定舵设备处于工作状态。
启动
1)将SYSTEM SELECTOR SWITCH开关转到“NO.1”或“NO.2”位置，然后，NO.1或NO.2的电动机设备开始工作。
2)当SYSTEM SELECTOR SWITCH置于“NO.1”或“NO.2”档时，NO.1或NO.2系统的指示灯亮起。
3)当PR-7000电源开始供电后，进入自测模式：
F U N C T I O N
T E S T S T A R T
在自测完成后，根据以下步骤可回到正常运行状态：
当开始正常运行时，状态显示器出现如下显示：
S Y S T E M
S T A R T - U P
当自测结果显示正常且陀螺罗经信号为同步信号，显示器将在供电后3—4秒内开始进入正常运行状态。
4）数据重置
当自测发现非永久记忆卡中的数据错误时，蜂鸣器会响起。
根据以下步骤重设数据（船舶船级，船长，营运航速）。首先，该显示器将显示以下信息两秒钟
D A T A B R O K
E N
I N P U T D A T A
状态显示器显示：
S H I P L E N G T H
M
输入垂线间长（Lpp）
（例如）当船舶的垂线间长为139.8m，通过键盘输入1 3 9 . 8 ENT
S H I P L E N G T H
1 3 9 . 8 M
（一秒种后，状态显示器显示）
然后，输入营运航速，状态显示器显示：
S E R V I C E S P D
K T
输入本船设定的航速（大洋航行时的平均航速）
（如当本船航速为15节时，通过键盘输入1 5 ENT）
状态显示器显示为
S E R V I C E S P D
1 5 . 0 K T
（两秒后，状态显示器进入下一项内容显示）
5）陀螺罗经航向初始
通常，使用同步信号作为陀螺罗经信号，则必须在电源接通时，设定陀螺罗经航向。
状态显示器显示：
H E A D I N G P R S
D E G
输入陀螺罗经航向
注：在以上操作步骤完成以前，不得选择CPU模式，但在电源接通后，可立即选择HAND及NFU模式。
CPU模式
使用微处理器的自适应舵模式通称为CPU模式，可选择以下三种模式：AUTO、RATE及NA V（可选择）
－AUTO自动模式：自动稳定航向，根据陀螺罗经自动操舵仪改变模式。
－RATE积分模式：通过旋转舵轮确定的转向速率（某一转动惯量）。
－NA V导航模式：与跟踪设备（内置）及一台外置计算机连接的自动导航模式。
a)输入信号检验
按CLR键，清空状态显示。然后，按DISP键，连续按此键，使状态显示器显示数据。
确定信号已正确输入后，尤其需要注意的是船舶航速值及陀螺罗经航向值是否正确。
b)航向稳定模式（OPEN/CONFINED/ADJUSTABLE）检验。
按CLR键清除状态显示，然后，按SET键。确定状态显示器上的显示为航向稳定模式，当需改变航向稳定模式。按CHG键，同时按ENT键。
第三章
保养
3．1概述
1）本操作系统有7种操舵系统AUTO、RATE、NA V、HAND、NFU、RC-1及RC-2，保证了在各种情况下的安全性，该设备有两组操作系统NO.1和NO.2系统可供切换。
始终确保每个系统的正常运行，在待机的状态下选择各相关操舵系统。同时，每一天进行一次系统转换，使你熟悉各系统的运行。2）通过检查指示灯及警报单元，始终监测确保自动舵的正常运行。
3）一般来说，操作者需更换灯泡及保险丝，并将它们放入备件箱。
4）每年一次由TKC服务人员对整台自动舵系统进行检验。
船舶自动舵的设计
船舶自动舵的设计 吕振望，高帅 （大连海事大学航海学院大连 116026 ） 摘要：自动舵作为船舶改变航向和保持船舶航行在给定航向上的重要设备，对于船舶航行的安全性和经济性具有至关重要的作用。本文就自动舵设计所采用的二阶响应数学模型（Nomoto模型）进行了介绍。同时，主要以在线自整定PID（Proportional Integral Differential）船舶自动舵为例，简述了继电型自整定PID控制的基本原理及PLC （Programmable Logic Controller）实现的基本方法，给出了基于PLC的在线自整定PID 船舶自动舵的设计原理和实现方案。 关键词：船舶自动舵；自整定PID；船舶 0 引言 自动舵是一种自动操舵装置控制系统，能模拟并代替人力操舵，还可和其他导航设备结合组成自动导航系统，使船舶全程无人驾驶成为可能，大大提高了自动化水平。随着智能控制理论与计算机工业的飞速发展，许多新型的控制理论伴着微型计算机的广泛应用，同样也应用到自动舵上。 本文主要以自整定PID自动舵为例，说明了船舶自动舵的设计原理，对在自动舵设计中，所采用的数学模型进行了探讨，同时介绍自整定PID的算法以及如何正确地使用自动舵。 1 船舶自动舵的设计原理 船舶自动舵的主要结构是控制系统，其标准反馈结构图1如下：信号部分r，d，y，u；控制部分K；被控对象部分P；和传感器部分M。 图1 控制系统的框图 1.1 船舶运动响应模型 研究船舶自动舵的设计需从船舶运动的数学模型开始，船舶运动的数学模型是船舶自动
舵设计原理中很重要的一部分。本文以响应模型[1] 为例来说明船舶的运动。响应模型略去了横漂速度，抓住船舶动态从舵角到航向的导数再到航向的主要脉络，所获得的微分方程可保留非线性影响，把风浪干扰作用折合成为某一种干扰舵角构成一种输入信号与实际舵角δ一道进入船舶模型。该模型为Nomoto 模型的推广。 已知2阶Nomoto 模型为 δ??T K T 1='+ '' （1） 对于某些静态不稳定船舶，式（1）左端第二项T ?'必须代之以一个非线性）（?'H T K ，且 3H ?β?α?'+'='）（ （2） 于是非线性的2阶船舶运动响应模型成为 δ??T K H T K ='+ ''）（ （3） 显然，在线性情况下为使（1）和（3）式一致，必须有.0K 1==βα，由此可看出?βα，，，，T K 的关系。 野本（Nomoto ）对3阶船舶模型式做了一项出色的简化工作，使之降为2阶。论证的出发点在于，对于船舶这种大惯性的运载工具来说，其动态特性只在低频段是重要的，故在传递函数形式()[]()()() 1s T 1s T s 1s T K B A sI C s C 21301+++=-=-ψδ中，令0j s →=ω，且利用一个熟知的近似关系：当0x →时有()()x 1/1x 1+≈-，并忽略2阶和3阶小量，由此导出著名的Nomoto 模型 ()() 1s T s K s C 00+=ψδ 其中增益0K 与3阶模型相同，时间常数3210T T T T -+= 由于船舶的几何形状的复杂性，应用理论流体动力学方法计算流体动力导数是不可能的，因此它们的确定必须应该采用无量纲的流体动力系数。为此选择一些基本的度量单位，然后得到它们的无量纲值。其无量纲值的求法如下： () 3L 5.0/m m ρ=' L /x x c c =' V /v v =' V /rL r =' ()22L V 5.0/F F ρ=' ()23V L 5.0/N N ρ=' ()5zz zz L 5.0/I I ρ=' 16 mL I 2zz =
简述船舶操纵自动舵原理
简述船舶操纵自动舵原理 摘要：船舶操纵的自动舵是船舶系统中的一个不可缺少的重要设备，是用来控制船舶航向的设备，能使船舶在预定的航向上运行，随着现代科学技术的不断进步，各种先进仪器的使用，使得船舶操纵开始向智能化方向发展，本文就船舶操纵自动舵的构成和工作原理方面进行了综述。 关键字：船舶自动舵现代船舶自动化 船舶操纵的自动舵是船舶系统中的一个不可缺少的重要设备，是用来控制船舶航向的设备，能使船舶在预定的航向上运行，它能克服使船舶偏离预定航向的各种干扰影响，使船舶自动地稳定在预定的航向上运行，是操纵船舶的关键设备。它的性能直接关系到船舶的航行安全和经济效益。代替人力操舵的自动舵的发展在相当程度上减少了人力，节省了燃料，降低了机械磨损，直接影响到船舶航行的操纵性、经济性和安全性。 舵机装置由操舵装置、舵机、传动机构和舵叶四部分组成。 （1）操舵装置：操舵装置的指令系统，由驾驶室的发送装置和舵机房的接受装置组成。 （2）舵机：转舵的动力。 （3）传动机构：能将多机产生的转舵力矩传递给舵杆。 （4）舵叶：环绕舵柱偏转，承受水流的作用力，以产生转舵力矩。 在自动操舵仪中，按控制系统分类可分为三种操舵方式： （1）直接控制系统或称单舵系统、应急操舵。 （2）随动控制系统。 （3）自动操舵控制系统，又称自动航向稳定系统。 自动操舵适用于船舶在海面上长时间航行．随动操舵供船舶经常改变航向时使用，如在内河、狭航道区和进出港口。当自动航向／航迹、随动操纵出现故障时，可用应急的简单操舵，直接由人工控制电磁换向阀．使舵正、反或停转。 原理：利用电罗经检测船舶实际航向α，然后与给定航向K°进行比较，其差值作为操舵装置的输入信号，使操舵装置动作，改变偏舵角β。在舵角的作用下，船舶逐渐回到正航向上。船舶回到正航向后，舵叶不再偏转。
船舶舵机控制系统改进设计【文献综述】
文献综述 电气工程及其自动化 船舶舵机控制系统改进设计 引 言 设计船舶自动操舵系统首先要确定船舶舵机的数学模型和船舶航行动态模型。船舶舵机的传动机构主要有两类,机械传动和液压传动。随着船舶排水量和航速的增加,舵机上的转矩迅速增大。采用机械传动机构的舵机其重量和体积将变得很大,同时它的效率较低,电动机的容量势必很大。因而目前大型船舶均采用液压传动舵机,甚至中小型船舶也不例外。 船舶舵机 船舶舵机是能够转舵并保持舵位的装置。舵机的大小由外舾装按照船级社的规范决定，选型时主要考虑扭矩大小。船用舵机目前多用电液式，即液压设备由电动设备进行遥控操作。有两种类型：一种是往复柱塞式舵机，其原理是通过高低压油的转换而作工产生直线运动，并通过舵柄转换成旋转运动。另一种是转叶式舵机，其原理是高低压油直接作用于转子，体积小而高效，但成本较高。 船舶操舵系统是实现船舶操纵功能的一个自动控制系统。它把电罗经，舵角传感器等送来的船舶实际航向信号，预定航向信号，及给定的各种限束条件自动地按照一定的调节规律进行信号处理，从而控制舵机，使船舶沿着给定的航向航行。由此可见，该系统的性能直接影响着船舶航行的操纵性，经济性和安全性。因此，船舶操纵系统的性能，一直被当作是一个具有较高经济价值和社会效益的重要问题，引起人们的关注。并吸引着世界各国一代又一代的工程技术人员围绕着进一步改善该系统的性能这一课题而不断地进行研究和探索。
自动舵 自动舵是根据电罗经送来的船舶实际航向与给定航向信号的偏差进行控制的。在舵机投入自动工作时，如果船舶偏离了航向，不用人的干预，自动舵就能自动投入运行，转动舵叶，使船舶回到给定航向上来。 电动—液压式自动舵 国产“HD—5L型自动舵应用半导体无触点控制的比例-微分-积分控制系统。驾驶室具有自动、随动及应急操作三种操舵方式。两套参数相同的放大器互为备用，通过转换开关选择其中一套为自动、随动操舵时使用。应急操舵为随动控制方式，单独使用一套放大器。该型自动舵有A、B、C、D四种型式。A型为电液伺服阀变量泵系统；B型为电磁换向阀、伺服油缸、变量泵系统；C型为伺服马达变量系统；D型为地磁功率阀定量泵系统，它们的电气系统基本上是一致的。 液压伺服系统 液压伺服系统是使系统的输出量，如位移、速度或力等，能自动地、快速而准确地跟随输入量的变化而变化，与此同时，输出功率被大幅度地放大。液压伺服系统以其响应速度快、负载刚度大、控制功率大等独特的优点在工业控制中得到了广泛的应用。 电液伺服系统 电液伺服系统是一种由电信号处理装置和液压动力机构组成的反馈控制系统。最常见的有电液位置伺服系统﹑电液速度控制系统和电液力(或力矩)控制系统 发展现状 众所周知，自动控制系统是自动控制理论在工业生产中应用的产物。船舶操舵系统也不例外。在自动控制理论发展的不同历史阶段，取得了不同的研究成果，开发出一代又一代新型的自动舵产品，为航运业的发展作出了巨大的贡献。
船舶操舵仪与自动舵
船舶操舵仪与自动舵 [size=10.5pt]操舵仪有自动操舵仪（俗称电罗经或磁罗经操舵自动跟踪操舵仪）、随动操舵仪（俗称舵轮操舵，包括遥控操舵）和应急操舵仪（俗称手动操舵、手柄操舵），自动操舵仪是按照设定的航向直线运行；随动操舵仪是按照驾驶员的指令，按一定的舵角做回转运动，只要合理使用，能使船舶处于最佳航行状态；应急操舵仪是最简易可靠的操舵仪（缺点是精度太差，往往使船舶走S形，耗油严重）。 1、应急操舵仪是不存在操舵的精度，只要在规定的时间内（如24-28s）达到左右满舵，就行。 2、随动操舵仪比应急操舵仪精度高得多，因为它具备了简单的人机对话功能，所以应用的船舶最多（因为它成本低，尤其使用于近海航线）. 3、自动操舵仪是在随动操舵仪的基础上，利用电罗经或磁罗经（现在利用GPS）等设备，增加了航向的偏航信号，利用航向信号的偏差代替人工舵轮，这一部分性能的好坏，直接关系到航线的准确度 早期日本生产的ES-11、TG-3000、TG-5000等电罗经所配备的自动舵，性能稳定，价格低廉。但是随着使用寿命的延长，这些操舵仪有一个共同的通病。 1．自动状态走S形，0点不稳 2．随动状态左右舵角不平蘅，0点不稳 3．随动状态（包括自动）死角过大 4．舵震荡严重，继电器损坏过快，船舶震动严重 5．无法使用随动状态（包括自动） 对以上问题检修的办法 1．自动部分对2KC的震动和相敏整流进行检查 2．随动部分对舵轮和跟踪的5K电位器进行检查 3．对跟踪部分的电缆检查，有无漏电 4．对舵机执行部分的阻尼系统检查 通过以上检查，一般情况下都能得到解决 如果还是不行，可以更换价格低廉性能稳定的国产随动板和自动板，一步到位，彻底解决以上的5个故障通病，既快又好，省时、省力、省成本，
自动舵控制系统设计
自动舵控制系统设计 船舶借助螺旋桨的推力和舵力来改变或保持航速和航向，实现从某港出发按计划的航线到达预定的目的港。由此可见，操舵系统是一个重要控制系统，其性能直接影响着船舶航行的操纵性、经济性和安全性。自动操舵仪是总结了人的操舵规律而设计的装置，是用来控制船舶航向的设备，能使船舶在预定的航向上运行，它能克服使船舶偏离预定航向的各种干扰影响，使船舶自动地稳定在预定的航向上运行,是操纵船舶的关键设备。系统的调节对象是船，被调节量是航向。自动舵是一个闭环系统，它包括：航向给定环节；航向检测环节；给定航向与实际航向比较环节；航向偏差与舵角反馈比较环节；控制器；执行机构；舵；调节对象—船；舵角反馈机构等。自1922年自动舵问世到今天, 代替人力操舵的自动舵的发展确实取得了长足的进展, 在 相当程度上减少了人力, 节约了燃料, 降低了机械磨损, 但是 距离真正意义上的操舵自动化还有相。当大的距离。 一国内外研究现状 自70 年代起,国内一些科研院所、高校开展自动舵的理论与开发工作,并取得了不少成果,一些航海仪表厂家也独立或与研究所、高校合作开展了自动舵的试制和生产,其产品以模拟PID 舵为主。目前虽然国产自适应舵已经投入实船使用,但效果并不明显。智能控制舵还处于理论研究阶段,还没有产品化。航迹舵基
本上也处于研究阶段,还没有过硬的产品。 目前国外市场上有多种成熟的航向舵、航迹舵产品,其控制方法大多为比较成熟的自适应控制,例如日本Tokimec 公司的PR - 8000 系列自适应自动舵、德国Anschuz 公司的NAU TO CONTROL 综合系统中的自动舵、美国Sperry 公司VISIONTECHNOLOGY系统中的自适应自动舵等。近几年发展起来的智能控制及其它近代控制在自动舵上应用尚处于方案可行性论证及实验仿真阶段,还有待于进一步工程实现研究。 我国对自适应舵的研究起步较晚，自80年代以来，有关单位开展了对自适应舵的研究工作，发表了一些设计方案，仿真研究结果和产品。 1980年，南开大学袁著祉、卢桂章老师采用Norrbin性能指标，利用最小方差自校正控制器自适应律设计了船舶航向保持的自适应舵，发表了仿真结果。 1984年，中船总公司系统工程部林钧清利用最小方差自校正调节器，设计了自适应自动舵的软件，并进行了仿真研究。 1986年，大连海事大学陆样润、黄义新老师等人，采用了对偏航速率进行加权的最小方差自校正控制方案，进行了自适应舵的研制，他们先在实验室的实时仿真器上进行了联机实验，随后
自动控制原理课程设计实验
上海电力学院 自动控制原理实践报告 课名：自动控制原理应用实践 题目：水翼船渡轮的纵倾角控制 船舶航向的自动操舵控制 班级： 姓名： 学号：
水翼船渡轮的纵倾角控制 一．系统背景简介 水翼船(Hydrofoil)是一种高速船。船身底部有支架，装上水翼。当船的速度逐渐增加，水翼提供的浮力会把船身抬离水面(称为水翼飞航或水翼航行，Foilborne)，从而大为减少水的阻力和增加航行速度。 水翼船的高速航行能力主要依靠一个自动稳定控制系统。通过主翼上的舵板和尾翼的调整完成稳定化操作。该稳定控制系统要保持水平飞行地穿过海浪。因此，设计上要求系统使浮力稳定不变，相当于使纵倾角最小。 航向自动操舵仪工作时存在包括舵机（舵角）、船舶本身（航向角）在内的两个反馈回路：舵角反馈和航向反馈。 当尾舵的角坐标偏转错误!未找到引用源。，会引起船只在参考方向上发生某一固定的偏转错误!未找到引用源。。传递函数中带有一个负号，这是因为尾舵的顺时针的转动会引起船只的逆时针转动。有此动力方程可以看出，船只的转动速率会逐渐趋向一个常数，因此如果船只以直线运动，而尾舵偏转一恒定值，那么船只就会以螺旋形的进入一圆形运动轨迹。 二．实际控制过程 某水翼船渡轮，自重670t，航速45节（海里/小时），可载900名乘客，可混装轿车、大客车和货卡，载重可达自重量。该渡轮可在浪高达8英尺的海中以航速40节航行的能力，全靠一个自动稳定控制系统。通过主翼上的舵板和尾翼的调整完成稳定化操作。该稳定控制系统要保持水平飞行地穿过海浪。因此，设计上要求该系统使浮力稳定不变，相当于使纵倾角最小。
上图：水翼船渡轮的纵倾角控制系统 已知，水翼船渡轮的纵倾角控制过程模型，执行器模型为F（s）=1/s。 三．控制设计要求 试设计一个控制器Gc（s），使水翼船渡轮的纵倾角控制系统在海浪扰动D （s）存在下也能达到优良的性能指标。假设海浪扰动D（s）的主频率为w=6rad/s。 本题要求了“优良的性能指标”，没有具体的量化指标，通过网络资料的查阅：响应超调量小于10%，调整时间小于4s。 四．分析系统时域 1.原系统稳定性分析 num=[50]; den=[1 80 2500 50]; g1=tf(num,den); [z,p,k]=zpkdata(g1,'v'); p1=pole(g1); pzmap(g1) 分析：上图闭环极点分布图，有一极点位于原点，另两极点位于虚轴左边，故处于临界稳定状态。但还是一种不稳定的情况，所以系统无稳态误差。 2.Simulink搭建未加控制器的原系统（不考虑扰动）。
船舶自动航行系统的现状与发展_刘鹰
船舶自动航行系统的现状与发展 刘 鹰1 谢盛会2 (1.哈尔滨工程大学 哈尔滨 150001; 2.佳木斯行政学院 佳木斯 154002) 摘 要: 介绍了船舶自动航行系统的组成和功能,对国内外自动航行系统的技术水平进行了分析和比较,阐述了系统在功能、软件、人机界面等诸多方面的现状与发展方向。 关键词: 船舶自动航行 组成和功能 现状 发展方向 The Status and Developing Direction of S hip Autopilot System Liu Ying1 Xie Shenghui2 (1.Harbin Engineering University,Harbin,150001;2.Jia musi Administration College,Jiamusi,154002) A bstract: This text presents the constitute and function of the ship autopilot,and make a deep investiga-tion on the technology of ship autopilot system used international,analyze the system's status and developing di-rection on function,software and human interface. Key words: ship autopilot,constitute and function,status,developing direction 0 引 言 近年来,随着全世界航运界和造船业的发展,对船舶航行的安全性及船舶运输效能提出了更高的要求。同时由于电子技术的进步,船舶自动化程度也在不断提高,船舶驾驶愈来愈趋向于一体化、综合化、集成化与全自动化。自动航行系统又称一人驾驶台,它是为了减轻船舶驾驶人员的劳动强度、降低人为的过失及其影响、提高船舶航行的安全性、节能以增加营运的经济效益而发展起来的,自20世纪70年代出现以来,已经发展到第四代。它把在船桥上各种独立安装分别显示的航行主仪器和助航仪器有机地组合在一起,形成一个大的闭环式信息综合、显示、控制系统,可极大地改善导航精度,减轻船舶驾驶人员的劳动强度,提高船舶航行的技术性能、安全性、有效性和经济效益。 自动航行系统现在已经成为全船自动化的一个重要组成部分,它综合地运用了计算机网络技术、滤波技术、最优控制技术、专家系统和高速数据接口技术进行系统集成。它不仅可以进行操舵实现航向的保持和变化控制,还能够实现航迹跟踪、ARPA雷达数据接收和自动避碰操舵。目前绝大多数船东要求采用航行自动化技术,即所谓的一人驾驶。自动航行系统已广泛应用于高级客船、集装箱船和航空母舰,未来的船舶运输将会更加安全、经济、快速。 1 组成和特点 自动航行系统一般由航行监控器(含电子海图与信息显示系统ECDIS)、航行计划工作站、ARPA、自适应自动舵、泊船监视器、主机遥控、导航系统、海图数字化仪及其它设备组成,通过船桥局域网将上述监控器、工作站及各种传感器联结起来,并通过网关将船舶上的其它系统,如船舶营运管理系统、通信系统、货物装卸监控系统及机舱自动化系统联在一起。 自动航行系统的主要特点是: (1)船舶综合信息的集中显示 在驾驶台的终端上,可以用文字、曲线或图像的形式集中显示船舶航行信息、船体运动信息、机舱信息、导航定位信息与航区气象信息等,使驾驶员方便快捷地了解全船动态,并用主要精力去注视航行海域 第24卷 增 刊 2002年 舰 船 科 学 技 术 SHIP SCIE NCE AND TE CHNOLOGY Vo1.24 Supplement 2002 收稿日期:2001-05-10
自动舵的发展及其特性
自动舵的发展及其特性 自动操舵控制装置，简称自动舵autopilot，是在随动操舵基础上发展起来的一种全自动控制的操舵方式。它是船舶运动控制问题中具有特殊重要性的一个系统，用于航向保持/航向改变/航迹保持控制。它是根据陀螺罗经的航向信号和指定的航向相比较来控制操纵系统，自动使船舶保持在指定的航向上。由于自动舵灵敏度和准确性都较高，它替代人工操舵后，相对提高了航速和减轻了舵工的工作量。早在20世纪20年代已出现商品化的机械式PID自动舵用于商船的航向保持。在此后的历史进程中，随着科学的发展和技术，工艺的进步，自动舵的构造变化巨大，电气式，电子式，微型计算机化的产品相继问世。目前商船均配置有自动舵，当定向航行且航区没有其他船往来时，则可改手操舵为自动舵。船舶借助螺旋桨的推力和舵力来改变或保持航速和航向，实现从某港口出发按计划的航线到达预定的目的港。由此可见，操舵系统是一个重要的控制系统，其性能直接影响着船舶航行的操纵性，经济性和安全性。因此，船舶操纵系统的性能，一直被当作是一个具有较高经济价值和社会效益的重要问题，引起人们的关注，并吸引着世界各国一代又一代的工程技术人员围绕着进一步改善该系统的性能这一课题而不断地进行研究和探索。 自动操舵仪是总结了人的操舵规律而设计的装置。系统的调节对象是船，被调节量是航向。自动舵是一个闭环系统，它包括：航向给定环节；航向检测环节；给定航向和实际航向比较环节；航向偏差与舵角反馈比较环节；控制器；执行机构；舵；舵角反馈机构等。舵系统的性能主要是由控制器的性能决定的，因此自动舵的技术发展，也主要表现在控制技术的推陈出新。 自动舵的发展是随着自动控制理论和技术的发展而发展。在自动控制理论和技术发展的不同阶段，取得了不同的研究及应用成果，开发出一代又一代新型的自动舵产品，为航运业的发展作出了巨大的贡献。 自动舵的发展及其特性： 船舶在海上航行时，由于受到海风，海浪及海流等海洋环境扰动的作用，不可避免地要产生各种摇荡和航向改变，其运动形式可以分为两大类：一是船舶的操纵运动，另一个是船舶的摇荡运动。所谓操纵运动是指驾驶者借助于操纵装置，来改变或保持船的运动状态；而摇荡运动是指在风，浪，流的干扰下产生的往复运动。 自从20世纪20年代机械式自动舵应用于船舶航向控制到现在航向自动舵及其控制算法发展可以划分为四个阶段： （1）第一代机械自动舵：经典控制的自动舵，率先推出自动舵产品的是德国和美国。德国的Aushutz和美国的Sperry分别于1920年和1923年独立研制成了机械式的自动操舵仪，其出现是一个重要里程碑，因为它使人们看到了在船舶操纵方面摆脱体力劳动实动自动控制的希望。机械式自动舵只能进行简单的比例控制，这种自动舵需要采用低增益以避免震荡，只能用于低精度的航向保持。 （2）第二代PID自动舵：20世纪50年代，随着电子学和伺服机构理论的发展与集控制技术和电子器件的发展成果于一体的PID自动舵横空出世，使得航向自动舵的控制精度明显提高。缺陷是对外界变化应变能力差，操舵频繁，幅度大，能耗显著。如对海浪高频干扰，PID控制过于敏感，为避免高频干扰引起的频繁操舵，常采用“死区”非线性来进行天气调节，但死区会导致控制系统的低
自动舵
自动舵报警面板 其中 其中NO1和NO2表示对应的两只自动舵控制箱。当自动舵控制箱正常运行时，对应的灯会亮。 如果自动舵控制箱没有电源输入，则对应的灯会亮。 当自动舵控制箱和舵机正常运行的时候，对应的灯会亮 某些设备会有“ACT FAIL”灯，灯亮时表示舵机对自动舵发出的指令执行时有大的出入。
自动舵系统内部故障时灯会亮 紧急报警，如使用电罗经操舵时，电罗经断电，灯会亮。 如使用电罗经操舵时，磁罗经断电，灯会亮 磁罗经的偏航报警 警报消除 g 上图右边为模式转换开关，左边为系统选择开关。
1、当模式转换开关在HAND状态时，使用 手轮或者系统选择开关NFU旋钮 进行操作。 若使用手轮，则选择系统选择开关中的FU-1和FU-2(操作时，如果FU-1工作不正常，可迅速切换至FU-2，同理FU-2。) 若使用NFU旋钮，则选择档位（如果一只NFU工作不正常，可迅速切换至另一个。） 2、当模式转换开关在AUTO状态时，使用自动舵操作单元操作。 为选择使用电罗经操舵还是磁罗经操舵
报警消除 这个按钮不要进去设置，里面有初始设置的参数，改动了会影响操舵 低速报警，一般不用特意设置。请根据实际情况选用。 舵角限制，在使用自动舵操舵单元操作时，限制最大舵角 磁罗经偏航报警，设置磁罗经的偏航报警度数以及响应时间 操作模式。PRECISION2灵敏度最高，PRECISION1其次，ECONOMY灵敏度最低 吃水模式 ADJUST菜单，进入后，里面的选项如下（均已翻译），其中，除了1、设置调光和对比度，2、设置电罗经的偏航报警外，其它选项一般不需要改动，改动之后有可能会对正常操舵产生不好影响。 1、设置调光和对比度 2、设置电罗经的偏航报警，此处，以设置电罗经为例，介绍自动舵操作单元调节一个 选项的大致按键操作。 按自动舵操舵单元的，再按，选取第二个选项“OFF HEADING”(即为电罗经偏航报警)。 再按"ENT",“=”变成“<”,此时进行调节，结束之后按“ENT”保存使“<”再变成“=”，再ADJUST退出。 3、设置航向监控器限制角度和时间。 4、显示故障原因 5、设置控制功能 6、初始化控制参数
船舶自动舵的发展
船舶自动舵的发展 0942813220 刘磊 摘要：综述了航海自动舵的技术史和今后发展趋向以及就船舶操纵自动舵的工作原理和方法方面进行了综述。 关键词:自动舵技术发展过程自动舵发展趋向自动舵的原理自动舵的工作方法船舶借助螺旋桨的推力和舵力来改变或保持航速和航向，实现从某港出发按计划的航线到达预定的目的港。由此可见，操舵系统是一个重要控制系统，其性能直接影响着船舶航行的操纵性、经济性和安全性。自动操舵仪是总结了人的操舵规律而设计的装置，是用来控制船舶航向的设备，能使船舶在预定的航向上运行，它能克服使船舶偏离预定航向的各种干扰影响，使船舶自动地稳定在预定的航向上运行,是操纵船舶的关键设备。系统的调节对象是船，被调节量是航向。自动舵是一个闭环系统，它包括：航向给定环节；航向检测环节；给定航向与实际航向比较环节；航向偏差与舵角反馈比较环节；控制器；执行机构；舵；调节对象—船；舵角反馈机构等。自1922年自动舵问世到今天, 代替人力操舵的自动舵的发展确实取得了长足的进展, 在相当程度上减少了人力, 节约了燃料, 降低了机械磨损, 但是距离真正意义上的操舵自动化还有相。当大的距离。 本文在展望人工智能控制舵之前先对目前的自动舵进行简要的回顾，再对船舶操纵自动舵的构成和工作原理方面进行了综述。 一．自动舵的技术发展历史 1.传统的自动舵 1922年Minorsky和Sperry分别从数学角度和陀螺罗经在船舶上的运用角度各自发表了论文, 这两篇论文可以看作是对船舶自动舵作出了最早的贡献。1923年,Minorsky设计的自动舵就装在新墨西哥的战舰上投人了试验。 早期自动舵以机械结构为基础,仅能对航向进行初步控制, 今天我们将这种控制方法称为“比例（P）控制”。这是由于自动舵舵角的偏转大小是和船舶偏航角成比例的。下面的公式可表示比例控制的规律：
浅谈自动舵
大连海事大学毕业论文 二〇一五年六月
自动舵技术的发展 专业班级：航海技术11－4班姓名：张凯 指导教师： 航海学院
摘要 此文论述了自动舵的发展在实现船舶自动化过程中的重要地位，综述了航海自动舵的发展史及今后发展的展望。此文从应用技术的观点出发，介绍与比较了船舶操纵的各种自动舵控制方法和它们的优缺点，船舶自动舵可分为四个发展阶段,即传统的机械舵、PID舵、自适应舵和智能舵，其中智能舵为目前最先进的自动舵，它的控制系统又分为专家控制、模糊控制和神经网络控制。介绍了国内外对船舶自动舵的航向保持控制、航迹保持控制及其他功能方面的研究成果，将船舶自动舵研究与IMO 的“e-Navigation”战略实施计划结合起来，说明了船舶未来的发展方向。 关键词：自动舵、机械自动舵、PID自动舵、自适应控制、智能控制；
Abstract This article illustrates the key status of autopilot development in the process of realizing ship automation, and summarizes the phylogeny of marine autopilot and prospect for the future. From the viewpoint of technology application, this article introduces and compares several autopilot control methods of ship maneuver and corresponding merits and demerits. Evolution of marine autopilot falls into three phases, namely the traditional mechanical rudder, PID rudder, adaptive steering rudder and intelligent rudder, among which intelligent rudder is the most advanced autopilot at present, whose control system can further be divided into expert control, fuzzy control and neural network control. In addition, this article introduces domestic and overseas research achievements in terms of marine autopilot course keeping control, track keeping control and other functions, and integrates marine autopilot research with ‘e-Navigation’ strategic implementation plan of IMO, which demonstrates the development orientation of ships in the future. Keywords: autopilot, mechanical autopilot, PID autopilot, adaptive control , intelligent control
自动化控制系统设计方案
自动化控制系统设计方案标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
自动化控制系统设计方案 一、现地控制软件 现地采集控制软件采用业界领先的平台和面向对象机制的编程语言在数据库作业系统基础上进行高可靠性、实时性的现地控制应用软件 二、主控级 1、数据的采集及处理 接收现地控制单元的上送数据并进行处理及存入数据库，供分析计算、控制调节、画面显示、记录检索、操作指导、打印等使用。数据采集除周期性进行外，在所有时间内，可由操作员或应用程序发命令采集现地控制单元的过程信息。 2、运行监视、控制和调节 运行操作人员能通过上位机，对各闸门开度和启闭机的运行工况进行控制和监视。除了显示各孔闸门的位置图形和开度数据外，还设置“启动”、“停止”两个模拟操作按钮和“上升”、“下降”、“远程/现地”、“通讯状态”等模拟指示。主要内容如下： a、根据要求的过闸流量，计算出闸门当前应开启的高度（在 上下限范围内）电脑提示是否确认，若确认即可启动闸 门； b、闸门启闭控制，根据给定值启闭闸门，到位停止； c图形、表格、参数限值、状态量等画面的选择和调用； d在主控级进行操作时，在屏幕上应显示整个操作过程中的每一步骤和执行情况； 三、打印记录 显示、记录、打印功能 所有监控对象的操作、实时参数都予记录，对故障信号进行事件顺序记录、显示，实行在打印机上打印出来。主要内容如下：
（1）闸门动作过程动态显示； （2）给定开度值显示，闸门位置显示； （3）闸门升降模拟显示图； （4）上、下游水位数据显示 （5）根据上下游水位和闸门开度，自动计算出当前流量，并进行累计 （6）运行显示、打印； 四、通信功能 主控级与现地控制单元采用RS485总线通信，当通讯不正常时，报警显示。 五、现地控制单元 1、实时自动采集闸门开度在现地显示并通过处理后传送至主控层； 2、根据主控层指令，或根据人工输入的合法控闸指令，在满足下列条件的情况下，自动控制闸门的升、降，并运行到指定位置； 3、当转换开关在现地状态时，可对闸门开度进行预置，并通过电控柜的升、降、停按钮实现闸门的启闭； 4、在现地控制单元，通过权限开关，可实现远程/现地切换； 5、保留原人工手动控闸功能，人工与自动并存，以便紧急状态及维护系统时使用。 六、系统组成 （1）系统主要由信息采集与控制、集中监控和信号传输三大部分组成。启闭机室设若干台现地控制柜(PLC),其中信息采集与
自动舵
PR-7000-L 自动舵 第一章 综述 1．1介绍 本自动舵作为一款简便的操纵仪，具有4种操作模式：计算机辅助操纵（CPU）、手动操纵(HAND)、应急操纵（NFU）及遥控操纵(RC-1、RC-2)（可选择）；并可只通过转换MODE SELECTOR SWITCH（模式选择开关）来进行选择。另外，通过按下在MODE SELECTOR SWICH键左边的MODE SELECTOR PUCH BUTTON SWICH（模式选择按钮）操纵CPU选择三种不同的操作模式：自动舵（AUTO）、积分舵（RATE）、自动导航（NA V:选择） 具有双重模式的自适应舵具有两套完整的系统,SYSTEM SELECTOR SWITCH(系统选择开关)有以下几档：NO.1-OFF-NO.2，当开关转至所需运行的系统位时，系统会自动进入运行状态，而当开关转到OFF档时，整个系统将停止工作。 自动舵是一套使船舶维持在预先设定的航向上航行的自动操舵控制装置，近来，对于自动舵的性能评估已从“能使船舶精确维持航向”变为“在各种情况下，最省油的操纵”。然而，船舶的操纵取决于船舶的尺度及具体的技术指标，同时也随着船舶的航速，装载情况及海况的不同而不同。因此，对于自动舵的评价没有明确的标准。 为了解决这些问题，本款自适应舵引入了性能测试功能以测定在自动舵协助的情况下，能节省的能量。 本款自适应舵有如下特性： ;控制操纵装置运用的是一套微处理器并且完全数字化； ;基本控制方式是自适应控制系统反馈模型 ;根据船舶速度和装载状况的改变能迅速调整，能够在各种状态下，进行最佳的操纵。 ;三种航向维持模式，可根据实际，适用于各种海况：OPEN SEA（开放水域模式）适用于只需小幅度操纵导航的情况，如在大洋上航行，为的是节省燃料的费用。CONFINED（限制模式）适用于大幅度的操纵情况，如在狭水道中航行，为的是提高航向维持的精确性。 比例舵（RATE）作为一种标准的操纵模式，可以通过旋转舵轮给出的指令指示，按设定的转向速率来控制船舶。 自动导航系统（NA V）模式结合了计划航向导航系统－TRACKING PILOT（可选择安装），并可与其他制造商的导航系统结合在一起。人工操舵（HAND steering）可通过操纵舵轮以获得所需的舵角，从一舷满舵至另一舷满舵。 自动及人工操纵（CPU & HAND操纵）是由设置在舵轮台内部的放大器单元控制。该传感器采用的是无接触型线性同步电动机且电子线路也采用了许多半导体结构以完善应用无接触式控制部分的功能，而使其能达到完美。这种自动及人工式操舵方式被称为随动控制。因为它能使舵页的转动角度与所操舵令一致。 应急舵（NFU）是通过转换开关，接通或切断电源的方式而非通过放大电路传输电能的方式来控制电磁阀。由于去除了舵角指令的分级及反馈信号电路。所以使用旋转开关来接通或切断电源进行控制的方式称为非随动控制方式。 为了保证航行安全，指示灯及警报设备应处于完好状态。指示灯显示的是自动舵的工作状态。警报设备采用了视觉报警和听觉报警的方式。 动力单元的控制舵机为液压式。当然，也可选用陀螺罗经仪型舵轮台，并在其内部安装TG-5000型陀螺罗经。 1．2组成 1．2．1部件 舵轮台（2套系统）1部液压动力系统 2部 电动机启动设备2部液压缸及舵页复示系统 2部 1．2．2基本参数 1）船舶电力供应（及泵电动机） 交流440V或220V,三相，50Hz或60Hz,最大2.5KV A 直流24V，最大电流2A 2）额定值 电压波动＋10％至-15% 频率变化＋5％ 环境温度－20°C至+50°C 3）操舵模式 微处理器（CPU）（自适应舵通用名） ;自动（陀螺罗经操舵仪）（可选择此罗经操舵仪） ;积分（恒定转速操舵仪）
雷松公司安许茨自动舵接口和参数的设置及工作模式的选择
安许茨自动舵参数设置和操作技巧 电报员 “安许茨操舵控制系统”性能优良、设计先进、工作模式多样、参数设置灵活、操作简单方便，各种外设接口不仅满足当前规范要求，而且为未来航行设备的升级换代预留了拓展空间。特别是安许茨操舵控制系统除了保留传统意义上的非随动杆和随动手轮外，自动舵控制中的全部操作模式，包括人工操作模式都可以通过触摸健或旋钮在电脑显示屏前完成。各种航行参数，如：船首向、航向、船速、舵角、转舵速率、航向偏差、航路偏差、船舶实际航向与航路航向偏差等都能直观地显示在电脑屏幕上。在实际应用中，只要接入适当的GYRO、LOG、GPS或VTG、VHV等外部设备信号，并对操作参数和模式及接口正确选择，安许茨自动舵便能发挥它的航向控制、航路控制、自动航行、自动转向、遥控驾驶、人工控制等功能。 一．工作模式 安许茨自动舵控制系统(PILOTSTAR D)有六种操作模式：1. 航向控制模式．2. 航向控制修正模式．3.人工控制模式． 4.航路控制模式．5. 自动转向模式．6. 航向、航路遥控模式． 航向控制模式：就是传统意义上的通过设置工作参数使船首自动跟踪航向的工作模式。航向控制修正模式：根据不同海况，设置另一套工作参数的航向控制模式。 人工控制模式：与传统意义上的通过非随动杆或随动手轮人工控制舵角不同，当船舶发生偏航或做避让动作时，只需通过触摸健或旋钮在电脑显示屏前来完成对舵角的控制。 航路控制模式：通过GPS的APB语句格式发送预先设置的航路段信息给自动舵，控制船舶的航路和航向的工作模式。 自动转向模式：周期性的按照预先设定的某一固定航向变化（范围：10°-180°）自动转向的工作模式。适用于拖轮、渔船、游艇及工程和搜救作业等。 航向、航路遥控模式：船舶的航向和航路控制无需人工设置，而由航行系统和外部航路导航系统自动确定的工作模式。 二．流程图： 因原版英文说明书较厚，且包含许多前沿专业技术术语和新的理论和观点。对初次接触该设备的驾驶员，即使具有多年航海经验，研读它并融会贯通灵活应用，存在一定难度。针对这一现象和当前大多数船舶状况，笔者总结该设备的“四、四、四、二”操作法，包含参数设置，模式选择与转换并绘制成流程图，即直观又系统，免除了研读原版英文说明书烦恼，使初次接触该设备驾驶员能用很快掌握操作方法。 参数设置健为： 模式选择与转换的操作健为： 流程 图如 下：