[实用新型]一种电磁阀控液压舵机分级式控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电磁阀控液压舵机分级式控制装置，用于船舶自动操舵仪驱动液压舵机电磁阀的电路中，特别是一种电磁阀控制的中大型液压舵机如900kN.m以下的转叶式舵机双机组工况下的电磁阀控液压舵机分级式控制装置。

背景技术

目前水面船舶液压舵机控制系统中的伺服机构大部分采用的是电磁阀型伺服机构，其余采用的是比例阀或伺服阀，如日本的川崎舵机。电磁阀型伺服机构的优点是：结构简单，可靠性高，对油液的要求较低。虽然操舵时噪声相对于比例控制伺服机构较大，且操舵精度较低，但仍然被广泛的应用于水面船舶的操舵系统中。

自动操舵仪采用电磁阀型伺服机构控制400kN.m、630kN.m液压舵机，在单机组工况下（转舵速度大于2.3°/S），随动操舵灵敏度及舵角跟随误差均小于0.5°舵角。在双机组及隔离旁通工况下（转舵速度大于4.7°/S），随动操舵灵敏度指标一般在0.7°～0.9°舵角，随动操舵跟随精度在0.8°舵角左右，虽然精度能满足现有国军标和其它相关标准的要求，也能满足一般情况下的操纵控制要求，但在补给等要求操舵精度较高的特殊操纵情况下，就不能满足要求。特别是对于转舵力矩大于630kN.m的中大型液压舵机，如900kN.m的转叶式舵机，由于双机组工况冲舵量更大，其随动操纵控制精度将会进一步降低。

实用新型内容

本实用新型其目的就在于提供一种电磁阀控液压舵机分级式控制装置，解决了中大型液压舵机双机组工况下一般电磁阀控制方法不足的问题。具有可靠性高、对油液的要求较低、不容易产生游舵的特点，且操舵噪声小、速度可控制，提高了随动控制精度。

实现上述目的而采取的技术方案，包括舵机速度调节电路Ⅰ、舵机控制电路Ⅱ、驱动液压舵机电磁阀以及舵角反馈机构，指令舵角信号δ_c与舵角反馈机构输出的舵角反馈信号δ_f输入运算放大器F求和，运算放大器F输出连接舵机速度调节电路Ⅰ和舵机控制电路Ⅱ，所述舵机速度调节电路Ⅰ输出并联舵机控制电路Ⅱ输出端并经开关k连接驱动液压舵机左机组电磁阀，所述舵机控制电路Ⅱ另一路输出端连接驱动液压舵机右机组电磁阀。

与现有技术相比本实用新型具有以下优点。

由采用电磁阀（电磁换向阀）控制的伺服机构，具有可靠性高、对油液的要求较低、不容易产生游舵等优点，其缺点是操舵噪声较大、速度不可控制。自动操舵仪采用分级控制电磁阀伺服机构的方法，克服了双机组工况下的控制精度低的这种缺点，特别适用于900kN.m以下的转叶式舵机操舵控制。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1为本装置原理示意框图；

图2为本装置电原理图；

图3为本装置实施例控制电路图；

图4为本装置实施例控制电路结构说明图。

具体实施方式

本装置包括舵机速度调节电路Ⅰ、舵机控制电路Ⅱ、驱动液压舵机电磁阀以及舵角反馈机构，如图2所示，指令舵角信号δ_c与舵角反馈机构输出的舵角反馈信号δ_f输入运算放大器F求和，运算放大器F输出连接舵机速度调节电路Ⅰ和舵机控制电路Ⅱ，所述舵机速度调节电路Ⅰ输出并联舵机控制电路Ⅱ输出端并经开关k连接驱动液压舵机左机组电磁阀，所述舵机控制电路Ⅱ另一路输出端连接驱动液压舵机右机组电磁阀。

所述运算放大器F为比较器N5A，比较器N5A反向端接指令舵角与反馈舵角的差值△δ，同向端接可调电阻R93，比较器N5A输出一路接与门D2A，另一路接与门D2B，所述与门D2A输出端接与门D2B，与门D2B输出接控制三极管V37、V38，如图3所示。

当舵机工作在双机组工况下，舵机转舵速度在4.7°/S～5.6°/S范围内。电磁阀工作在开关状态，工作时流量不可调节，转舵速度也不能调节，由于液压泵、阀件存在一定的时间常数，停舵时，控制信号虽然已经关断，但舵机需等待一定的时间后才停止运动，由于转舵速度大，因而冲舵量大，由此造成操舵精度不能满足特殊操纵情况下的使用要求。

工作原理

如图1所示，当舵机的转舵速度不大于2.7°/S时，随动操舵灵敏度和舵角跟随精度均能满足要求。由此，在双机组工况下，根据指令舵角与实际舵角的差值进行转舵速度有级调节，当舵角差的绝对值小于一定值时，只有一个伺服机构的电磁阀工作，转舵速度与单机组时相同。当舵角差的绝对值大于一定值时，二个机组的伺服机构电磁阀同时工作，满足高转舵速度的要求。。