[发明专利]一种用于吊舱推进船舶的控制装置与方法

权利要求书

1.一种用于吊舱推进船舶的控制方法，其特征在于，包括以下步骤，步骤一，按照推力作用点与重心连线将船舶所在水平面划分为I、II、III、IV四个区域，I区域范围为(φ，180°-φ]，III区域范围为(180°+φ，360°-φ]，II区域范围为(-φ，φ]，IV区域范围为(180°-φ，180°+φ]，φ为Ⅱ、Ⅳ区域边界线夹角的一半；吊舱推进船舶在Ⅰ、Ⅲ区域斜移时，驾驶员通过控制操纵手柄输出手柄幅度角信号γ_j和手柄方位角信号λ_j，经由系统控制器对第一螺旋桨电机、第二螺旋桨电机的转速，第一回转控制电机、第二回转控制电机的回转角度进行调整；步骤二，将水平面区域Ⅱ、Ⅳ区域划分为直行区、左过渡区和右过渡区，Ⅱ区域直行区的范围为为(-φ/2，φ/2]，左过渡区的范围为为(-φ，-φ/2]，右过渡区的范围为为(φ/2，φ]；Ⅳ区域直行区的范围为为(180°-φ/2，180°+φ/2]，左过渡区的范围为为(180°+φ/2，180°+φ]，右过渡区的范围为为(180°-φ，180°-φ/2]；吊舱推进船舶在直行区移动时，第一吊舱推进器和第二吊舱推进器均正车或倒车，驾驶员通过控制操纵手柄的手柄幅度角信号γ_j控制吊舱推进船舶移动速度，通过控制操纵手柄的手柄方位角信号λ_j控制吊舱推进器小幅度偏转；步骤三，吊舱推进船舶在左过渡区和右过渡区移动时，通过使第一吊舱推进器、第二吊舱推进器中的一个回转90°，另一吊舱推进器保持原位置不变，通过改变回转90°的吊舱推进器的转速，实现不同的斜移角度和斜移速度；基于该方法的控制装置，包括数据采集模块、信号处理模块、通信模块、系统控制器和执行机构，其中，数据采集模块包括操纵手柄、第一螺旋桨转速传感器、第二螺旋桨转速传感器、第一角度传感器和第二角度传感器，其中操纵手柄用来将驾驶员的操纵信号转换为电信号传送到信号处理模块；信号处理模块通过通信模块与系统控制器连接，系统控制器对执行机构进行驱动，执行机构由第一吊舱推进器和第二吊舱推进器组成，第一吊舱推进器包括第一螺旋桨电机、第一回转控制电机，第二吊舱推进器包括第二螺旋桨电机、第二回转控制电机；第一角度传感器实时监测第一吊舱推进器的回转角度，第二角度传感器实时监测第二吊舱推进器的回转角度，并将回转角度信号传至信号处理模块；第一螺旋桨转速传感器实时监测第一螺旋桨电机转速，第二螺旋桨转速传感器实时监测第二螺旋桨电机转速，并将转速信号传至信号处理模块；信号处理模块将操纵手柄与各传感器采集的电信号转换为系统控制器可以识别的数值信号，并将数值信号输送到系统控制器，系统控制器对数值信号进行比对并输出动作信号给执行机构。

2.根据权利要求1所述的用于吊舱推进船舶的控制方法，其特征在于，所述步骤一中，吊舱推进船舶在Ⅰ、Ⅲ区域斜移时，驾驶员通过控制操纵手柄输出手柄幅度角信号γ_j和手柄方位角信号λ_j，具体为，当船舶在Ⅰ区域上半区域内斜移时，第一吊舱推进器转速：其中，γ_jmax为手柄最大幅度角，n_max为螺旋桨最大转速，第一吊舱推进器回转角：α₁＝λ_j；第二吊舱推进器转速：第二吊舱推进器回转角：α₂＝180°-λ_j；当在Ⅰ区域下半区域内斜移时，第一吊舱推进器转速：第一吊舱推进器回转角：α₁＝λ_j；第二吊舱推进器转速：第二吊舱推进器回转角：α₂＝180°-λ_j。

3.根据权利要求1或2所述的用于吊舱推进船舶的控制方法，其特征在于，当外界因素影响船头偏转时，驾驶员通过控制操纵手柄头部旋钮输出旋钮旋转角信号τ_j，经由系统控制器作用对第一吊舱推进器和第二吊舱推进器的回转角进行调整，具体为：当船头右偏时，第一吊舱推进器回转角：其中，τ_jmax为旋钮最大旋转角，第二吊舱推进器回转角：当船头左偏时，第一吊舱推进器回转角：第二吊舱推进器回转角：

4.根据权利要求1所述的用于吊舱推进船舶的控制方法，其特征在于，第一螺旋桨电机和第一回转控制电机安装于第一吊舱推进器内，第一吊舱推进器安装于吊舱推进船舶尾部左侧；第二螺旋桨电机和第二回转控制电机安装于第二吊舱推进器，第二吊舱推进器安装于吊舱推进船舶尾部右侧。