[发明专利]一种船舶舵角反馈装置及舵角标定方法

权利要求书

1.一种船舶舵角反馈装置，在船舶上设有舵机，舵机带动舵叶转动，所述舵叶通过一个平行四边形结构连接一根连杆的一端，在舵叶旋转时，平行四边形结构带动连杆旋转至与实际舵角相同的角度，其特征在于，所述舵角反馈装置包括有连杆、电位器和舵角采集及发送板，所述的电位器连接连杆的另一端，所述电位器的输出端分别连接至两块相同的舵角采集及发送板以形成双冗余备份，所述连杆旋转时带动电位器转动以产生不同的电压信号，该电压信号同时分别输入至两个所述舵角采集及发送板中；

所述的舵角采集及发送板上设有模拟量采集模块、模拟信号转化模块和数字量输出模块，所述的模拟量采集模块连接并接收所述电位器输出的模拟量信号，采集的模拟量信号输入至所述的模拟信号转化模块，在所述模拟信号转化模块中设有处理单元，所述的数字量输出模块接收模拟信号转化模块的数字信号，通过数字量输出模块包含的串口信号接口和CAN信号接口输出舵角值数字信号至不同的外部设备。

2.根据权利要求1所述的一种船舶舵角反馈装置，其特征在于，在所述处理单元中执行如下操作：

在处理单元的主控芯片中存储有预先标定的参数，当接收到采集的电位器模拟电压信号时，首先通过模拟电压的正负判断当前是在左舵还是右舵，以决定使用左舵系数还是右舵系数；然后利用公式：

y＝a₁x+a₀+y₁，其中，y₁为一阶拟合残差，

y₁＝b₄x⁴+b₃x³+b₂x²+b₁x+b₀，将y₁带入公式得到：

y＝a₁x+a₀+b₄x⁴+b₃x³+b₂x²+b₁x+b₀，

最后得到的y数值，该数值为计算得到的舵角值数字量。

3.根据权利要求2所述的一种船舶舵角反馈装置，其特征在于，所述预先标定的参数包括有：

左舵参数：a₁＝0.3558，a₀＝0.4676，b₄＝-0.000000092，b₃＝-0.00001515，b₂＝-0.0006905，b₁＝-0.0074，b₀＝0.00087068；

右舵参数：a₁＝0.3477，a₀＝0.6062，b₄＝0.0000000305，b₃＝-0.0000101，b₂＝0.00095789，b₁＝-0.0277，b₀＝0.0991。

4.一种舵角标定方法，其特征在于，该方法用于船舶舵角反馈装置中，所述舵角反馈装置包括有电位器和舵角采集及发送板，所述电位器的输出端分别连接至两块相同的舵角采集及发送板以形成双冗余备份，为舵角采集及发送板中预先标定的参数的获得方法，所述舵角采集及发送板采集到的电压值与实际舵角值在左舵(-35°～0°)和右舵(0°～35°)分别呈一阶函数关系，由以下函数拟合：

y＝a₁x+a₀，

同时，对拟合后的残差再次进行非线性拟合，非线性拟合函数为：

y₁＝b₄x⁴+b₃x³+b₂x²+b₁x+b₀。