一種全迴轉舵角控制方法和系統的製作方法

2023-05-24 02:42:56 1

專利名稱：一種全迴轉舵角控制方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及舵角控制技術領域，特別涉及ー種全迴轉舵角控制方法和系統。
背景技術：
在船舶推進領域，360°全迴轉舵槳已廣泛應用於各種海洋工程船舶中。這些船舶大多要求船舶推進器能夠在360°任意方向上發出推力，使得船舶可以在短時間內朝任意方向轉向，以提高船舶操縱性能。因此，圍繞該類型推進器，其360°範圍內的舵角控制顯得尤為重要。常規的360°全迴轉舵角控制採用一種隨動閉環控制方法，即迴轉手柄轉動時，全 迴轉舵槳推進器跟隨轉動，直到全迴轉舵槳推進器的轉動角度等於控制手柄的轉動角度時停止。也就是說，當手柄正向旋轉吋，迴轉裝置也將正向旋轉；控制手柄反向旋轉吋，迴轉裝置將跟隨手柄進行反向旋轉。在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題當控制手柄快速轉動角度超過180°，如轉動了 350°，此時迴轉裝置也跟隨轉動350°，迴轉裝置響應時間長，不能滿足船舶對設備的快速響應性要求。

發明內容
為了解決現有技術無法按最短路徑控制舵槳迴轉的問題，本發明實施例提供了一種全迴轉舵角控制方法和系統。所述技術方案如下—方面，本發明實施例提供了ー種全迴轉舵角控制方法，所述方法包括獲取舵角控制指令並檢測實際舵角，所述舵角控制指令中包括目標舵角；計算所述目標舵角和所述實際舵角的差值e ；根據所述差值e的絕對值大小和正負確定轉動方向和轉動角度；採用所述轉動方向和轉動角度控制全迴轉舵槳推進器進行轉向。其中，所述根據所述差值e的絕對值大小和正負確定轉動方向和轉動角度，包括當E〈|e|彡180且e>0時，轉動方向為正向旋轉，轉動角度為|e| ；當E〈|e|彡180且e〈0時，轉動方向為反向旋轉，轉動角度為|e| ；當180〈|e| O時，轉動方向為反向旋轉，轉動角度為360-1 e | ；當180〈|e| < 360且e〈0時，轉動方向為正向旋轉，轉動角度為360-1 e | ；所述E為系統最大允許控制誤差。進ー步地,所述方法還包括當|e|彡E時，轉動角度為O。另ー方面，本發明實施例還提供了ー種全迴轉舵角控制系統，所述系統包括舵角檢測模塊，用於檢測實際舵角；指令獲取模塊，用於獲取舵角控制指令，所述舵角控制指令中包括目標舵角；主控模塊，用於計算所述目標舵角和所述實際舵角的差值e，並根據所述差值e的絕對值大小和正負確定轉動方向和轉動角度；舵槳迴轉裝置，用於採用所述主控模塊確定的轉動方向和轉動角度控制全迴轉舵槳推進器進行轉向；其中，所述主控模塊為可編程邏輯控制器。其中，所述舵角檢測模塊包括安裝在所述全迴轉舵槳推進器上的角度傳感器。本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是通過計算目標舵角和實際舵角的差值，判斷差值的絕對值是否大於180，並判斷差值的正負，從而得到用於控制舵槳迴轉的轉動角度和轉動方向，該轉動角度不超過180°，實現了按最短路徑控制舵槳迴轉，提高了全迴轉舵角控制系統的響應速度。


為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發明實施例一提供的一種全迴轉舵角控制的方法流程圖；圖2是本發明實施例ニ提供的ー種全迴轉舵角控制系統的結構示意圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進ー步地詳細描述。實施例一本發明實施例提供了一種全迴轉舵角控制的方法，參見圖1，該方法包括步驟10 :獲取舵角控制指令並檢測實際舵角，該舵角控制指令中包括目標舵角。其中，目標舵角和實際舵角的值均處於0°到360°之間。在實際應用中，通常以船的正前方為0°，角度順時針増大。具體地，可以從360°全迴轉控制手柄獲取舵角控制指令，通過安裝在全迴轉舵槳推進器上的角度傳感器檢測實際舵角。步驟20 :計算目標舵角和實際舵角的差值e。具體地，主控模塊內部程序將得到的目標舵角和實際舵角分別標記為X和Y，X和Y的值均位於0-360區間，計算X-Y的值e。步驟30 :根據差值e的絕對值大小和正負確定轉動方向和轉動角度。具體地，當E〈|e|彡180且e>0時，轉動方向為正向旋轉，轉動角度為|e| ；當E〈|e|彡180且e〈0時，轉動方向為反向旋轉，轉動角度為|e| ；當180〈|e| O時，轉動方向為反向旋轉，轉動角度為360_ | e | ；當180〈|e| < 360且e〈0時，轉動方向為正向旋轉，轉動角度為360-1 e | ；其中，E為系統最大允許控制誤差，E的值根據系統要求設定。需要說明的是這裡的轉動方向包括正向和反向，而上述正向為順時針方向，反向為逆時針方向；上述轉動角度在O至180度之間。
進一步地,該步驟30還包括當|e|≤E時，轉動角度為0，也就是說，不需要轉動。值得說明的是，在實際應用中，可以先判斷|e|是否滿足|e|≤E，當系統判斷出|e|≤E時，不需要對e的正負進行進ー步的判斷。步驟40 :採用轉動方向和轉動角度控制全迴轉舵槳推進器進行轉向。具體地，舵槳迴轉裝置根據確定的轉動方向和轉動角度，控制全迴轉舵槳推進器轉向。進ー步地，採用轉動方向和轉動角度控制全迴轉舵槳推進器進行轉向包括當需要正向旋轉時，全迴轉舵角控制系統控制全迴轉舵槳推進器正向旋轉，當轉動角度達到後，停止轉向；當需要反向旋轉時，全迴轉舵角控制系統控制全迴轉舵槳推進器反向旋轉，當轉動角度達到後，停止轉向。本發明實施例的有益效果是通過計算目標舵角和實際舵角的差值，判斷差值的絕對值是否大於180，並判斷差值的正負，從而得到用於控制舵槳迴轉的轉動角度和轉動方向，該轉動角度不超過180°，實現了按最短路徑控制舵槳迴轉，提高了全迴轉舵角控制系統的響應速度。實施例ニ本發明實施例提供了ー種全迴轉舵角控制系統，參見圖2，該裝置包括舵角檢測模塊1，用於檢測實際舵角；指令獲取模塊2，用於獲取舵角控制指令，該舵角控制指令中包括目標舵角；主控模塊3，用於計算目標舵角和實際舵角的差值e，井根據差值e的絕對值大小和正負確定轉動方向和轉動角度；舵槳迴轉裝置4，用於採用主控模塊3確定的轉動方向和轉動角度控制全迴轉舵槳推進器5進行轉向；優選地，主控模塊3可以為可編程邏輯控制器，採用型號為6ES7315-2AG10-0AB0的西門子可編程邏輯控制器。其中，舵角檢測模塊I包括安裝在全迴轉舵槳推進器5上的角度傳感器。進ー步地，指令獲取模塊2包括360°全迴轉控制手柄6。其中，指令獲取模塊2與主控模塊3電連接，主控模塊3還同時與舵角檢測模塊I以及舵槳迴轉裝置4電連接，舵角檢測模塊I與全迴轉舵槳推進器5電連接。上述系統在工作時，通過指令獲取模塊2從360°全迴轉控制手柄6獲取舵角控制指令，通過舵角檢測模塊I檢測實際舵角；主控模塊3計算目標舵角和實際舵角的差值，並根據差值的絕對值大小和差值的正負來確定轉動方向和轉動角度；舵槳迴轉裝置4根據主控模塊3確定的轉動方向和轉動角度，控制全迴轉舵槳推進器5進行轉向。本發明實施例的有益效果是通過計算目標舵角和實際舵角的差值，判斷差值的絕對值是否大於180，並判斷差值的正負，從而得到用於控制舵槳迴轉的轉動角度和轉動方向，該轉動角度不超過180°，實現了按最短路徑控制舵槳迴轉，提高了全迴轉舵角控制系統的響應速度。需要說明的是上述實施例提供的全迴轉舵角控制系統在控制舵槳迴轉時，僅以上述各功能模塊的劃分進行舉例說明，實際應用中，可以根據需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即將裝置的內部結構劃分成不同的功能模塊，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述實施例提供的全迴轉舵角控制系統和全迴轉舵角控制方法實施例屬於同一構思，其具體實現過程詳見方法實施例，這裡不再贅述。上述本發明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬體來完成，也可以通過程序來指令相關的硬體完成，所述的程序可以存儲於ー種計算機可讀存儲介質中，上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁碟或光碟等。 以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種全迴轉舵角控制方法，其特徵在於，所述方法包括 獲取舵角控制指令並檢測實際舵角，所述舵角控制指令中包括目標舵角； 計算所述目標舵角和所述實際舵角的差值e ； 根據所述差值e的絕對值大小和正負確定轉動方向和轉動角度； 採用所述轉動方向和轉動角度控制全迴轉舵槳推進器進行轉向。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述根據所述差值e的絕對值大小和正負確定轉動方向和轉動角度，包括 當E〈|e| ( 180且e>0時，轉動方向為正向旋轉，轉動角度為|e| ； 當E〈|e| ( 180且e〈0時，轉動方向為反向旋轉，轉動角度為|e| ； 當180〈|e| 0時，轉動方向為反向旋轉，轉動角度為360_|e| ； 當180〈|e| < 360且e〈0時，轉動方向為正向旋轉，轉動角度為360_|e| ； 所述E為系統最大允許控制誤差。
3.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括 當|e|彡E時，轉動角度為O。
4.一種全迴轉舵角控制系統，其特徵在於，所述系統包括 舵角檢測模塊(1)，用於檢測實際舵角； 指令獲取模塊(2)，用於獲取舵角控制指令，所述舵角控制指令中包括目標舵角； 主控模塊(3)，用於計算所述目標舵角和所述實際舵角的差值e，並根據所述差值e的絕對值大小和正負確定轉動方向和轉動角度； 舵槳迴轉裝置(4)，用於採用所述主控模塊(3)確定的所述轉動方向和轉動角度控制全迴轉舵槳推進器(5 )進行轉向。
5.根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述主控模塊(3)為可編程邏輯控制器。
6.根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述舵角檢測模塊(I)包括安裝在所述全迴轉舵槳推進器(5)上的角度傳感器。
7.根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述指令獲取模塊(2)包括360°全迴轉控制手柄(6)。
全文摘要
本發明公開了一種全迴轉舵角控制方法和系統。所述方法包括獲取舵角控制指令並檢測實際舵角，所述舵角控制指令中包括目標舵角；計算所述目標舵角和所述實際舵角的差值e；根據所述差值e的絕對值大小和正負確定轉動方向和轉動角度；採用所述轉動方向和轉動角度控制全迴轉舵槳推進器進行轉向。本發明通過計算目標舵角和實際舵角的差值，判斷差值的絕對值大小和正負，從而得到用於控制舵槳迴轉的轉動角度和轉動方向，該轉動角度不超過180°，實現了按最短路徑控制舵槳迴轉，提高了全迴轉舵角控制系統的響應速度。
文檔編號B63H25/36GK102815391SQ201210271150
公開日2012年12月12日 申請日期2012年7月31日 優先權日2012年7月31日
發明者趙麗雄, 馬志剛, 溫新明, 李海, 肖開明, 毛玉國, 徐瀟 申請人:武漢船用機械有限責任公司