CN109591996A - 转舵控制装置、方法及转舵系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例中公开了一种转舵控制装置、方法及转舵系统。其中，转舵控制装置包括：处理单元，能够根据指示一吊舱推进器的目标转舵角度的转舵信号生成一第一驱动信号和一第二驱动信号；和传输单元，用于将第一驱动信号输出给一主电机驱动系统，将第二驱动信号输出给一从电机驱动系统；第一驱动信号用于控制主电机驱动系统向与之齿啮合的回转齿圈施加向第一方向旋转的第一驱动力，第二驱动信号用于控制从电机驱动系统向与之齿啮合的回转齿圈施加向与第一方向相反的第二方向旋转的第二驱动力。本发明实施例中的技术方案能够提高电机驱动系统和回转支承的使用寿命，进一步确保吊舱推进器的推进效率，提高吊舱推进器的使用寿命。

Description

转舵控制装置、方法及转舵系统
技术领域
本发明涉及船舶推进系统领域，特别是一种转舵控制装置、方法及转舵系统。
背景技术
近几年，吊舱推进器在一些船型中得到了广泛的应用。吊舱推进器不仅能够提高船只的推进效率和可操作性，而且可以增加轮机舱沿船只的布局和定位灵活性。转舵系统是吊舱推进器的一个关键部件，用于实现整个吊舱推进器的周向旋转。转舵系统主要包括：控制单元、电机驱动系统和回转支承。其中，回转支承包括轴承和回转齿圈，电机驱动系统的传动机构与回转支承的回转齿圈齿啮合。所述控制单元用于接收一主控台发出的转舵信号，根据所述转舵信号向所述电机驱动系统发生相应的驱动信号；所述电机驱动系统根据所述驱动信号驱动所述回转支承的回转齿圈进行相应的转动；所述回转支承带动吊舱推进器进行相应的周向旋转。
其中，电机驱动系统通常包括：驱动单元、电机和传动机构。其中，传动机构可包括减速齿轮和小齿轮，所述小齿轮与所述回转齿圈之间齿啮合。所述驱动单元用于接收来自控制单元的驱动信号，根据所述驱动信号驱动所述电机进行相应的正反转；所述电机的正反转运动通过所述传动机构传递给所述回转支承的回转齿圈。
为了实现电机的冗余控制，即一个电机驱动系统发生故障或损坏时，可以由其它电机驱动系统接替该故障或损坏的电机驱动系统执行动力驱动，通常会设置至少两个电机驱动系统。例如，其中的电机可采用异步电机，每个异步电机由自己的变频器驱动。目前，在转舵控制过程中，所述至少两个电机驱动系统都是沿同一方向驱动回转支承的回转齿圈转动的。
本发明的发明人在实践中发现，由于电机驱动系统的传动齿轮与回转齿圈之间采用的是齿啮合，而齿与齿之间是存在一定的空隙的，因此当转动方向改变时或者遇到大风或水流冲击时，回转齿圈与电机驱动系统的齿间非接触侧便有可能出现打齿的现象，也称齿轮撞击，而这有可能会导致齿的损坏或裂纹，严重影响电机驱动系统和回转齿圈的使用寿命，进一步会降低吊舱推进器的推进效率和使用寿命。
发明内容
本发明实施例中一方面提出了转舵控制装置和转舵系统，另一方面提出了转舵控制方法及存储介质，用以提高电机驱动系统和回转支承的使用寿命，进一步确保吊舱推进器的推进效率，提高吊舱推进器的使用寿命。
本发明实施例中提供的转舵系统中的转舵控制装置，所述转舵系统还包括：回转支承，其具有一回转齿圈；和至少两个电机驱动系统，每个电机驱动系统包括一传动齿轮，各电机驱动系统的传动齿轮在所述回转齿圈的不同周向位置与所述回转齿圈齿啮合，所述转舵控制装置包括：处理单元，能够将所述至少两个电机驱动系统中的至少一个电机驱动系统配置为主电机驱动系统，将剩余的至少一个电机驱动系统配置为从电机驱动系统；并根据指示一吊舱推进器的目标转舵角度的转舵信号生成一第一驱动信号和一第二驱动信号；和传输单元，用于将所述第一驱动信号输出给所述主电机驱动系统，将所述第二驱动信号输出给所述从电机驱动系统；所述第一驱动信号用于控制所述主电机驱动系统向所述回转齿圈施加向第一方向旋转的第一驱动力，所述第二驱动信号用于控制所述从电机驱动系统向所述回转齿圈施加向与所述第一方向相反的第二方向旋转的第二驱动力。
在一个实施方式中，所述指示目标转舵角度的转舵信号包括：指示维持当前目标转舵角度不变的转舵信号；
所述处理单元根据所述转舵信号，生成控制所述从电机驱动系统以设定的第二驱动力驱动所述回转齿圈的第二驱动信号，和控制所述主电机驱动系统以与所述设定的第二驱动力相同的第一驱动力驱动所述回转齿圈的第一驱动信号。
在一个实施方式中，所述处理单元进一步用于根据一指示所述吊舱推进器的当前转舵角度的反馈信息校正所述第一驱动信号；
所述传输单元进一步用于将校正后的第一驱动信号发送给所述主电机驱动系统。
在一个实施方式中，所述指示目标转舵角度的转舵信号包括：指示新的目标转舵角度的转舵信号；
所述处理单元根据所述转舵信号计算所述新的目标转舵角度与当前目标转舵角度的差值，判断所述差值是否小于一设定阈值，在所述差值小于所述设定阈值时，维持所述第二驱动信号不变，并在所述新的目标转舵角度指示沿第一方向转舵时，生成控制所述主电机驱动系统按照第一设定增值加大所述第一驱动力的第一驱动信号，在所述新的目标转舵角度指示沿第二方向转舵时，生成控制所述主电机驱动系统按照第一设定减值减小所述第一驱动力的第一驱动信号。
在一个实施方式中，所述处理单元进一步用于在所述差值大于所述设定阈值时，若所述新的目标转舵角度指示沿第一方向转舵，则生成控制所述从电机驱动系统将第二驱动力按照第二设定减值逐渐减小至0之后再按照第二设定增值逐渐增加至与第一驱动力的大小和方向相同的第三驱动力的第三驱动信号，若所述新的目标转舵角度指示沿第二方向转舵，则生成控制所述主电机驱动系统将第一驱动力按照第三设定减值逐渐减小至0之后再按照第三设定增值逐渐增加至与第二驱动力的大小和方向相同的第四驱动力的第四驱动信号。
本发明实施例中提供的转舵系统，包括：一个回转支承，被配置为能够带动自身所在的吊舱推进器进行旋转；所述回转支承具有一回转齿圈；至少两个电机驱动系统，分别包括一传动齿轮，各电机驱动系统的传动齿轮在所述回转齿圈的不同周向位置与所述回转齿圈齿啮合，每个电机驱动系统在作为主电机驱动系统时，能够根据一第一驱动信号向所述回转齿圈施加向第一方向旋转的第一驱动力，在作为从电机驱动系统时，能够根据一第二驱动信号向所述回转齿圈施加向与所述第一方向相反的第二方向旋转的第二驱动力；和一个转舵控制装置，被配置为能够将所述至少两个电机驱动系统中的至少一个电机驱动系统配置为主电机驱动系统，将剩余的至少一个电机驱动系统配置为从电机驱动系统；并且能够根据一指示所述吊舱推进器的目标转舵角度的转舵信号向所述主电机驱动系统输出所述第一驱动信号，向所述从电机驱动系统输出所述第二驱动信号。
在一个实施方式中，进一步包括：舵角反馈装置，用于采集所述吊舱推进器的当前转舵角度，并将指示所述当前转舵角度的反馈信息提供给所述转舵控制装置；所述转舵控制装置进一步用于根据所述反馈信息校正向所述主电机驱动系统发送的第一驱动信号。
在一个实施方式中，所述转舵控制装置为上述任一实现方式的转舵控制装置。
在一个实施方式中，所述至少两个电机驱动系统为两个电机驱动系统。
本发明实施例中提供的转舵控制方法，包括：将与一回转支承的回转齿圈通过齿啮合的至少两个电机驱动系统中的至少一个电机驱动系统配置为主电机驱动系统，将剩余的至少一个电机驱动系统配置为从电机驱动系统；根据指示一吊舱推进器的目标转舵角度的转舵信号生成一第一驱动信号和一第二驱动信号；将所述第一驱动信号输出给所述主电机驱动系统，将所述第二驱动信号输出给所述从电机驱动系统；所述第一驱动信号用于控制所述主电机驱动系统向所述回转齿圈施加向第一方向旋转的第一驱动力，所述第二驱动信号用于控制所述从电机驱动系统向所述回转齿圈施加向与所述第一方向相反的第二方向旋转的第二驱动力。
在一个实施方式中，所述指示目标转舵角度的转舵信号包括：指示维持当前目标转舵角度不变的转舵信号；所述根据指示所述吊舱推进器的目标转舵角度的转舵信号生成一第一驱动信号和一第二驱动信号包括：根据所述转舵信号，生成控制所述从电机驱动系统以设定的第二驱动力驱动所述回转齿圈的第二驱动信号，以及控制所述主电机驱动系统以与所述设定的第二驱动力相同的第一驱动力驱动所述回转齿圈的第一驱动信号。
在一个实施方式中，进一步包括：根据一指示所述吊舱推进器的当前转舵角度的反馈信息校正所述第一驱动信号，将校正后的第一驱动信号输出给所述主电机驱动系统。
在一个实施方式中，所述指示目标转舵角度的转舵信号包括：指示新的目标转舵角度的转舵信号；所述根据指示所述吊舱推进器的目标转舵角度的转舵信号生成一第一驱动信号和一第二驱动信号包括：根据所述转舵信号计算所述新的目标转舵角度与当前目标转舵角度的差值，判断所述差值是否小于一设定阈值，在所述差值小于所述设定阈值时，生成控制所述从电机驱动系统维持所述第二驱动力不变的第二驱动信号，同时在所述新的目标转舵角度指示沿第一方向转舵时，生成控制所述主电机驱动系统按照第一设定增值加大所述第一驱动力的第一驱动信号，在所述新的目标转舵角度指示沿第二方向转舵时，生成控制所述主电机驱动系统按照第一设定减值减小所述第一驱动力的第一驱动信号。
在一个实施方式中，进一步包括：在所述差值大于所述设定阈值时，若所述新的目标转舵角度指示沿第一方向转舵，则生成控制所述从电机驱动系统将第二驱动力按照第二设定减值逐渐减小至0之后再按照第二设定增值逐渐增加至与第一驱动力的大小和方向相同的第三驱动力的第三驱动信号，若所述新的目标转舵角度指示沿第二方向转舵，则生成控制所述主电机驱动系统将第一驱动力按照第三设定减值逐渐减小至0之后再按照第三设定增值逐渐增加至与第二驱动力的大小和方向相同的第四驱动力的第四驱动信号。
本发明实施例中提供的转舵控制装置，其特征在于，包括：至少一个存储器、至少一个处理器和至少一个端口，其中：所述至少一个存储器用于存储计算机程序；所述至少一个端口用于发送和接收数据；所述至少一个处理器用于调用所述至少一个存储器中存储的计算机程序，以基于所述至少一个端口发送和接收数据的功能执行上述任一实施方式的转舵控制方法。
本发明实施例中提供的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序；所述计算机程序能够被一处理器执行并实现上述任一实施方式的转舵控制方法。
从上述方案中可以看出，由于本发明实施例中通过至少一个电机驱动系统在回转齿圈的非驱动方向上提供一个阻止齿间撞击的阻力，使得在回转齿圈的两侧均有与之啮合接触的传动齿轮，此时当转动方向改变时或者遇到大风或水流冲击时，便不会再出现齿轮撞击的情况。
在需要维持当前目标转舵角度不变时，通过使主电机驱动系统施加的第一驱动力与从电机驱动系统施加的第二驱动力相当，可以维持转舵系统的转舵角度不变，并且可以防止出现齿轮撞击的情况。此时，通过对吊舱推进器的当前转舵角度进行采集并反馈采集的信号，可以对第一驱动力的控制进行校正，通过该闭合控制，可以对抗大风或水流等对吊舱推进器的影响。
在需要改变的转舵角度较小时，通过控制第二驱动力不变，并根据转舵方向控制第一驱动力调大或调小便可以方便地实现转舵控制，且该过程中在回转齿圈的非驱动方向上一直存在一个阻止齿间撞击的阻力，因此仍然可以防止出现齿轮撞击的情况。
此外，在需要改变的转舵角度较大时，通过根据转舵方向，使所有电机驱动系统都朝同一方向驱动回转齿圈，可是快速地实现转舵，提高了转舵的效率。
可见，本发明实施例中的技术方案一方面可以防止出现齿轮撞击的情况，提高了电机驱动系统和回转支承的使用寿命，另一方面也可以根据不同的转舵需求，实现灵活的控制，保证了吊舱推进器的推进效率。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：
图1为本发明实施例中转舵系统的结构示意图。
图2A为主电机驱动系统和从电机驱动系统分别为一个时，在某时刻的驱动方向示意图。
图2B为主电机驱动系统为两个、从电机驱动系统分别为一个时，在某时刻的驱动方向示意图。
图3为本发明实施例中一种转舵控制装置的示例性结构图。
图4为本发明实施例中一种转舵控制方法的示例性流程图。
图5为本发明实施例中又一种转舵控制装置的示例性结构图。
其中，如图标记如下：
标号 含义
10 转舵系统
100 回转支承
210、220 电机驱动系统
211、221 驱动单元
212、222 电机
213、223 传动机构
300 转舵控制装置
310 处理单元
320 传输单元
400 舵角反馈装置
500 主控台
510 操作台
520 远程控制系统
42、44、46 步骤
51 存储器
52 处理器
53 端口
具体实施方式
为此，本发明实施例中考虑在回转齿圈的非驱动方向上提供一个阻止齿间撞击的阻力，简称防撞阻力。该防撞阻力可以由一个电机驱动系统来提供，当然，采用多于一套的电机驱动系统来提供也是可以的。为此，本发明实施例中考虑让一个或多于一个的电机驱动系统提供与主电机驱动系统相反的驱动力，这样在回转齿圈的两侧均有与之啮合接触的传动齿轮，如果当转动方向改变时或者遇到大风或水流冲击时，便不会再出现齿轮撞击的情况。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。
图1为本发明实施例中转舵系统的结构示意图。如图1所示，该转舵系统10可包括一个回转支承100、至少两个电机驱动系统210、220(图1中以包含两个电机驱动系统210、220的情况为例)、一个转舵控制装置300和一舵角反馈装置400。
其中，回转支承100被配置为能够带动自身所在的吊舱推进器进行旋转。回转支承100具有一个回转齿圈110。
至少两个电机驱动系统210、220分别包括一传动齿轮，各电机驱动系统210、220的传动齿轮在回转齿圈110的不同周向位置与回转齿圈110齿啮合。每个电机驱动系统210、220在作为主电机驱动系统时，能够根据一第一驱动信号向回转齿圈110施加向第一方向旋转的第一驱动力，在作为从电机驱动系统时，能够根据一第二驱动信号向回转齿圈110施加向与所述第一方向相反的第二方向旋转的第二驱动力。其中，第一方向可以为逆时针方法或顺时针方向，相应地，第二方向可以为顺时针方向或逆时针方向。
转舵控制装置300被配置为能够将至少两个电机驱动系统210、220中的至少一个电机驱动系统配置为主电机驱动系统，将剩余的至少一个电机驱动系统配置为从电机驱动系统；并且能够根据一指示目标转舵角度的转舵信号向所述主电机驱动系统发送所述第一驱动信号，向所述从电机驱动系统发送所述第二驱动信号。
具体地，若所述转舵信号为指示维持当前目标转舵角度不变的转舵信号，则转舵控制装置300可根据所述转舵信号，生成控制所述从电机驱动系统以设定的第二驱动力驱动所述回转齿圈110的第二驱动信号；根据所述转舵信号生成控制所述主电机驱动系统以与所述设定的第二驱动力相同的第一驱动力驱动所述回转齿圈110的第一驱动信号，并根据所述反馈信息校正所述第一驱动信号。
若所述转舵信号为指示新的目标转舵角度的转舵信号，则转舵控制装置300可根据所述转舵信号，计算所述新的目标转舵角度与当前目标转舵角度的差值，判断所述差值是否小于一设定阈值例如15°，在所述差值小于所述设定阈值时，维持所述第二驱动信号不变(即生成控制所述从电机驱动系统维持第二驱动力的第二驱动信号)，并在所述新的目标转舵角度指示沿第一方向转舵时，生成控制所述主电机驱动系统按照第一设定增值加大所述第一驱动力的第一驱动信号，在所述新的目标转舵角度指示沿第二方向转舵时，生成控制所述主电机驱动系统按照第一设定减值减小所述第一驱动力的第一驱动信号。
进一步地，转舵控制装置300还可以在所述差值大于所述设定阈值时，若所述新的目标转舵角度指示沿第一方向转舵，则生成控制所述从电机驱动系统将第二驱动力按照第二设定减值逐渐减小至0之后再按照第二设定增值逐渐增加至与第一驱动力的大小和方向相同的第三驱动力的第三驱动信号，若所述新的目标转舵角度指示沿第二方向转舵，则生成控制所述主电机驱动系统将第一驱动力按照第三设定减值逐渐减小至0之后再按照第三设定增值逐渐增加至与第二驱动力的大小和方向相同的第四驱动力的第四驱动信号。
本发明实施例中，转舵控制装置300可从主控台500接收所述转舵信号。本发明实施中，主控台500可包括一个操作台510和一个远程控制系统520。操作台510可以为类似方向盘的角度方向控制装置，通过手动控制其角度和方向输入目标转舵角度，当然也可以为其它类型的空置装置。远程控制系统520用于将所述手动控制输入的目标转舵角度转换为所述转舵控制装置300能够识别的指示目标转舵角度的转舵信号。图1中左侧的开关D1表示第一方开关向，开关D2表示第二方向开关，其也可以理解为主控台500的一部分。
舵角反馈装置400被配置为能够采集所述吊舱推进器的当前转舵角度，并将指示所述当前转舵角度的反馈信息提供给转舵控制装置300。具体实现时，舵角反馈装置400可以是安装在吊舱推进器主轴上的角度编码器，也可以是其它的转角测量装置，此处不对其具体类型进行限制。本发明实施例中，舵角反馈装置400反馈的反馈信号可以由远程控制系统520进行处理后发送给转舵控制装置。
相应地，转舵控制装置300可进一步根据所述反馈信息校正向所述主电机驱动系统发送的第一驱动信号。尤其在转舵信号为指示维持当前目标转舵角度不变的转舵信号时，若遇到大风或水流冲击，则吊舱推进器的当前转舵角度便可能会稍微偏离目标转舵角度，此时转舵控制装置300可根据来自舵角反馈装置400的反馈信息向主电机控制系统发送校正后的第一驱动信号，如控制主电机控制系统向回转齿圈110向施加稍大于或稍小于第二驱动力的第一驱动力。
具体实现时，当主电机驱动系统出现故障或损坏时，可将从电机驱动系统配置为主电机驱动系统。实际应用中，主电机驱动系统可以包括一个、两个或更多的电机驱动系统，从电机驱动系统也可以包括一个、两个或更多的电机驱动系统。如图2A和图2B所示，分别示出了主电机驱动系统和从电机驱动系统分别为一个时，在某时刻的驱动方向示意图，以及主电机驱动系统为两个、从电机驱动系统分别为一个时，在某时刻的驱动方向示意图。
无论作为主电机驱动系统或从电机驱动系统的电机驱动系统的数量为几个，其都是分别作为一个整体来实现上述的主电机驱动系统或从电机驱动系统的功能。至于其在集体内部如何分配各自的工作，例如对于多于一个的情况，是否又细分各自的主辅电机驱动系统以及主辅电机驱动系统如何分配各自的工作则可根据实际情况进行设置，此处不对其具体实现进行限制。
本发明实施中，每个电机驱动系统210、220可如图1所示包括一驱动单元211、221、电机212、222和传动机构213、223。本发明实施例中，为描述方便，将图1中示出的两个电机驱动系统210、220分别称为第一电机驱动系统210和第二电机驱动系统220。
假设第一电机驱动系统210为主电机驱动系统，第二电机驱动系统220为从电机驱动系统，则第一电机驱动系统210可包括第一驱动单元211、第一电机212和第一传动机构213。第二电机驱动系统220可包括第二驱动单元221、第二电机222和第二传动机构223。
其中，第一驱动单元211用于接收来自转舵控制装置300的第一驱动信号，该第一驱动信号可以是根据转舵信号输出的第一速度信号，该第一驱动单元211可将该第一速度信号转换为第一电机212能够识别的第一电流信号，输出给第一电机212。
第一电机212在所述第一电流信号的驱动下沿第一方向旋转，该旋转运动传递给第一传动机构213。
第一传动机构213为齿轮传动机构，其可以包括减速齿轮和相应的小齿轮，其中的小齿轮与回转支承100的回转齿圈110齿啮合，将来自第一电机212的旋转运动传递给回转齿圈110，从而向回转齿圈110施加第一驱动力。该第一驱动力可以以扭矩值来表示。
第二驱动单元221用于接收来自转舵控制装置300的第二驱动信号，该第二驱动信号可以是根据转舵信号输出的第二速度信号，该第二驱动单元221可将该第二速度信号转换为第二电机222能够识别的第二电流信号，输出给第二电机222。
第二电机222在所述第二电流信号的驱动下沿第二方向旋转，该旋转运动传递给第二传动机构223。
第二传动机构223为齿轮传动机构，其可以包括减速齿轮和相应的小齿轮，其中的小齿轮与回转齿圈110的回转齿圈110齿啮合，将来自第二电机222的旋转运动传递给回转齿圈110，从而向回转齿圈110施加第二驱动力，该第二驱动力同样可以以扭矩值来表示。
如图1所示，舵角反馈装置400除了可将指示吊舱推进器的当前转舵角度的反馈信息传送给远程控制系统520，可选地，还可以将指示吊舱推进器的当前转舵角度的反馈信息传送给第一电机驱动系统210的第一驱动单元211，这样若舵角反馈装置400与远程控制系统520之间的传输通路出现故障或断开时，可开启舵角反馈装置400与第一电机驱动系统210之间的传输通路，由第一驱动单元221校正第一驱动信号。此外，由于第二电机驱动系统220同时还作为第一电机驱动系统210的冗余系统，因此舵角反馈装置400还与第二电机驱动系统220的第二驱动单元221之间存在一传输通路，以便在第二电机驱动系统220代替第一电机驱动系统210作为主电机驱动系统时，还可根据需要开启舵角反馈装置400与第二电机驱动系统220之间的传输通路，从而将指示吊舱推进器的当前转舵角度的反馈信息传送给第二驱动单元221。
具体实现时，转舵控制装置300可有多种内部结构实现形式，下面列举其中一种。图3为本发明实施例中转舵控制装置的结构示意图。如图3所示，转舵控制装置300可包括：处理单元310和传输单元320。
其中，处理单元310能够将与所述回转支承100的回转齿圈110通过齿啮合的所述至少两个电机驱动系统210、220中的至少一个电机驱动系统210配置为主电机驱动系统210，将剩余的至少一个电机驱动系统220配置为从电机驱动系统220；并根据指示一吊舱推进器的目标转舵角度的转舵信号生成一第一驱动信号和一第二驱动信号。
传输单元320用于将所述第一驱动信号输出给主电机驱动系统210，将所述第二驱动信号输出给从电机驱动系统220；所述第一驱动信号用于控制主电机驱动系统210向回转齿圈110施加向第一方向旋转的第一驱动力，所述第二驱动信号用于控制从电机驱动系统220向回转齿圈110施加向与所述第一方向相反的第二方向旋转的第二驱动力。
其中，当所述指示目标转舵角度的转舵信号为指示维持当前目标转舵角度不变的转舵信号时，处理单元310可根据所述转舵信号生成控制从电机驱动系统220以设定的第二驱动力驱动回转齿圈110的第二驱动信号，以及控制主电机驱动系统210以与所述设定的第二驱动力相同的第一驱动力驱动回转齿圈110的第一驱动信号。
进一步地，处理单元310还用于根据一指示所述吊舱推进器的当前转舵角度的反馈信息校正所述第一驱动信号；相应地，传输单元320进一步用于将校正后的第一驱动信号发送给主电机驱动系统210。
当所述指示目标转舵角度的转舵信号为指示新的目标转舵角度的转舵信号时，处理单元310可根据所述转舵信号计算所述新的目标转舵角度与当前目标转舵角度的差值，判断所述差值是否小于一设定阈值例如15°，在所述差值小于所述设定阈值时，维持所述第二驱动信号不变，并在所述新的目标转舵角度指示沿第一方向转舵时，生成控制主电机驱动系统210按照第一设定增值加大所述第一驱动力的第一驱动信号，在所述新的目标转舵角度指示沿第二方向转舵时，生成控制主电机驱动系统210按照第一设定减值减小所述第一驱动力的第一驱动信号。
进一步地，处理单元310还可用于在所述差值大于所述设定阈值时，若所述新的目标转舵角度指示沿第一方向转舵，则生成控制从电机驱动系统220将第二驱动力按照第二设定减值逐渐减小至0之后再按照第二设定增值逐渐增加至与第一驱动力的大小和方向相同的第三驱动力的第三驱动信号，若所述新的目标转舵角度指示沿第二方向转舵，则生成控制主电机驱动系统210将第一驱动力按照第三设定减值逐渐减小至0之后再按照第三设定增值逐渐增加至与第二驱动力的大小和方向相同的第四驱动力的第四驱动信号。
图4为本发明实施例中转舵控制方法的示例性流程图。该转舵控制方法可在前述的转舵控制装置300上实施。对于本方法实施例中未披露的内容可参见上述系统及装置实施例中的对应描述。如图4所示，该方法可包括如下步骤：
步骤42，将与一回转支承的回转齿圈通过齿啮合的至少两个电机驱动系统中的至少一个电机驱动系统配置为主电机驱动系统，将剩余的至少一个电机驱动系统配置为从电机驱动系统。
步骤44，根据指示一吊舱推进器的目标转舵角度的转舵信号生成一第一驱动信号和一第二驱动信号。
具体地，当所述指示目标转舵角度的转舵信号为指示维持当前目标转舵角度不变的转舵信号时，可根据所述转舵信号生成控制所述从电机驱动系统以设定的第二驱动力驱动回所述转支承轴承的第二驱动信号，以及控制所述主电机驱动系统以与所述设定的第二驱动力相同的第一驱动力驱动所述回转齿圈的第一驱动信号。当所述指示目标转舵角度的转舵信号为指示新的目标转舵角度的转舵信号时，根据所述转舵信号计算所述新的目标转舵角度与当前目标转舵角度的差值，判断所述差值是否小于一设定阈值，在所述差值小于所述设定阈值时，生成控制所述从电机驱动系统维持所述第二驱动力不变的第二驱动信号，同时在所述新的目标转舵角度指示沿第一方向转舵时，生成控制所述主电机驱动系统按照第一设定增值加大所述第一驱动力的第一驱动信号，在所述新的目标转舵角度指示沿第二方向转舵时，生成控制所述主电机驱动系统按照第一设定减值减小所述第一驱动力的第一驱动信号。进一步地，在所述差值大于所述设定阈值时，若所述新的目标转舵角度指示沿第一方向转舵，则生成控制所述从电机驱动系统将第二驱动力按照第二设定减值逐渐减小至0之后再按照第二设定增值逐渐增加至与第一驱动力的大小和方向相同的第三驱动力的第三驱动信号，若所述新的目标转舵角度指示沿第二方向转舵，则生成控制所述主电机驱动系统将第一驱动力按照第三设定减值逐渐减小至0之后再按照第三设定增值逐渐增加至与第二驱动力的大小和方向相同的第四驱动力的第四驱动信号。
步骤46，将所述第一驱动信号输出给所述主电机驱动系统，将所述第二驱动信号输出给所述从电机驱动系统。其中，所述第一驱动信号用于控制所述主电机驱动系统向所述回转齿圈施加向第一方向旋转的第一驱动力，所述第二驱动信号用于控制所述从电机驱动系统向所述回转齿圈施加向与所述第一方向相反的第二方向旋转的第二驱动力。
本方法实施例中，还可进一步根据一指示所述吊舱推进器的当前转舵角度的反馈信息校正所述第一驱动信号，将校正后的第一驱动信号输出给所述主电机驱动系统，从而实现整个舵角控制过程完全闭环。
图5为本发明实施例中又一种资源整合处理装置的示例性结构图。如图5所示，该装置可包括：至少一个存储器51、至少一个处理器52和至少一个端口53。这些组件通过总线54进行通信。
其中：至少一个存储器51用于存储计算机程序。此外，还可存储操作系统等。操作系统806包括但不限于：Android操作系统、Symbian操作系统、Windows操作系统、Linux操作系统等等。
至少一个端口53用于发送和接收数据。
至少一个处理器52用于调用至少一个存储器51中存储的计算机程序，以基于至少一个端口53发送和接收数据的功能执行本发明实施例中所述的转舵控制方法。处理器52可以为CPU，处理单元/模块，ASIC，逻辑模块或可编程门阵列等。
此外，本发明实施例中还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序；其特征在于，所述计算机程序能够被一处理器执行并实现本发明实施例中所述的转舵控制方法。
从上述方案中可以看出，由于本发明实施例中通过至少一个电机驱动系统在回转齿圈的非驱动方向上提供一个阻止齿间撞击的阻力，使得在回转齿圈的两侧均有与之啮合接触的传动齿轮，此时当转动方向改变时或者遇到大风或水流冲击时，便不会再出现齿轮撞击的情况。
在需要维持当前目标转舵角度不变时，通过使主电机驱动系统施加的第一驱动力与从电机驱动系统施加的第二驱动力相当，可以维持转舵系统的转舵角度不变，并且可以防止出现齿轮撞击的情况。此时，通过对吊舱推进器的当前转舵角度进行采集并反馈采集的信号，可以对第一驱动力的控制进行校正，通过该闭合控制，可以对抗大风或水流等对吊舱推进器的影响。
在需要改变的转舵角度较小时，通过控制第二驱动力不变，并根据转舵方向控制第一驱动力调大或调小便可以方便地实现转舵控制，且该过程中在回转齿圈的非驱动方向上一直存在一个阻止齿间撞击的阻力，因此仍然可以防止出现齿轮撞击的情况。
此外，在需要改变的转舵角度较大时，通过根据转舵方向，使所有电机驱动系统都朝同一方向驱动回转齿圈，可是快速地实现转舵，提高了转舵的效率。
可见，本发明实施例中的技术方案一方面可以防止出现齿轮撞击的情况，提高了电机驱动系统和回转支承的使用寿命，另一方面也可以根据不同的转舵需求，实现灵活的控制，保证了吊舱推进器的推进效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.转舵系统(10)中的转舵控制装置(300)，所述转舵系统(10)还包括：回转支承(100)，其具有一回转齿圈(110)；和至少两个电机驱动系统(210、220)，每个电机驱动系统(210、220)包括一传动齿轮(211、221)，各电机驱动系统(210、220)的传动齿轮(211、221)在所述回转齿圈(110)的不同周向位置与所述回转齿圈(110)齿啮合，
其特征在于，所述转舵控制装置(300)包括：
处理单元(310)，能够将所述至少两个电机驱动系统(210、220)中的至少一个电机驱动系统(210)配置为主电机驱动系统(210)，将剩余的至少一个电机驱动系统(220)配置为从电机驱动系统(220)；并根据指示一吊舱推进器的目标转舵角度的转舵信号生成一第一驱动信号和一第二驱动信号；和
传输单元(320)，用于将所述第一驱动信号输出给所述主电机驱动系统(210)，将所述第二驱动信号输出给所述从电机驱动系统(220)；所述第一驱动信号用于控制所述主电机驱动系统(210)向所述回转齿圈(110)施加向第一方向旋转的第一驱动力，所述第二驱动信号用于控制所述从电机驱动系统(220)向所述回转齿圈(110)施加向与所述第一方向相反的第二方向旋转的第二驱动力。
2.根据权利要求1所述的转舵控制装置(300)，其特征在于，所述指示目标转舵角度的转舵信号包括：指示维持当前目标转舵角度不变的转舵信号；
所述处理单元(310)根据所述转舵信号，生成控制所述从电机驱动系统(220)以设定的第二驱动力驱动所述回转齿圈(110)的第二驱动信号，和控制所述主电机驱动系统(210)以与所述设定的第二驱动力相同的第一驱动力驱动所述回转齿圈(110)的第一驱动信号。
3.根据权利要求2所述的转舵控制装置(300)，其特征在于，所述处理单元(310)进一步用于根据一指示所述吊舱推进器的当前转舵角度的反馈信息校正所述第一驱动信号；
所述传输单元(320)进一步用于将校正后的第一驱动信号发送给所述主电机驱动系统(210)。
4.根据权利要求2所述的转舵控制装置(300)，其特征在于，所述指示目标转舵角度的转舵信号包括：指示新的目标转舵角度的转舵信号；
所述处理单元(310)根据所述转舵信号计算所述新的目标转舵角度与当前目标转舵角度的差值，判断所述差值是否小于一设定阈值，在所述差值小于所述设定阈值时，维持所述第二驱动信号不变，并在所述新的目标转舵角度指示沿第一方向转舵时，生成控制所述主电机驱动系统(210)按照第一设定增值加大所述第一驱动力的第一驱动信号，在所述新的目标转舵角度指示沿第二方向转舵时，生成控制所述主电机驱动系统(210)按照第一设定减值减小所述第一驱动力的第一驱动信号。
5.根据权利要求4所述的转舵控制装置(300)，其特征在于，所述处理单元(310)进一步用于在所述差值大于所述设定阈值时，若所述新的目标转舵角度指示沿第一方向转舵，则生成控制所述从电机驱动系统(220)将第二驱动力按照第二设定减值逐渐减小至0之后再按照第二设定增值逐渐增加至与第一驱动力的大小和方向相同的第三驱动力的第三驱动信号，若所述新的目标转舵角度指示沿第二方向转舵，则生成控制所述主电机驱动系统(210)将第一驱动力按照第三设定减值逐渐减小至0之后再按照第三设定增值逐渐增加至与第二驱动力的大小和方向相同的第四驱动力的第四驱动信号。
6.转舵系统(10)，其特征在于，包括：
一个回转支承(100)，被配置为能够带动自身所在的吊舱推进器进行旋转；所述回转支承(100)具有一回转齿圈(110)；
至少两个电机驱动系统(210、220)，分别包括一传动齿轮，各电机驱动系统的传动齿轮在所述回转齿圈(110)的不同周向位置与所述回转齿圈(110)齿啮合，每个电机驱动系统在作为主电机驱动系统(210)时，能够根据一第一驱动信号向所述回转齿圈(110)施加向第一方向旋转的第一驱动力，在作为从电机驱动系统(220)时，能够根据一第二驱动信号向所述回转齿圈(110)施加向与所述第一方向相反的第二方向旋转的第二驱动力；和
一个转舵控制装置(300)，被配置为能够将所述至少两个电机驱动系统(210、220)中的至少一个电机驱动系统配置为主电机驱动系统(210)，将剩余的至少一个电机驱动系统配置为从电机驱动系统(220)；并且能够根据一指示所述吊舱推进器的目标转舵角度的转舵信号向所述主电机驱动系统(210)输出所述第一驱动信号，向所述从电机驱动系统(220)输出所述第二驱动信号。
7.根据权利要求6所述的转舵系统(10)，其特征在于，进一步包括：
舵角反馈装置(400)，用于采集所述吊舱推进器的当前转舵角度，并将指示所述当前转舵角度的反馈信息提供给所述转舵控制装置(300)；
所述转舵控制装置(300)进一步用于根据所述反馈信息校正向所述主电机驱动系统(210)发送的第一驱动信号。
8.根据权利要求6或7所述的转舵系统(10)，其特征在于，
所述转舵控制装置(300)为如权利要求1至5中任一项所述转舵控制装置(300)。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的转舵系统(10)，其特征在于，所述至少两个电机驱动系统(210、220)为两个电机驱动系统(210、220)。
10.转舵控制方法，其特征在于，包括：
将与一回转支承的回转齿圈通过齿啮合的至少两个电机驱动系统中的至少一个电机驱动系统配置为主电机驱动系统，将剩余的至少一个电机驱动系统配置为从电机驱动系统(42)；
根据指示一吊舱推进器的目标转舵角度的转舵信号生成一第一驱动信号和一第二驱动信号(44)；
将所述第一驱动信号输出给所述主电机驱动系统，将所述第二驱动信号输出给所述从电机驱动系统；所述第一驱动信号用于控制所述主电机驱动系统向所述回转齿圈施加向第一方向旋转的第一驱动力，所述第二驱动信号用于控制所述从电机驱动系统向所述回转齿圈施加向与所述第一方向相反的第二方向旋转的第二驱动力(46)。
11.根据权利要求10所述的转舵控制方法，其特征在于，所述指示目标转舵角度的转舵信号包括：指示维持当前目标转舵角度不变的转舵信号；
所述根据指示所述吊舱推进器的目标转舵角度的转舵信号生成一第一驱动信号和一第二驱动信号(44)包括：根据所述转舵信号，生成控制所述从电机驱动系统以设定的第二驱动力驱动所述回转齿圈的第二驱动信号，以及控制所述主电机驱动系统以与所述设定的第二驱动力相同的第一驱动力驱动所述回转齿圈的第一驱动信号。
12.根据权利要求11所述的转舵控制方法，其特征在于，进一步包括：
根据一指示所述吊舱推进器的当前转舵角度的反馈信息校正所述第一驱动信号，将校正后的第一驱动信号输出给所述主电机驱动系统。
13.根据权利要求12所述的转舵控制方法，其特征在于，所述指示目标转舵角度的转舵信号包括：指示新的目标转舵角度的转舵信号；
所述根据指示所述吊舱推进器的目标转舵角度的转舵信号生成一第一驱动信号和一第二驱动信号(44)包括：根据所述转舵信号计算所述新的目标转舵角度与当前目标转舵角度的差值，判断所述差值是否小于一设定阈值，在所述差值小于所述设定阈值时，生成控制所述从电机驱动系统维持所述第二驱动力不变的第二驱动信号，同时在所述新的目标转舵角度指示沿第一方向转舵时，生成控制所述主电机驱动系统按照第一设定增值加大所述第一驱动力的第一驱动信号，在所述新的目标转舵角度指示沿第二方向转舵时，生成控制所述主电机驱动系统按照第一设定减值减小所述第一驱动力的第一驱动信号。
14.根据权利要求13所述的转舵控制方法，其特征在于，进一步包括：
在所述差值大于所述设定阈值时，若所述新的目标转舵角度指示沿第一方向转舵，则生成控制所述从电机驱动系统将第二驱动力按照第二设定减值逐渐减小至0之后再按照第二设定增值逐渐增加至与第一驱动力的大小和方向相同的第三驱动力的第三驱动信号，若所述新的目标转舵角度指示沿第二方向转舵，则生成控制所述主电机驱动系统将第一驱动力按照第三设定减值逐渐减小至0之后再按照第三设定增值逐渐增加至与第二驱动力的大小和方向相同的第四驱动力的第四驱动信号。
15.转舵控制装置，其特征在于，包括：至少一个存储器(51)、至少一个处理器(52)和至少一个端口(53)，其中：
所述至少一个存储器(51)用于存储计算机程序；
所述至少一个端口(53)用于发送和接收数据；
所述至少一个处理器(52)用于调用所述至少一个存储器(51)中存储的计算机程序，以基于所述至少一个端口(53)发送和接收数据的功能执行如权利要求10至14中任一项所述的转舵控制方法。
16.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序；其特征在于，所述计算机程序能够被一处理器执行并实现如权利要求10至14中任一项所述的转舵控制方法。
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