CN114056534A - 一种船用舵机辅助控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种船用舵机辅助控制系统，包括舵机机组、舵机控制系统、船载数据集成系统、辅助控制系统，船载数据集成系统包括船舶航速采集模块，辅助控制系统包括舵机备车模块，舵机备车模块与船舶航速采集模块的信号输出端、舵机控制系统信号连接，舵机控制系统与舵机机组信号连接，该系统运行时，通过舵机备车模块依次对舵机机组进行报警检测、对随动模式下舵机机组的转舵功能进行检测、对非随动模式下舵机机组的转舵功能进行检测、对应急模式舵机下舵机机组的转舵功能进行检测，若各项检测均通过则表示备车完成。该设计能够实现船舶航行前舵机备车功能的自动检测和确认，从而为操舵人员提供辅助决策功能，避免人员误操作。

Description

一种船用舵机辅助控制系统及其控制方法

技术领域

本发明属于船用舵机控制技术领域，具体涉及一种船用舵机辅助控制系统及其控制方法，适用于避免人员误操作引发安全事故。

背景技术

当船舶处于低航速或紧急情况下时，操舵策略的选取主要来源于船员的个人操舵经验，极易因船员的违规操作或误操作引起船舶安全事故，因此，缺乏一种当船舶处于低航速或紧急情况下能够为操舵人员提供辅助决策功能的船用舵机辅助控制系统。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的上述问题，提供一种能够为操舵人员提供辅助决策功能、避免人员误操作的船用舵机辅助控制系统及其控制方法。

为实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种船用舵机辅助控制系统，包括舵机机组、舵机控制系统、船载数据集成系统，所述舵机机组与舵机控制系统信号连接；

所述控制系统还包括辅助控制系统，所述辅助控制系统包括舵机备车模块，所述船载数据集成系统包括船舶航速采集模块，所述舵机备车模块与船舶航速采集模块的信号输出端、舵机控制系统信号连接，舵机备车模块用于根据当前船舶航速依次对舵机机组进行报警检测、对随动模式下舵机机组的转舵功能进行检测、对非随动模式下舵机机组的转舵功能进行检测、对应急模式舵机下舵机机组的转舵功能进行检测，若各项检测均通过则表示备车完成。

所述辅助控制系统还包括转舵速度调整模块，所述转舵速度调整模块与船舶航速采集模块的信号输出端、舵机控制系统信号连接，转舵速度调整模块用于根据当前船舶航速调整转舵速度。

所述辅助控制系统还包括转舵角度限制模块，所述舵机控制系统与船舶航速采集模块的信号输出端、舵机控制系统信号连接，转舵角度限制模块用于根据当前船舶航速对转舵角度进行限制。

所述辅助控制系统还包括机组切换模块，所述机组切换模块与舵机控制系统信号连接，机组切换模块用于根据机组健康状态实现舵机机组中工作机组与备份机组的切换。

所述辅助控制系统还包括舵角复位模块，所述船载数据集成系统还包括船舶主机状态采集模块，所述舵角复位模块与船舶航速采集模块的信号输出端、船舶主机状态采集模块的信号输出端、舵机控制系统信号连接，舵角复位模块用于根据当前船舶航速、船舶主机状态、舵角状态实现舵角自动复位。

一种船用舵机辅助控制系统的控制方法，所述控制方法包括舵机备车控制，所述舵机备车控制依次包括以下步骤：

A1、所述舵机机组上电，所述舵机备车模块在接收到舵机备车控制启动信号后判断当前船舶航速是否为零，若是，则进入步骤A2，若不是，则停止备车；

A2、所述舵机备车模块发送准备备车指令至舵机控制系统，所述舵机控制系统接收到准备备车指令后判断自身是否准备就绪，若是，则舵机控制系统发送备车准备就绪指令至舵机备车模块，若不是，则停止备车；

A3、所述舵机备车模块接收到备车准备就绪指令后判断舵机机组当前是否存在报警信息，若无报警信息，则表示报警检测完成并进入步骤A4，若存在报警信息，则停止备车；

A4、所述舵机备车模块发送随动模式测试指令至舵机控制系统，所述舵机控制系统接收到随动模式测试指令后对随动模式下舵机机组的转舵功能进行测试并判断测试结果是否合格，若合格，则发送随动模式功能测试完成信号至舵机备车模块，若不合格，则停止备车；

A5、所述舵机备车模块接收到随动模式功能测试完成信号后发送非随动模式测试指令至舵机控制系统，所述舵机控制系统接收到非随动模式测试指令后对非随动模式下舵机机组的转舵功能进行测试并判断测试结果是否合格，若合格，则发送非随动模式功能测试完成信号至舵机备车模块，若不合格，则停止备车；

A6、所述舵机备车模块接收到非随动模式功能测试完成信号后发送应急模式测试指令至舵机控制系统，所述舵机控制系统接收到应急模式测试指令后对应急模式下舵机机组的转舵功能进行测试并判断测试结果是否合格，若合格，则发送应急模式功能测试完成信息至舵机备车模块，随后舵机备车模块提示备车完成，若不合格，则停止备车。

所述辅助控制系统还包括转舵速度调整模块，所述转舵速度调整模块与船舶航速采集模块的信号输出端、舵机控制系统信号连接；

所述控制方法还包括转舵速度调整控制，所述转舵速度调整控制依次包括以下步骤：

B1、船舶正常航行过程中，所述转舵速度调整模块在接收到转舵速度调整控制启动信号后连续N次判断当前船舶航速是否持续小于预设的航速最小值T₁秒，若连续N次均小于航速最小值，则进入步骤B2，若不是，则继续判断；

B2、所述转舵速度调整模块先根据当前船舶航速计算得到舵机机组的电机转速理想值，然后将电机转速理想值和转舵速度调整信号发送至舵机控制系统，所述舵机控制系统根据接收到的电机转速理想值和转舵速度调整信号调整转舵速度。

所述辅助控制系统还包括转舵角度限制模块，所述舵机控制系统与船舶航速采集模块的信号输出端、舵机控制系统信号连接；

所述控制方法还包括转舵角度限制控制，所述转舵角度限制控制依次包括以下步骤：

C1、船舶正常航行过程中，所述转舵角度限制模块在接收到转舵角度限制控制启动信号后判断当前船舶航速是否持续大于预设的航速最大值T₂秒，若是，则进入步骤C2，若不是，则继续判断；

C2、所述转舵角度限制模块将预设的舵角限制值和转舵角度限制信号发送至舵机控制系统，所述舵机控制系统根据接收到的舵角限制值和转舵角度限制信号对限制转舵角度进行限制。

所述辅助控制系统还包括机组切换模块，所述机组切换模块与舵机控制系统信号连接；

所述控制方法还包括机组切换控制，所述机组切换控制依次包括以下步骤：

D1、船舶正常航行过程中，所述机组切换模块在接收到机组切换控制启动信号后判断舵机机组中的工作机组是否存在故障报警或亚健康报警，若是，则进入步骤D2，若不是，则继续判断，其中，所述故障报警包括电机断相、电机过载、变频器故障、油箱液位低、滤器堵塞、操舵失效，所述亚健康报警包括油液温度超过预警值、机组绕阻温度超过预警值。

D2、所述机组切换模块判断舵机机组中的备份机组是否存在故障报警或亚健康报警，若是，则工作机组继续工作，若不是，则机组切换模块发送启动备份机组指令至舵机控制系统，所述舵机控制系统根据接收到的启动备份机组指令切换备份机组开始工作。

所述辅助控制系统还包括舵角复位模块，所述船载数据集成系统还包括船舶主机状态采集模块，所述舵角复位模块与船舶航速采集模块的信号输出端、船舶主机状态采集模块的信号输出端、舵机控制系统信号连接；

所述控制方法还包括舵角复位控制，所述舵角复位控制依次包括以下步骤：

E1、所述舵角复位模块在接收到舵角复位控制启动信号后根据船舶主机状态判断船舶主机是否停止运行且当前船舶航速是否为零，若是，则表示船舶处于停航状态，随后进入步骤E2，若不是，则继续判断；

E2、所述舵角复位模块判断当前舵角是否处于零位，若是，则舵角复位控制结束，若不是，则进入步骤E3；

E3、所述舵角复位模块发送舵角复位指令至舵机控制系统，所述舵机控制系统接收到舵角复位指令后控制舵角复位至零位。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种船用舵机辅助控制系统包括舵机机组、舵机控制系统、船载数据集成系统、辅助控制系统，辅助控制系统包括舵机备车模块，船载数据集成系统包括船舶航速采集模块，舵机机组与舵机控制系统信号连接，舵机备车模块与船舶航速采集模块的信号输出端、舵机控制系统信号连接，舵机备车模块用于根据当前船舶航速依次对舵机机组进行报警检测、对随动模式下舵机机组的转舵功能进行检测、对非随动模式下舵机机组的转舵功能进行检测、对应急模式舵机下舵机机组的转舵功能进行检测，若各项检测均通过则表示备车完成，通过本设计能够实现船舶航行前舵机备车功能的自动检测和确认，无需人工进行相应功能的检查，从而为操舵人员提供辅助决策功能，避免人员误操作。因此，本发明能够实现舵机备车功能的自动检测和确认，无需人工操作。

2、本发明一种船用舵机辅助控制系统中的辅助控制系统还包括转舵速度调整模块，转舵速度调整模块与船舶航速采集模块的信号输出端、舵机控制系统信号连接，转舵速度调整模块用于根据当前船舶航速调整转舵速度，通过本设计能够实现当船舶航速小于预设的航速最小值时自动调整转舵速度。因此，本发明能够实现低航速时转舵速度的自动调整。

3、本发明一种船用舵机辅助控制系统中的辅助控制系统还包括转舵角度限制模块，舵机控制系统与船舶航速采集模块的信号输出端、舵机控制系统信号连接，转舵角度限制模块能够根据当前船舶航速对转舵角度进行限制，通过本设计能够实现当船舶航速大于预设的航速最大值时自动调整转舵角度。因此，本发明能够实现高航速下转舵角度的自动调整。

4、本发明一种船用舵机辅助控制系统中的辅助控制系统还包括机组切换模块，机组切换模块与舵机控制系统信号连接，机组切换模块用于根据机组健康状态实现舵机机组中工作机组与备份机组的切换，通过本设计能够判断工作机组是否处于健康状态，若为非健康状态即可自动切换备份机组工作。因此，本发明能够实现工作机组与备份机组的自动切换。

5、本发明一种船用舵机辅助控制系统中的辅助控制系统还包括舵角复位模块，船载数据集成系统还包括船舶主机状态采集模块，舵角复位模块与船舶航速采集模块的信号输出端、船舶主机状态采集模块的信号输出端、舵机控制系统信号连接，舵角复位模块用于根据当前船舶航速、船舶主机状态、舵角状态实现舵角自动复位，本设计通过当前船舶航速、船舶主机状态能够判断船舶是否停航，进而实现停航时舵角的自动复位。因此，本发明能够实现停航时舵角的自动复位。

附图说明

图1为本发明的结构原理图。

图中，舵机机组1、舵机控制系统2、辅助控制系统3、舵机备车模块31、转舵速度调整模块32、转舵角度限制模块33、机组切换模块34、舵角复位模块35、船载数据集成系统4、船舶航速采集模块41、船舶主机状态采集模块42。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

参见图1，一种船用舵机辅助控制系统，包括舵机机组1、舵机控制系统2、船载数据集成系统4，所述舵机机组1与舵机控制系统2信号连接；

所述控制系统还包括辅助控制系统3，所述辅助控制系统3包括舵机备车模块31，所述船载数据集成系统4包括船舶航速采集模块41，所述舵机备车模块31与船舶航速采集模块41的信号输出端、舵机控制系统2信号连接，舵机备车模块31用于根据当前船舶航速依次对舵机机组1进行报警检测、对随动模式下舵机机组1的转舵功能进行检测、对非随动模式下舵机机组1的转舵功能进行检测、对应急模式舵机下舵机机组1的转舵功能进行检测，若各项检测均通过则表示备车完成。

所述辅助控制系统3还包括转舵速度调整模块32，所述转舵速度调整模块32与船舶航速采集模块41的信号输出端、舵机控制系统2信号连接，转舵速度调整模块32用于根据当前船舶航速调整转舵速度。

所述辅助控制系统3还包括转舵角度限制模块33，所述舵机控制系统2与船舶航速采集模块41的信号输出端、舵机控制系统2信号连接，转舵角度限制模块33用于根据当前船舶航速对转舵角度进行限制。

所述辅助控制系统3还包括机组切换模块34，所述机组切换模块34与舵机控制系统2信号连接，机组切换模块34用于根据机组健康状态实现舵机机组1中工作机组与备份机组的切换。

所述辅助控制系统3还包括舵角复位模块35，所述船载数据集成系统4还包括船舶主机状态采集模块42，所述舵角复位模块35与船舶航速采集模块41的信号输出端、船舶主机状态采集模块42的信号输出端、舵机控制系统2信号连接，舵角复位模块35用于根据当前船舶航速、船舶主机状态、舵角状态实现舵角自动复位。

一种船用舵机辅助控制系统的控制方法，所述控制方法包括舵机备车控制，所述舵机备车控制依次包括以下步骤：

A1、所述舵机机组1上电，所述舵机备车模块31在接收到舵机备车控制启动信号后判断当前船舶航速是否为零，若是，则进入步骤A2，若不是，则停止备车；

A2、所述舵机备车模块31发送准备备车指令至舵机控制系统2，所述舵机控制系统2接收到准备备车指令后判断自身是否准备就绪，若是，则舵机控制系统2发送备车准备就绪指令至舵机备车模块31，若不是，则停止备车；

A3、所述舵机备车模块31接收到备车准备就绪指令后判断舵机机组1当前是否存在报警信息，若无报警信息，则表示报警检测完成并进入步骤A4，若存在报警信息，则停止备车；

A4、所述舵机备车模块31发送随动模式测试指令至舵机控制系统2，所述舵机控制系统2接收到随动模式测试指令后对随动模式下舵机机组1的转舵功能进行测试并判断测试结果是否合格，若合格，则发送随动模式功能测试完成信号至舵机备车模块31，若不合格，则停止备车；

A5、所述舵机备车模块31接收到随动模式功能测试完成信号后发送非随动模式测试指令至舵机控制系统2，所述舵机控制系统2接收到非随动模式测试指令后对非随动模式下舵机机组1的转舵功能进行测试并判断测试结果是否合格，若合格，则发送非随动模式功能测试完成信号至舵机备车模块31，若不合格，则停止备车；

A6、所述舵机备车模块31接收到非随动模式功能测试完成信号后发送应急模式测试指令至舵机控制系统2，所述舵机控制系统2接收到应急模式测试指令后对应急模式下舵机机组1的转舵功能进行测试并判断测试结果是否合格，若合格，则发送应急模式功能测试完成信息至舵机备车模块31，随后舵机备车模块31提示备车完成，若不合格，则停止备车。

所述辅助控制系统3还包括转舵速度调整模块32，所述转舵速度调整模块32与船舶航速采集模块41的信号输出端、舵机控制系统2信号连接；

所述控制方法还包括转舵速度调整控制，所述转舵速度调整控制依次包括以下步骤：

B1、船舶正常航行过程中，所述转舵速度调整模块32在接收到转舵速度调整控制启动信号后连续N次判断当前船舶航速是否持续小于预设的航速最小值T₁秒，若连续N次均小于航速最小值，则进入步骤B2，若不是，则继续判断；

B2、所述转舵速度调整模块32先根据当前船舶航速计算得到舵机机组1的电机转速理想值，然后将电机转速理想值和转舵速度调整信号发送至舵机控制系统2，所述舵机控制系统2根据接收到的电机转速理想值和转舵速度调整信号调整转舵速度。

所述辅助控制系统3还包括转舵角度限制模块33，所述舵机控制系统2与船舶航速采集模块41的信号输出端、舵机控制系统2信号连接；

所述控制方法还包括转舵角度限制控制，所述转舵角度限制控制依次包括以下步骤：

C1、船舶正常航行过程中，所述转舵角度限制模块33在接收到转舵角度限制控制启动信号后判断当前船舶航速是否持续大于预设的航速最大值T₂秒，若是，则进入步骤C2，若不是，则继续判断；

C2、所述转舵角度限制模块33将预设的舵角限制值和转舵角度限制信号发送至舵机控制系统2，所述舵机控制系统2根据接收到的舵角限制值和转舵角度限制信号对限制转舵角度进行限制。

所述辅助控制系统3还包括机组切换模块34，所述机组切换模块34与舵机控制系统2信号连接；

所述控制方法还包括机组切换控制，所述机组切换控制依次包括以下步骤：

D1、船舶正常航行过程中，所述机组切换模块34在接收到机组切换控制启动信号后判断舵机机组1中的工作机组是否存在故障报警或亚健康报警，若是，则进入步骤D2，若不是，则继续判断，其中，所述故障报警包括电机断相、电机过载、变频器故障、油箱液位低、滤器堵塞、操舵失效，所述亚健康报警包括油液温度超过预警值、机组绕阻温度超过预警值。

D2、所述机组切换模块34判断舵机机组1中的备份机组是否存在故障报警或亚健康报警，若是，则工作机组继续工作，若不是，则机组切换模块34发送启动备份机组指令至舵机控制系统2，所述舵机控制系统2根据接收到的启动备份机组指令切换备份机组开始工作。

所述辅助控制系统3还包括舵角复位模块35，所述船载数据集成系统4还包括船舶主机状态采集模块42，所述舵角复位模块35与船舶航速采集模块41的信号输出端、船舶主机状态采集模块42的信号输出端、舵机控制系统2信号连接；

所述控制方法还包括舵角复位控制，所述舵角复位控制依次包括以下步骤：

E1、所述舵角复位模块35在接收到舵角复位控制启动信号后根据船舶主机状态判断船舶主机是否停止运行且当前船舶航速是否为零，若是，则表示船舶处于停航状态，随后进入步骤E2，若不是，则继续判断；

E2、所述舵角复位模块35判断当前舵角是否处于零位，若是，则舵角复位控制结束，若不是，则进入步骤E3；

E3、所述舵角复位模块35发送舵角复位指令至舵机控制系统2，所述舵机控制系统2接收到舵角复位指令后控制舵角复位至零位。

本发明的原理说明如下：

本发明一种船用舵机辅助控制系统中的辅助控制系统3安装在船舶上的工控机上，该工控机通过以太网接口与舵机控制系统2连接，所述舵机控制系统2采集舵机机组1的各项参数并将其传输至辅助控制系统3，所述辅助控制系统3下发各类控制指令至舵机控制系统2，最终实现辅助决策功能，如舵机备车、转舵速度调整、转舵角度限制、机组切换、舵角复位控制，避免因人员误操作引发船舶安全事故。

实施例1：

参见图1，一种船用舵机辅助控制系统包括舵机机组1、舵机控制系统2、辅助控制系统3、船载数据集成系统4，所述辅助控制系统3包括舵机备车模块31，所述船载数据集成系统4包括船舶航速采集模块41，所述舵机备车模块31与船舶航速采集模块41的信号输出端、舵机控制系统2信号连接，所述舵机控制系统2与舵机机组1信号连接；

上述船用舵机辅助控制系统的控制方法包括舵机备车控制，所述舵机备车控制具体包括以下步骤：

A1、所述舵机机组1上电后，人工启动舵机备车模块31上的舵机备车控制启动按钮，所述舵机备车模块31在接收到舵机备车控制启动信号后判断当前船舶航速是否为零，若是，则进入步骤A2，若不是，则启动无效，停止备车；

A2、所述舵机备车模块31在船舶状态满足备车条件后发送准备备车指令至舵机控制系统2，所述舵机控制系统2接收到准备备车指令后判断自身是否准备就绪，若是，则舵机控制系统2发送备车准备就绪指令至舵机备车模块31，若不是，则停止备车，其中备车条件包括船舶周边环境安全；

A3、所述舵机备车模块31接收到备车准备就绪指令后判断舵机机组1当前是否存在报警信息，若无报警信息，则表示报警检测完成并进入步骤A4，若存在报警信息，则停止备车；

A4、所述舵机备车模块31发送随动模式测试指令至舵机控制系统2，所述舵机控制系统2接收到随动模式测试指令后对随动模式下舵机机组1的转舵功能进行测试并判断测试结果是否合格，若合格，则发送随动模式功能测试完成信号至舵机备车模块31，若不合格，则停止备车；

A5、所述舵机备车模块31接收到随动模式功能测试完成信号后发送非随动模式测试指令至舵机控制系统2，所述舵机控制系统2接收到非随动模式测试指令后对非随动模式下舵机机组1的转舵功能进行测试并判断测试结果是否合格，若合格，则发送非随动模式功能测试完成信号至舵机备车模块31，若不合格，则停止备车；

A6、所述舵机备车模块31接收到非随动模式功能测试完成信号后发送应急模式测试指令至舵机控制系统2，所述舵机控制系统2接收到应急模式测试指令后对应急模式下舵机机组1的转舵功能进行测试并判断测试结果是否合格，若合格，则发送应急模式功能测试完成信息至舵机备车模块31，随后舵机备车模块31提示备车完成，若不合格，则停止备车。

实施例2：

与实施例1的不同之处在于：

参加图1，所述辅助控制系统3还包括转舵速度调整模块32，所述转舵速度调整模块32与船舶航速采集模块41的信号输出端、舵机控制系统2信号连接；

所述控制方法还包括转舵速度调整控制，所述转舵速度调整控制具体包括以下步骤：

B1、船舶正常航行过程中，人工启动转舵速度调整模块32上的转舵速度调整按钮，所述转舵速度调整模块32在接收到转舵速度调整控制启动信号后连续N次判断当前船舶航速是否持续小于预设的航速最小值T₁秒，若连续N次均小于航速最小值，则进入步骤B2，若不是，则继续判断，其中，所述航速最小值为7Kn，N=3；

B2、所述转舵速度调整模块32先根据当前船舶航速计算得到舵机机组1的电机转速理想值，然后将电机转速理想值和转舵速度调整信号发送至舵机控制系统2，所述舵机控制系统2接收到转舵速度调整信号后通过变频器将舵机机组1的电机转速调节至电机转速理想值，进而实现转舵速度调整。

实施例3：

与实施例1的不同之处在于：

参加图1，所述辅助控制系统3还包括转舵角度限制模块33，所述舵机控制系统2与船舶航速采集模块41的信号输出端、舵机控制系统2信号连接；

所述控制方法还包括转舵角度限制控制，所述转舵角度限制控制具体包括以下步骤：

C1、船舶正常航行过程中，人工启动转舵角度限制模块33上的转舵角度限制按钮，所述转舵角度限制模块33在接收到转舵角度限制控制启动信号后判断当前船舶航速是否持续大于预设的航速最大值T₂秒，若是，则进入步骤C2，若不是，则继续判断，其中，所述航速最大值为16Kn，；

C2、所述转舵角度限制模块33将预设的舵角限制值和转舵角度限制信号发送至舵机控制系统2，所述舵机控制系统2根据接收到的舵角限制值和转舵角度限制信号对限制转舵角度进行限制，其中，所述舵角限制值为25°。

实施例4：

与实施例1的不同之处在于：

参加图1，所述辅助控制系统3还包括机组切换模块34，所述机组切换模块34与舵机控制系统2信号连接；

所述控制方法还包括机组切换控制，所述机组切换控制具体包括以下步骤：

D1、船舶正常航行过程中，人工启动机组切换模块34上的机组切换按钮，所述机组切换模块34在接收到机组切换控制启动信号后判断舵机机组1中的工作机组是否存在故障报警或亚健康报警，若是，则进入步骤D2，若不是，则继续判断，其中，所述故障报警包括电机断相、电机过载、变频器故障、油箱液位低、滤器堵塞、操舵失效，所述亚健康报警包括油液温度超过预警值、机组绕阻温度超过预警值。

D2、所述机组切换模块34判断舵机机组1中的备份机组是否存在故障报警或亚健康报警，若是，则工作机组继续工作，若不是，则机组切换模块34发送启动备份机组指令至舵机控制系统2，所述舵机控制系统2根据接收到的启动备份机组指令切换备份机组开始工作。

实施例5：

与实施例1的不同之处在于：

参加图1，所述辅助控制系统3还包括舵角复位模块35，所述船载数据集成系统4还包括船舶主机状态采集模块42，所述舵角复位模块35与船舶航速采集模块41的信号输出端、船舶主机状态采集模块42的信号输出端、舵机控制系统2信号连接；

所述控制方法还包括舵角复位控制，所述舵角复位控制依次包括以下步骤：

E1、人工启动舵角复位模块35上的舵角复位按钮，所述舵角复位模块35在接收到舵角复位控制启动信号后根据船舶主机状态判断船舶主机是否停止运行且当前船舶航速是否为零，若是，则表示船舶处于停航状态，随后进入步骤E2，若不是，则继续判断；

E2、所述舵角复位模块35判断当前舵角是否处于零位，若是，则舵角复位控制结束，若不是，则进入步骤E3；

E3、所述舵角复位模块35发送舵角复位指令至舵机控制系统2，所述舵机控制系统2接收到舵角复位指令后控制舵角复位至零位。

Claims (10)

1.一种船用舵机辅助控制系统，包括舵机机组（1）、舵机控制系统（2）、船载数据集成系统（4），所述舵机机组（1）与舵机控制系统（2）信号连接，其特征在于：

所述控制系统还包括辅助控制系统（3），所述辅助控制系统（3）包括舵机备车模块（31），所述船载数据集成系统（4）包括船舶航速采集模块（41），所述舵机备车模块（31）与船舶航速采集模块（41）的信号输出端、舵机控制系统（2）信号连接，舵机备车模块（31）用于根据当前船舶航速依次对舵机机组（1）进行报警检测、对随动模式下舵机机组（1）的转舵功能进行检测、对非随动模式下舵机机组（1）的转舵功能进行检测、对应急模式舵机下舵机机组（1）的转舵功能进行检测，若各项检测均通过则表示备车完成。

2.根据权利要求1所述的一种船用舵机辅助控制系统，其特征在于：

所述辅助控制系统（3）还包括转舵速度调整模块（32），所述转舵速度调整模块（32）与船舶航速采集模块（41）的信号输出端、舵机控制系统（2）信号连接，转舵速度调整模块（32）用于根据当前船舶航速调整转舵速度。

3.根据权利要求1或2所述的一种船用舵机辅助控制系统，其特征在于：

所述辅助控制系统（3）还包括转舵角度限制模块（33），所述舵机控制系统（2）与船舶航速采集模块（41）的信号输出端、舵机控制系统（2）信号连接，转舵角度限制模块（33）用于根据当前船舶航速对转舵角度进行限制。

4.根据权利要求1或2所述的一种船用舵机辅助控制系统，其特征在于：

所述辅助控制系统（3）还包括机组切换模块（34），所述机组切换模块（34）与舵机控制系统（2）信号连接，机组切换模块（34）用于根据机组健康状态实现舵机机组（1）中工作机组与备份机组的切换。

5.根据权利要求1或2所述的一种船用舵机辅助控制系统，其特征在于：

所述辅助控制系统（3）还包括舵角复位模块（35），所述船载数据集成系统（4）还包括船舶主机状态采集模块（42），所述舵角复位模块（35）与船舶航速采集模块（41）的信号输出端、船舶主机状态采集模块（42）的信号输出端、舵机控制系统（2）信号连接，舵角复位模块（35）用于根据当前船舶航速、船舶主机状态、舵角状态实现舵角自动复位。

6.一种根据权利要求1所述的船用舵机辅助控制系统的控制方法，其特征在于：

所述控制方法包括舵机备车控制，所述舵机备车控制依次包括以下步骤：

A1、所述舵机机组（1）上电，所述舵机备车模块（31）在接收到舵机备车控制启动信号后判断当前船舶航速是否为零，若是，则进入步骤A2，若不是，则停止备车；

A2、所述舵机备车模块（31）发送准备备车指令至舵机控制系统（2），所述舵机控制系统（2）接收到准备备车指令后判断自身是否准备就绪，若是，则舵机控制系统（2）发送备车准备就绪指令至舵机备车模块（31），若不是，则停止备车；

A3、所述舵机备车模块（31）接收到备车准备就绪指令后判断舵机机组（1）当前是否存在报警信息，若无报警信息，则表示报警检测完成并进入步骤A4，若存在报警信息，则停止备车；

A4、所述舵机备车模块（31）发送随动模式测试指令至舵机控制系统（2），所述舵机控制系统（2）接收到随动模式测试指令后对随动模式下舵机机组（1）的转舵功能进行测试并判断测试结果是否合格，若合格，则发送随动模式功能测试完成信号至舵机备车模块（31），若不合格，则停止备车；

A5、所述舵机备车模块（31）接收到随动模式功能测试完成信号后发送非随动模式测试指令至舵机控制系统（2），所述舵机控制系统（2）接收到非随动模式测试指令后对非随动模式下舵机机组（1）的转舵功能进行测试并判断测试结果是否合格，若合格，则发送非随动模式功能测试完成信号至舵机备车模块（31），若不合格，则停止备车；

A6、所述舵机备车模块（31）接收到非随动模式功能测试完成信号后发送应急模式测试指令至舵机控制系统（2），所述舵机控制系统（2）接收到应急模式测试指令后对应急模式下舵机机组（1）的转舵功能进行测试并判断测试结果是否合格，若合格，则发送应急模式功能测试完成信息至舵机备车模块（31），随后舵机备车模块（31）提示备车完成，若不合格，则停止备车。

7.根据权利要求6所述的一种船用舵机辅助控制系统的控制方法，其特征在于：

所述辅助控制系统（3）还包括转舵速度调整模块（32），所述转舵速度调整模块（32）与船舶航速采集模块（41）的信号输出端、舵机控制系统（2）信号连接；

所述控制方法还包括转舵速度调整控制，所述转舵速度调整控制依次包括以下步骤：

B1、船舶正常航行过程中，所述转舵速度调整模块（32）在接收到转舵速度调整控制启动信号后连续N次判断当前船舶航速是否持续小于预设的航速最小值T₁秒，若连续N次均小于航速最小值，则进入步骤B2，若不是，则继续判断；

B2、所述转舵速度调整模块（32）先根据当前船舶航速计算得到舵机机组（1）的电机转速理想值，然后将电机转速理想值和转舵速度调整信号发送至舵机控制系统（2），所述舵机控制系统（2）根据接收到的电机转速理想值和转舵速度调整信号调整转舵速度。

8.根据权利要求6或7所述的一种船用舵机辅助控制系统的控制方法，其特征在于：

所述辅助控制系统（3）还包括转舵角度限制模块（33），所述舵机控制系统（2）与船舶航速采集模块（41）的信号输出端、舵机控制系统（2）信号连接；

所述控制方法还包括转舵角度限制控制，所述转舵角度限制控制依次包括以下步骤：

C1、船舶正常航行过程中，所述转舵角度限制模块（33）在接收到转舵角度限制控制启动信号后判断当前船舶航速是否持续大于预设的航速最大值T₂秒，若是，则进入步骤C2，若不是，则继续判断；

C2、所述转舵角度限制模块（33）将预设的舵角限制值和转舵角度限制信号发送至舵机控制系统（2），所述舵机控制系统（2）根据接收到的舵角限制值和转舵角度限制信号对限制转舵角度进行限制。

9.根据权利要求6或7所述的一种船用舵机辅助控制系统的控制方法，其特征在于：

所述辅助控制系统（3）还包括机组切换模块（34），所述机组切换模块（34）与舵机控制系统（2）信号连接；

所述控制方法还包括机组切换控制，所述机组切换控制依次包括以下步骤：

D1、船舶正常航行过程中，所述机组切换模块（34）在接收到机组切换控制启动信号后判断舵机机组（1）中的工作机组是否存在故障报警或亚健康报警，若是，则进入步骤D2，若不是，则继续判断，其中，所述故障报警包括电机断相、电机过载、变频器故障、油箱液位低、滤器堵塞、操舵失效，所述亚健康报警包括油液温度超过预警值、机组绕阻温度超过预警值；

D2、所述机组切换模块（34）判断舵机机组（1）中的备份机组是否存在故障报警或亚健康报警，若是，则工作机组继续工作，若不是，则机组切换模块（34）发送启动备份机组指令至舵机控制系统（2），所述舵机控制系统（2）根据接收到的启动备份机组指令切换备份机组开始工作。

10.根据权利要求6或7所述的一种船用舵机辅助控制系统的控制方法，其特征在于：

所述辅助控制系统（3）还包括舵角复位模块（35），所述船载数据集成系统（4）还包括船舶主机状态采集模块（42），所述舵角复位模块（35）与船舶航速采集模块（41）的信号输出端、船舶主机状态采集模块（42）的信号输出端、舵机控制系统（2）信号连接；

所述控制方法还包括舵角复位控制，所述舵角复位控制依次包括以下步骤：

E1、所述舵角复位模块（35）在接收到舵角复位控制启动信号后根据船舶主机状态判断船舶主机是否停止运行且当前船舶航速是否为零，若是，则表示船舶处于停航状态，随后进入步骤E2，若不是，则继续判断；

E2、所述舵角复位模块（35）判断当前舵角是否处于零位，若是，则舵角复位控制结束，若不是，则进入步骤E3；

E3、所述舵角复位模块（35）发送舵角复位指令至舵机控制系统（2），所述舵机控制系统（2）接收到舵角复位指令后控制舵角复位至零位。

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