CN114476012A - 全回转舵桨的转舵控制装置 - Google Patents
全回转舵桨的转舵控制装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114476012A CN114476012A CN202210004086.XA CN202210004086A CN114476012A CN 114476012 A CN114476012 A CN 114476012A CN 202210004086 A CN202210004086 A CN 202210004086A CN 114476012 A CN114476012 A CN 114476012A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- degrees
- rudder
- rudder angle
- frequency converter
- controller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 54
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 claims description 68
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 241000380131 Ammophila arenaria Species 0.000 abstract 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 7
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
- B63H25/06—Steering by rudders
- B63H25/08—Steering gear
- B63H25/14—Steering gear power assisted; power driven, i.e. using steering engine
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
- B63H25/06—Steering by rudders
- B63H25/08—Steering gear
- B63H25/14—Steering gear power assisted; power driven, i.e. using steering engine
- B63H25/26—Steering engines
Abstract
本公开提供了一种全回转舵桨的转舵控制装置，属于自动控制技术领域。该转舵控制装置包括：变频机构、驱动机构和第一控制器；变频机构包括主变频器和多个次变频器，驱动机构包括主电机和多个次电机，主电机与主变频器电性连接，次变频器与次电机一一对应，次电机与对应的次变频器电性连接；第一控制器分别与主变频器和多个次变频器电性连接，第一控制器被配置为，基于舵角指令控制主变频器驱动主电机转动，实时获取主变频器检测的主电机的转动力矩，并控制各次变频器驱动对应的次电机按照转动力矩转动。本公开能改善多电机共同驱动回转支承时，容易出现部分电机过载的问题，提高转舵控制装置的可靠性。
Description
技术领域
本公开涉及自动控制技术领域，特别涉及一种全回转舵桨的转舵控制装置。
背景技术
全回转舵桨是一种将舵的功能与螺旋桨的功能相结合的一种推进器。全回转舵桨包括推进机构和转舵机构，转舵机构连接推进机构和船体，推进机构用于为船舶航行提供动力，转舵机构用于将推进机构的动力传递至船体。在船体上通常还设置有转舵控制装置，转舵控制装置用于驱动转舵机构转动，以使转动机构能带动与其相连的推进装置转动，从而实现全回转舵桨的360°全方位转舵。
相关技术中，转舵控制装置通常包括多个电机和控制器，控制器与多个电机电性连接，且多个电机分别通过齿轮与转舵机构的回转支承上的齿圈啮合，以驱动回转支承转动。在需要转舵时，控制器输出指令控制多个电机动作，多个电机共同驱动转舵机构的回转支承转动，以带动转舵机构和推进机构转动，实现转舵的目的。
然而，不同电机的齿轮与齿圈之间存在装配误差，容易导致电机中存在部分电机过载的问题，甚至出现烧毁电机的情况。
发明内容
本公开实施例提供了一种全回转舵桨的转舵控制装置，能改善多电机共同驱动回转支承时，容易出现部分电机过载的问题，提高转舵控制装置的可靠性。所述技术方案如下：
本公开实施例提供了一种全回转舵桨的转舵控制装置，所述全回转舵桨的转舵控制装置包括：变频机构、驱动机构和第一控制器；所述变频机构包括主变频器和多个次变频器，所述驱动机构包括主电机和多个次电机，所述主电机与所述主变频器电性连接，所述次变频器与所述次电机一一对应，所述次电机与对应的所述次变频器电性连接；所述第一控制器分别与所述主变频器和多个所述次变频器电性连接，所述第一控制器被配置为，基于舵角指令控制所述主变频器驱动所述主电机转动，实时获取所述主变频器检测的所述主电机的转动力矩，并控制各所述次变频器驱动对应的所述次电机按照所述转动力矩转动。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述主变频器分别与各个所述次变频器电性连接；各个所述次变频器还用于获取所述主变频器检测的转动力矩，并驱动对应的各所述次电机按照所述转动力矩转动。
在本公开实施例的另一种实现方式中，所述转舵控制装置还包括转舵手柄，所述转舵手柄与所述第一控制器电性连接；所述第一控制器还用于获取所述转舵手柄输出的手柄信号，基于手柄信号和舵角指令的对应关系，确定目标舵角指令，并基于所述目标舵角指令控制所述主变频器驱动所述主电机转动。
在本公开实施例的另一种实现方式中，所述基于手柄信号和舵角指令的对应关系，确定目标舵角指令包括：若Le1＜A＜90°-Le2，则基于第一对应关系确定舵角指令，Le1为手柄信号为0°时的死区值，Le2为手柄信号为90°时的死区值：若90°+Le2＜A＜180°-Le3，则基于第二对应关系确定舵角指令，Le3为手柄信号为180°时的死区值；若180°+Le3＜A＜270°-Le4，则基于第三对应关系确定舵角指令，Le4为手柄信号为270°时的死区值；若270°+Le4＜A＜359.5°，则基于第四对应关系确定舵角指令；所述第一对应关系为：M＝(A-Le1)90°/(90°-Le2-Le1)；所述第二对应关系为：M＝[(A-90°-Le2)90°/(90°-Le3-Le2)]+90°；所述第三对应关系为：M＝[(A-180°-Le3)90°/(90°-Le4-Le3)]+180°；所述第四对应关系为：M＝[(A-270°-Le4)90°/(89.5°-Le4)]+270°；式中，M为舵角指令，单位度，A为手柄信号，单位度。
在本公开实施例的另一种实现方式中，所述基于手柄信号和舵角指令的对应关系，确定目标舵角指令还包括：若A＜Le1或A＞359.5°，则确定舵角指令为0°；若90°-Le2≤A≤90°+Le2，则确定舵角指令为90°；若180°-Le3≤A≤180°+Le3，则确定舵角指令为180°；若270°-Le4≤A≤270°+Le4，则确定舵角指令为270°。
在本公开实施例的另一种实现方式中，所述转舵控制装置还包括舵角传感器，所述舵角传感器与所述第一控制器电性连接；所述第一控制器还用于实时获取所述舵角传感器检测的转舵角度，基于所述转舵角度和所述目标舵角指令的差值确定目标转速，并控制所述主变频器驱动所述主电机按照所述目标转速转动。
在本公开实施例的另一种实现方式中，所述转舵角度和所述目标舵角指令的差值与所述目标转速正相关。
在本公开实施例的另一种实现方式中，所述第一控制器还用于在获取的所述主电机的转动力矩超过设定力矩时，基于转动力矩与修正系数的对应关系，确定目标修正系数，并将所述目标修正系数与转动力矩的乘积确定为修正后的转动力矩。
在本公开实施例的另一种实现方式中，所述修正系数与所述转动力矩的负相关，所述修正系数大于0且小于1。
在本公开实施例的另一种实现方式中，所述转舵控制装置还包括第二控制器，所述第二控制器分别与所述主变频器和多个所述次变频器电性连接。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
本公开实施例提供的全回转舵桨的转舵控制装置包括：变频机构、驱动机构和第一控制器，其中，变频机构包括主变频器和多个次变频器，驱动机构包括主电机和多个次电机，主变频器和主电机电性连接，次变频器和次电机电性连接，且第一控制器与各变频器均电性连接。在需要转舵时，第一控制器会基于用于指示全回转舵桨转舵角度的舵角指令，控制主变频器驱动主电机转动，同时还会获取主电机当前的转动力矩，并控制各次变频器驱动对应的次电机按照转动力矩转动，这样就使得驱动机构中的各个电机均能以相同的转动力矩工作，也即，使各个电机的载荷同步，从而防止部分电机出现过载的问题，转舵控制装置的可靠性。
并且，第一控制器是实时获取主电机的转动力矩的，因此，第一控制器会根据当前获取的转动力矩控制各个次变频器实时调整次电机的转动力矩，从而保证各个电机均能始终按照相同的转动力矩工作，确保各电机的载荷实时都同步，进一步改善电机出现过载的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本公开实施例提供的一种驱动机构与回转支承的转配示意图；
图2是本公开实施例提供的一种全回转舵桨的转舵控制装置的示意图；
图3是本公开实施例提供的一种全回转舵桨的转舵控制装置的控制原理图；
图4是本公开实施例提供的一种确定舵角指令的原理图。
图中各标记说明如下：
1、变频机构；11、主变频器；12、次变频器；
2、驱动机构；21、主电机；22、次电机；
31、第一控制器；32、第二控制器；
41、转舵手柄；42、舵角传感器；
51、回转支承；52、齿圈；53、齿轮；54、扭矩限制器；55、减速器。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。
图1是本公开实施例提供的一种驱动机构2与回转支承51的转配示意图。如图1所示，该回转支承51上套设有齿圈52和与齿圈52啮合的多个齿轮53，各齿轮53与驱动该机构中的各电机一一对应，且各齿轮53与对应的电机的输出轴传动连接，这样在电机转动时，就会带动齿轮53转动，并驱动齿圈52和回转支承51一起转动，回转支承51则带动推进机构转动，从而实现转舵的目的。
如图1所示，驱动机构2还包括扭矩限制器54和减速器55，扭矩限制器54与驱动机构2的电机一一对应，减速器55与驱动机构2的电机一一对应。以主电机21为例，如图1所示，主电机21的输出轴与扭矩限制器54相连，扭矩限制器54还与减速器55的输入轴相连，减速器55的输出轴则与齿轮53传动连接。这样主电机21的动力就能依次通过扭矩限制器54和减速器55传递至齿轮53，从而驱动回转支承51转动。
在刚启动驱动机构2以控制回转支承51转动的过程中，由于各齿轮53与齿圈52之间存在装配误差，因此，容易出现各齿轮53在转动时难以同时与齿圈52的齿轮53面正好接触，因此就会出现部分电机的载荷较大的问题，即部分电机过载；并且，在回转支承51工作过程中，也容易出现部分电机与其他电机负载不均的问题，
为此，本公开实施例提供了一种全回转舵桨的转舵控制装置。图2是本公开实施例提供的一种全回转舵桨的转舵控制装置的示意图。如图2所示，该全回转舵桨的转舵控制装置包括：变频机构1、驱动机构2和第一控制器31。
如图2所示，变频机构1包括主变频器11和多个次变频器12，驱动机构2包括主电机21和多个次电机22，主电机21与主变频器11电性连接，次变频器12与次电机22一一对应，次电机22与对应的次变频器12电性连接。
如图2所示，第一控制器31分别与主变频器11和多个次变频器12电性连接。
其中，第一控制器31被配置为，基于舵角指令控制主变频器11驱动主电机21转动，实时获取主变频器11检测的主电机21的转动力矩，并控制各次变频器12驱动对应的次电机22按照转动力矩转动。
本公开实施例提供的全回转舵桨的转舵控制装置包括：变频机构1、驱动机构2和第一控制器31，其中，变频机构1包括主变频器11和多个次变频器12，驱动机构2包括主电机21和多个次电机22，主变频器11和主电机21电性连接，次变频器12和次电机22电性连接，且第一控制器31与各变频器均电性连接。在需要转舵时，第一控制器31会基于用于指示全回转舵桨转舵角度的舵角指令，控制主变频器11驱动主电机21转动，同时还会获取主电机21当前的转动力矩，并控制各次变频器12驱动对应的次电机22按照转动力矩转动，这样就使得驱动机构2中的各个电机均能以相同的转动力矩工作，也即，使各个电机的载荷同步，从而防止部分电机出现过载的问题，转舵控制装置的可靠性。
并且，第一控制器31是实时获取主电机21的转动力矩的，因此，第一控制器31会根据当前获取的转动力矩控制各个次变频器12实时调整次电机22的转动力矩，从而保证各个电机均能始终按照相同的转动力矩工作，确保各电机的载荷实时都同步，进一步改善电机出现过载的问题。
示例性地，如图2所示，变频机构1包括一个主变频器11和三个次变频器12，驱动机构2包括一个主电机21和三个次电机22，结合图1，一个主电机21和三个次电机22可以周向均布在回转支承51外。其中，主变频器11与主电机21电性连接，三个次变频器12分别与对应的次电机22电性连接。
可选地，如图2所示，主变频器11分别与各个次变频器12电性连接。其中，各个次变频器12还用于获取主变频器11检测的转动力矩，并驱动对应的各次电机22按照转动力矩转动。
通过各个次变频器12也从主变频器11中获取主电机21的转动力矩，从而并直接控制对应的各次电机22按照转动力矩转动。这样在第一控制器31出现故障，或者第一控制器31与各次变频器12之间出现断路时，次变频器12就可以直接获取转动力矩，以控制次电机22工作，避免因出现因部分零部件故障而导致转舵控制装置无法正常工作的问题，提升转舵控制装置的可靠性。
本公开实施例中，若主电机21或次电机22中的任何一个电机出现故障时，可以控制剩余的电机满负荷工作，即控制剩余的电机按照最高的转动力矩工作，以确保全回转舵桨能正常实现转舵的目的。
若主变频器11或次变频器12中的任何一个变频器出现故障时，也可以控制剩余的电机满负荷工作，即控制剩余的电机按照最高的转动力矩工作，以确保全回转舵桨能正常实现转舵的目的。
可选地，如图2所示，转舵控制装置还包括第二控制器32，第二控制器32分别与主变频器11和多个次变频器12电性连接。其中，第一控制器31和第二控制器32互为备用关系，当其中一个控制器故障时，另一个控制器可以替代故障的控制器继续控制各个变频器工作，以维持电机正常运行，实现控制全回转舵桨转舵的目的。
示例性地，第一控制器31和第二控制器32均为可编程逻辑控制器(ProgrammableLogic Controller，简称PLC)，PLC是一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种设备动作。
其中，第一控制器31与各变频器之间通过以太网线实现电性连接，而第二控制器32与各变频器之间通过电缆实现电性连接。
图3是本公开实施例提供的一种全回转舵桨的转舵控制装置的控制原理图。如图3所示，转舵控制装置还包括转舵手柄41，转舵手柄41与第一控制器31电性连接。
其中，第一控制器31还用于获取转舵手柄41输出的手柄信号，基于手柄信号和舵角指令的对应关系，确定目标舵角指令，并基于目标舵角指令控制主变频器11驱动主电机21转动。
本公开实施例中，第一控制器31在接收到转舵手柄41输出的手柄信号后，就基于获取到的手柄信号和对应关系确定相应的目标舵角指令，在按照目标舵角指令控制主变频器11驱动主电机21开始工作。也即，在获取到手柄信号后，根据手柄信号确定目标舵角指令，以确定全回转舵桨需要转动的角度，然后先驱动主电机21转动，以便于后续获取主电机21当前的转动力矩，来控制各个电机都以相同的转动力矩工作，使各个电机的载荷同步，从而防止部分电机出现过载的问题。
本公开实施例中，图4是本公开实施例提供的一种确定舵角指令的原理图。如图4所示，转舵手柄分别在0°、90°、180°和270°位置时，设置了一定的死区范围。
例如，当转舵手柄处于0°位置对应的死区范围时，此时认定舵角指令对应的角度为0°，也即不控制全回转舵桨转舵。这样就能避免需要精确地控制转舵手柄处于0°位置，才能实现控制全回转舵桨不转舵的情况。
作为示例，在0°至90°的角度范围内，转舵手柄输出的实际有效的手柄信号的角度范围为0°至90°中去除了0°的死区范围和90°的死区范围后，所限定的范围。所以，转舵手柄此时输出的手柄信号对应的角度，不能真实反映需要控制全回转舵桨转动的舵角。
本公开实施例中，通过手柄信号和舵角指令的对应关系修正手柄信号，将修正后的手柄信号确定为目标舵角指令，以使第一控制器31能基于目标舵角指令控制全回转舵桨转舵，提升可靠性。
其中，基于手柄信号和舵角指令的对应关系，确定目标舵角指令可以包括以下四种情况：
第一种，若Le1＜A＜90°-Le2，则基于第一对应关系确定舵角指令。
其中，第一对应关系为：M＝(A-Le1)90°/(90°-Le2-Le1)。式中，M为舵角指令，单位度，A为手柄信号，单位度。
如图4所示，在0°至90°的角度范围，Le1为手柄信号为0°时的死区值。其中，0°±Le1即为0°位置对应的死区范围。Le2为手柄信号为90°时的死区值。90°±Le2即为90°位置对应的死区范围。
上述第一对应关系中，通过手柄信号A在0°至90°内实际有效的角度范围中的占比，对手柄信号A进行修正，将出修正后角度确定为目标舵角指令，以合理控制全回转舵桨转舵。
作为示例，手柄信号A＝50°，Le1＝5°，Le2＝5°，基于第一对应关系确定出舵角指令M≈50.63°。即手柄信号A从50°修正为50.63°后，将舵角指令确定为50.63°。
第二种，若90°+Le2＜A＜180°-Le3，则基于第二对应关系确定舵角指令。
其中，第二对应关系为：M＝[(A-90°-Le2)90°/(90°-Le3-Le2)]+90°；Le3为手柄信号为180°时的死区值。
如图4所示，在90°至180°的角度范围，Le3为手柄信号为180°时的死区值。其中，180°±Le3即为180°位置对应的死区范围；
上述第二对应关系中，通过手柄信号A在90°至180°内实际有效的角度范围中的占比，对手柄信号A进行修正，将出修正后角度确定为目标舵角指令，以合理控制全回转舵桨转舵。
第三种，若180°+Le3＜A＜270°-Le4，则基于第三对应关系确定舵角指令。
其中，第三对应关系为：M＝[(A-180°-Le3)90°/(90°-Le4-Le3)]+180°；Le4为手柄信号为270°时的死区值。
如图4所示，在180°至270°的角度范围，Le4为手柄信号为270°时的死区值，其中，270°±Le4即为270°位置对应的死区范围；
上述第三对应关系中，通过手柄信号A在180°至270°内实际有效的角度范围中的占比，对手柄信号A进行修正，将出修正后角度确定为目标舵角指令，以合理控制全回转舵桨转舵。
第四种，若270°+Le4＜A＜359.5°，则基于第四对应关系确定舵角指令。
其中，第四对应关系为：M＝[(A-270°-Le4)90°/(89.5°-Le4)]+270°；
如图4所示，在270°至359.5°的角度范围，360°位置对应的死区范围为359.5°至360°。也即，359.5°至360°和0°至Le1的范围均可以为0°。
上述第四对应关系中，通过手柄信号A在270°至360°内实际有效的角度范围中的占比，对手柄信号A进行修正，将出修正后角度确定为目标舵角指令，以合理控制全回转舵桨转舵。
可选地，基于手柄信号和舵角指令的对应关系，确定目标舵角指令还可以包括以下几种情况：
若A＜Le1或A＞359.5°，则确定舵角指令为0°；即当手柄信号A位于0°位置对应的死区范围时，确定舵角质量为0°。
若90°-Le2≤A≤90°+Le2，则确定舵角指令为90°；即当手柄信号A位于90°位置对应的死区范围时，确定舵角质量为90°。
若180°-Le3≤A≤180°+Le3，则确定舵角指令为180°；即当手柄信号A位于180°位置对应的死区范围时，确定舵角质量为180°。
若270°-Le4≤A≤270°+Le4，则确定舵角指令为270°。即当手柄信号A位于270°位置对应的死区范围时，确定舵角质量为270°。
可选地，如图3所示，转舵控制装置还包括舵角传感器42，舵角传感器42与第一控制器31电性连接。
其中，第一控制器31还用于实时获取舵角传感器42检测的转舵角度，基于转舵角度和目标舵角指令的差值确定目标转速，并控制主变频器11驱动主电机21按照目标转速转动。
通过设置舵角传感器42以实时检测全回转舵桨的转舵角度，这样第一控制器31就能基于全回转舵桨当前的转舵角度控制各个电机是否工作，以及各电机的转动速度，从而使全回转舵桨的转舵角度能维持在目标转舵指令附近。即通过舵角传感器42实现转舵角度的反馈调节。
本公开实施例中，转舵角度和目标舵角指令的差值与目标转速正相关。即转舵角度和目标舵角指令的差值越大，确定的目标转速越大，这样就使全回转舵桨的转舵角度能迅速调整至目标舵角指令对应的角度；转舵角度和目标舵角指令的差值越小，确定的目标转速越小，这样通过较慢的转速微调全回转舵桨的转舵角度，使转舵角度能逐步靠近目标舵角指令对应的角度，避免出现较大调整过程中，因转速过大再次出现较大的偏差。
示例性地，当转舵角度和目标舵角指令的差值不大于15°时，可以确定目标转速为电机的额定转速的二分之一，以使电机较为缓慢的速度调整全回转舵桨的转舵角度。
示例性地，当转舵角度和目标舵角指令的差值大于15°且不大于90°时，可以确定目标转速为电机的额定转速的四分之三，以使电机按照适中的速度调整全回转舵桨的转舵角度。
示例性地，当转舵角度和目标舵角指令的差值大于90°时，可以确定目标转速为电机的额定转速，以使电机全速调整全回转舵桨的转舵角度。
上述实现方式中，在通过舵角传感器42对全回转舵桨的转舵角度进行反馈调节时，同样也是确定目标转速后，先控制主变频器11驱动主电机21转动，再获取主电机21当前的转动力矩，并控制各次变频器12驱动对应的次电机22按照转动力矩转动，使各个电机均能以相同的转动力矩工作，让各个电机的载荷同步，从而防止部分电机出现过载的问题。
可选地，第一控制器31还用于在获取的主电机21的转动力矩超过设定力矩时，基于转动力矩与修正系数的对应关系，确定目标修正系数，并将目标修正系数与转动力矩的乘积确定为修正后的转动力矩。
其中，设定力矩可以是主电机21的额定转矩，且各次电机22与主电机21为同型号的电机。
由于各齿轮53与齿圈52之间存在装配误差，在驱动机构2刚开始工作的过程中，容易出现各齿轮53在转动时难以同时与齿圈52的齿轮53面正好接触，因此会出现部分电机过载的问题。若此时正好是主电机21过载，在主电机21的转动力矩已经超出额定转矩的情况下，如果控制各次电机22仍然按照转动力矩工作，就容易让次电机22也出现过载的问题。
上述实现方式中，通过转动力矩与修正系数的对应关系确定目标修正系数，并将目标修正系数与转动力矩的乘积确定为修正后的转动力矩，以实现对转动力矩进行修正的目的，从而避免次电机22按照较大的转动力矩工作。
并且，在驱动机构2驱动回转支承51开始稳定转动后，主电机21的转动力矩会下降，此时，第一控制器31会实时获取主电机21的转动力矩，再次将主电机21和次电机22的转动力矩调整为一致，确保各电机的载荷能同步，避免电机出现过载问题。
可选地，修正系数与转动力矩的负相关，修正系数大于0且小于1。即转动力矩越大，确定的目标修正系数越小，这样对超出设定力矩较多的转动力矩的修正幅度较大，而对超出设定力矩较少的转动力矩的修正幅度较小，使重新修正后的转动力矩更加合理。
示例性地，当转动力矩超过设定力矩的120％时，修正系数可以是0.8；当转动力矩超过设定力矩的150％时，修正系数可以是0.7；当转动力矩超过设定力矩的200％时，修正系数可以是0.5。
以上，并非对本公开作任何形式上的限制，虽然本公开已通过实施例揭露如上，然而并非用以限定本公开，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本公开技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本公开技术方案的内容，依据本公开的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本公开技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种全回转舵桨的转舵控制装置，其特征在于，所述全回转舵桨的转舵控制装置包括：变频机构(1)、驱动机构(2)和第一控制器(31)；
所述变频机构(1)包括主变频器(11)和多个次变频器(12)，所述驱动机构(2)包括主电机(21)和多个次电机(22)，所述主电机(21)与所述主变频器(11)电性连接，所述次变频器(12)与所述次电机(22)一一对应，所述次电机(22)与对应的所述次变频器(12)电性连接；
所述第一控制器(31)分别与所述主变频器(11)和多个所述次变频器(12)电性连接，所述第一控制器(31)被配置为，基于舵角指令控制所述主变频器(11)驱动所述主电机(21)转动，实时获取所述主变频器(11)检测的所述主电机(21)的转动力矩，并控制各所述次变频器(12)驱动对应的所述次电机(22)按照所述转动力矩转动。
2.根据权利要求1所述的转舵控制装置，其特征在于，所述主变频器(11)分别与各个所述次变频器(12)电性连接；
各个所述次变频器(12)还用于获取所述主变频器(11)检测的转动力矩，并驱动对应的各所述次电机(22)按照所述转动力矩转动。
3.根据权利要求1所述的转舵控制装置，其特征在于，所述转舵控制装置还包括转舵手柄(41)，所述转舵手柄(41)与所述第一控制器(31)电性连接；
所述第一控制器(31)还用于获取所述转舵手柄(41)输出的手柄信号，基于手柄信号和舵角指令的对应关系，确定目标舵角指令，并基于所述目标舵角指令控制所述主变频器(11)驱动所述主电机(21)转动。
4.根据权利要求3所述的转舵控制装置，其特征在于，所述基于手柄信号和舵角指令的对应关系，确定目标舵角指令包括：
若Le1＜A＜90°-Le2，则基于第一对应关系确定舵角指令，Le1为手柄信号为0°时的死区值，Le2为手柄信号为90°时的死区值：
若90°+Le2＜A＜180°-Le3，则基于第二对应关系确定舵角指令，Le3为手柄信号为180°时的死区值；
若180°+Le3＜A＜270°-Le4，则基于第三对应关系确定舵角指令，Le4为手柄信号为270°时的死区值；
若270°+Le4＜A＜359.5°，则基于第四对应关系确定舵角指令；
所述第一对应关系为：M＝(A-Le1)90°/(90°-Le2-Le1)；所述第二对应关系为：M＝[(A-90°-Le2)90°/(90°-Le3-Le2)]+90°；所述第三对应关系为：M＝[(A-180°-Le3)90°/(90°-Le4-Le3)]+180°；所述第四对应关系为：M＝[(A-270°-Le4)90°/(89.5°-Le4)]+270°；式中，M为舵角指令，单位度，A为手柄信号，单位度。
5.根据权利要求4所述的转舵控制装置，其特征在于，所述基于手柄信号和舵角指令的对应关系，确定目标舵角指令还包括：
若A＜Le1或A＞359.5°，则确定舵角指令为0°；
若90°-Le2≤A≤90°+Le2，则确定舵角指令为90°；
若180°-Le3≤A≤180°+Le3，则确定舵角指令为180°；
若270°-Le4≤A≤270°+Le4，则确定舵角指令为270°。
6.根据权利要求3所述的转舵控制装置，其特征在于，所述转舵控制装置还包括舵角传感器(42)，所述舵角传感器(42)与所述第一控制器(31)电性连接；
所述第一控制器(31)还用于实时获取所述舵角传感器(42)检测的转舵角度，基于所述转舵角度和所述目标舵角指令的差值确定目标转速，并控制所述主变频器(11)驱动所述主电机(21)按照所述目标转速转动。
7.根据权利要求6所述的转舵控制装置，其特征在于，所述转舵角度和所述目标舵角指令的差值与所述目标转速正相关。
8.根据权利要求1至7任一项所述的转舵控制装置，其特征在于，所述第一控制器(31)还用于在获取的所述主电机(21)的转动力矩超过设定力矩时，基于转动力矩与修正系数的对应关系，确定目标修正系数，并将所述目标修正系数与转动力矩的乘积确定为修正后的转动力矩。
9.根据权利要求8所述的转舵控制装置，其特征在于，所述修正系数与所述转动力矩的负相关，所述修正系数大于0且小于1。
10.根据权利要求1至7任一项所述的转舵控制装置，其特征在于，所述转舵控制装置还包括第二控制器(32)，所述第二控制器(32)分别与所述主变频器(11)和多个所述次变频器(12)电性连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210004086.XA CN114476012B (zh) | 2022-01-05 | 2022-01-05 | 全回转舵桨的转舵控制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210004086.XA CN114476012B (zh) | 2022-01-05 | 2022-01-05 | 全回转舵桨的转舵控制装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114476012A true CN114476012A (zh) | 2022-05-13 |
| CN114476012B CN114476012B (zh) | 2023-10-27 |
Family
ID=81510107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210004086.XA Active CN114476012B (zh) | 2022-01-05 | 2022-01-05 | 全回转舵桨的转舵控制装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114476012B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB647469A (en) * | 1946-02-23 | 1950-12-13 | Sperry Gyroscope Co Inc | Improvements in or relating to automatic control apparatus for aircraft |
| CN101927786A (zh) * | 2009-06-19 | 2010-12-29 | 株式会社捷太格特 | 电动动力转向装置 |
| CN102815391A (zh) * | 2012-07-31 | 2012-12-12 | 武汉船用机械有限责任公司 | 一种全回转舵角控制方法和系统 |
| CN107200112A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-09-26 | 武汉船用机械有限责任公司 | 一种全回转推进器舵角传感器信号的处理方法和装置 |
| CN108482631A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-09-04 | 武汉船用机械有限责任公司 | 一种多台全回转舵桨的控制系统及控制方法 |
| CN110174921A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-08-27 | 中国铁道科学研究院集团有限公司 | 位置控制装置的输出校正方法、装置及系统 |
| CN111824380A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-10-27 | 苏州苏净船用机械有限公司 | 一种全回转舵桨系统及其采用的控制方法 |
-
2022
- 2022-01-05 CN CN202210004086.XA patent/CN114476012B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB647469A (en) * | 1946-02-23 | 1950-12-13 | Sperry Gyroscope Co Inc | Improvements in or relating to automatic control apparatus for aircraft |
| CN101927786A (zh) * | 2009-06-19 | 2010-12-29 | 株式会社捷太格特 | 电动动力转向装置 |
| CN102815391A (zh) * | 2012-07-31 | 2012-12-12 | 武汉船用机械有限责任公司 | 一种全回转舵角控制方法和系统 |
| CN107200112A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-09-26 | 武汉船用机械有限责任公司 | 一种全回转推进器舵角传感器信号的处理方法和装置 |
| CN108482631A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-09-04 | 武汉船用机械有限责任公司 | 一种多台全回转舵桨的控制系统及控制方法 |
| CN110174921A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-08-27 | 中国铁道科学研究院集团有限公司 | 位置控制装置的输出校正方法、装置及系统 |
| CN111824380A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-10-27 | 苏州苏净船用机械有限公司 | 一种全回转舵桨系统及其采用的控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114476012B (zh) | 2023-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101456429B (zh) | 用于控制电机驱动动力转向系统的方法 | |
| CN103753535A (zh) | 一种机器人单总线模块化数字舵机控制装置及控制方法 | |
| US7805844B2 (en) | Electric bush cutter | |
| US9545987B1 (en) | Traction control systems and methods for marine vessels | |
| KR910007275B1 (ko) | 주축 포지셔닝 장치 | |
| US9868501B1 (en) | Method and system for controlling propulsion of a marine vessel | |
| WO2015182157A1 (ja) | 移動体のハイブリッド推進システムおよびその制御方法 | |
| JPS5989592A (ja) | 複数モ−タの切替制御方式 | |
| AU2008257541A1 (en) | Method and apparatus for operation of a marine vessel hybrid propulsion system | |
| CN108482631B (zh) | 一种多台全回转舵桨的控制系统及控制方法 | |
| CN105223870A (zh) | 一种基于dsp与cpld的电动舵机控制系统 | |
| CN111824380B (zh) | 一种全回转舵桨系统及其采用的控制方法 | |
| CN114476012A (zh) | 全回转舵桨的转舵控制装置 | |
| US20080119095A1 (en) | Outboard motor control system | |
| US20210284311A1 (en) | Drive source switching system for marine propulsion device including multiple drive sources, and method of switching drive sources of marine propulsion device | |
| US6300735B1 (en) | Control for a two degree of freedom electromechanical transmission and associated method | |
| CN201883016U (zh) | 一种改进的垂直搅拌器的动力与传递机构 | |
| CN203726493U (zh) | 一种机器人单总线模块化数字舵机控制装置 | |
| JPS60125618A (ja) | 射出成形機における射出機構駆動装置 | |
| CN110645104B (zh) | 一种调速装置及调速执行方法 | |
| CN107444603A (zh) | 一种新型的船舶全回转桨步进转舵控制系统和方法 | |
| CN103935504B (zh) | 一种无机械制动变频控制船舶舵机驱动装置及控制方法 | |
| CN2784310Y (zh) | 电动直升机螺旋桨支架 | |
| CN214623393U (zh) | 轧机控制电路 | |
| CN201493828U (zh) | 适用多种功能头安全要求的组合电动工具开关控制机构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |