CN201834187U - 一种减摇鳍电液控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及船舶的减摇鳍，属于船用设备领域。一种减摇鳍电液控制系统，其特征在于该系统包括设置在船上的横摇运动传感器，所述运动传感器将船体摇晃的运动信号传送给运动控制器，运动控制器包括根据传感器信号进行计算的升力计算模块，将升力转化为减摇鳍的运动转化模块，以及根据船速测定仪监测的航速的航速灵敏度调节模块和根据浪级进行调节的浪级调节模块，输出减摇鳍的转鳍控制信号；运动控制器将转鳍控制信号传送给各单鳍上的驱动控制器，驱动各单鳍运动。本实用新型的控制系统通过对船舶自身的摇动进行监测得到船舶受到的升力，针对升力进行减摇控制，反应直接而精确。
Description
技术领域
本实用新型涉及用于船舶的减摇鳍，尤其涉及减摇鳍的电液控制系统。
背景技术
减摇鳍是一种可以减小舰船在风浪中横向摇摆的装置。它是在舰船两舷的舭部装一对、两对或多对鳍，靠装在舰船上的角速度传感器，感受船摇摆角速度的信号后并处理成角度信号、角速度信号和角加速度信号，通过计算机或者模拟电路传输给液压控制系统，推动一对或几对鳍进行同步运动，在一定的设计航速下产生扶正力矩，随时减小舰船受到波浪力矩，达到舰船在风浪中减小横向摇摆的目的，可以大大提高舰船的适航性、稳定性、安全性和舒适性。
减摇鳍是国内外公认的具有良好减摇能力、应用广泛的船舶减摇装置，是舰艇、大型远洋船舶、渔政船、海监船、客滚船、大型游轮等重要的装备。对提高舰艇的作战能力、大型货船的安全性、游轮游客的舒适性均起到良好的保障。配备减摇鳍装置的船只，能够提高船舶的安全性，改善船舶的适航性；改善船上工作条件，提高船员工作效率；避免货物碰撞及损伤；提高船舶在风浪中的航速；保证特殊作业，如：直升飞机起降，观测仪器准确使用等。
但是现有的减摇鳍采用鳍角反馈控制，虽然能够满足减摇效果的预期要求，但是由于升力是通过线性公式估算得到，并且经过比例放大器等控制较多的阀组，升力信号有较多失真，因此在复杂海洋环境下不能针对来流方向及时响应，不能够发挥最大的效能，并且稳定度不算太好，船员舒适度也不理想。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种减摇鳍电液控制系统，解决现在复杂水流环境下响应不及时，稳定度不好造成船员舒适度不理想的缺陷。
技术方案
一种减摇鳍电液控制系统，其特征在于：该系统包括设置在船上的横摇运动传感器，所述横摇运动传感器将船体摇晃的运动信号传送给运动控制器，所述运动控制器包括根据横摇运动传感器信号进行计算的升力计算模块、将升力转化为减摇鳍的运动转化模块，以及根据船速测定仪监测的船舶航速的航速灵敏度调节模块和根据浪级进行调节的浪级调节模块，输出减摇鳍的转鳍控制信号；所述运动控制器将转鳍控制信号分别传送给设置在各单鳍上的 单鳍驱动控制器，驱动各单鳍和鳍机械组合体运动。
在各单鳍角上安装有角速度传感器，所述角速度传感器将鳍的角速度和受力信号反馈给单鳍驱动控制器，所述单鳍驱动控制器将减摇鳍的转鳍控制信号与鳍的角速度和受力信号进行比较后作增减确认，将确认的驱动力传送给各单鳍，驱动各单鳍运动。
所述横摇运动传感器的安装位置经过设定，以预设的升力得到的横摇运动值与理论值相比较，确定横摇运动传感器准确的安装位置。
所述运动控制器还输出信号给运动启动器，所述运动启动器连接鳍和鳍机械组合体的液压机组，启动鳍和鳍机械组合体运动。
所述鳍和鳍机械组合体及液压机组连接有油箱。
所述运动控制器和运动驱动器之间采用串行总线连接。
系统还包括鳍角复示板，所述鳍角复示板与运动控制器连接，包括状态显示和控制参数输入，所述参数输入包括航速灵敏度调节模块和浪级调节模块的调节参数输入。
所述鳍角复示板可设置多个，之间采用总线方式连接，与运动控制器之间也采用总线方式连接。
有益效果
本实用新型的控制系统通过对船舶自身的摇动进行监测得到船舶受到的升力，从而针对升力直接进行减摇控制，反应直接而精确，减摇效果好；另外对各单鳍保留鳍角反馈作为补充，既有对船舶自身的摇动监测反馈，又有各个鳍角细微变化的反馈，因此本控制系统最高减摇效果可达90％。
附图说明
图1为本实用新型控制系统的示意图；
图2为本实用新型控制系统的船上设置示意图；
图3为本实用新型控制系统的控制工作示意图。
其中：1-横摇运动传感器，2-运动控制器，3-运动启动器，4-单鳍驱动控制器，5-鳍，6-鳍机械组合体，7-油箱，8-液压机组，9-角速度传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本实用新型。
当船舶受海浪干扰力矩作用而产生横摇运动，现在采用的鳍角反馈主要由鳍角的传感器监测鳍角的变化来计算升力再转而控制鳍运动，达到减摇的目的。
现在减摇鳍的鳍角反馈控制，虽然能够满足减摇效果的预期要求，但是由于升力是通过线性公式估算得到，在海洋环境下不能针对来流方向及时响应，不能够发挥最大的效能，并且船员舒适度也不理想，而若采用升力减摇控制技术，直接测量升力，那减摇效果和舒适度将明显得到改善。
本减摇鳍电液控制系统，包括设置在船上的横摇运动传感器1，所述横摇运动传感器1将船体摇晃的运动信号传送给运动控制器2，所述运动控制器2包括根据横摇运动传感器1信号进行计算的升力计算模块、将升力转化为减摇鳍的运动转化模块，以及根据船速测定仪监测的船舶航速的航速灵敏度调节模块和根据浪级进行调节的浪级调节模块，输出减摇鳍5的转鳍控制信号；所述运动控制器2将转鳍控制信号分别传送给设置在各单鳍5上的单鳍驱动控制器4，驱动各单鳍5和鳍机械组合体6运动。
在各单鳍5角上安装有角速度传感器9，所述角速度传感器9将鳍5的角速度和受力信号反馈给单鳍驱动控制器4，所述单鳍驱动控制器4将减摇鳍5的转鳍控制信号与鳍5的角速度和受力信号进行比较后作增减确认，将确认的驱动力传送给各单鳍5，驱动各单鳍5运动。
所述横摇运动传感器1的安装位置经过设定，以预设的升力得到的横摇运动值与理论值相比较，确定横摇运动传感器1准确的安装位置。
所述运动控制器2还输出信号给运动启动器3，所述运动启动器3连接鳍5和鳍机械组合体6的液压机组8，启动鳍5和鳍机械组合体6运动。
所述鳍5和鳍机械组合体6及液压机组8连接有油箱7。
所述运动控制器2和运动驱动器4之间采用串行总线连接。
系统还包括鳍角复示板，所述鳍角复示板与运动控制器2连接，包括状态显示和控制参数输入，所述参数输入包括航速灵敏度调节模块和浪级调节模块的调节参数输入。
所述鳍角复示板可设置多个，之间采用总线方式连接，与运动控制器2之间也采用总线方式连接。
附图1为控制系统示意，在船舶升力主反馈控制内增加鳍角反馈控制，这样既有针对船舶横摇升力的反馈改善，又有针对鳍角角速度的直接控制，可以达到更好的减摇效果和更稳定的船舶状态。运动传感器1可以安装在船体上任何一处，方便设置，只要在安装时进行标定以确认位置和反应的灵敏度。航速和浪级在实践过程中对减摇鳍5的受力和运动都有影响，因此特意增加这两样调节，可以分别输入航速和浪级的影响系数，对减摇鳍5的运动信号进行线形调节。这样能够根据船舶的航速变化及海情作适当调节，使减摇鳍5满足船舶减摇的需要，又能针对不同的情况采用不同的控制策略，使减摇鳍5在复杂海情下也能够起到良好的减摇效果。
所述运动控制器2可对油箱7的油温、油位、鳍角、油压等故障进行报警，对鳍角等控制进行信息指示，系统拥有故障自动保护功能。
本控制系统按照船舶的横摇信息控制鳍的往复运动，在水流作用下，产生对抗海浪干扰的稳定力强，最高减摇效果达90％。而且本系统以运动控制为控制核心，运动控制器可直接驱动各种阀组阀件，系统输入为各种操作信号、反馈信号及检测信号，中间回路就是一个控制器，输出为各个阀组和执行机构；而传统系统在设计电液控制系统时，一般使用中间继电器和比例放大器来控制电磁阀和比例阀，当系统较为复杂时，往往需要控制较多阀组，这样中间回路即中间继电器和比例放大器就比较多，系统的线路非常复杂，系统的可靠性降低。比较传统系统，我们大大简化了电液控制系统，整系统线路简单，系统简洁明了，可对多种鳍形都能实现控制。
Claims (8)
1.一种减摇鳍电液控制系统，其特征在于：该系统包括设置在船上的横摇运动传感器(1)，所述横摇运动传感器(1)将船体摇晃的运动信号传送给运动控制器(2)，所述运动控制器(2)包括根据横摇运动传感器(1)信号进行计算的升力计算模块、将升力转化为减摇鳍的运动转化模块，以及根据船速测定仪监测的船舶航速的航速灵敏度调节模块和根据浪级进行调节的浪级调节模块，输出减摇鳍(5)的转鳍控制信号；所述运动控制器(2)将转鳍控制信号分别传送给设置在各单鳍(5)上的单鳍驱动控制器(4)，驱动各单鳍(5)和鳍机械组合体(6)运动。
2.如权利要求1所述的减摇鳍电液控制系统，其特征在于：在各单鳍(5)角上安装有角速度传感器(9)，所述角速度传感器(9)将鳍(5)的角速度和受力信号反馈给单鳍驱动控制器(4)，所述单鳍驱动控制器(4)将减摇鳍(5)的转鳍控制信号与鳍(5)的角速度和受力信号进行比较后作增减确认，将确认的驱动力传送给各单鳍(5)，驱动各单鳍(5)运动。
3.如权利要求1或2所述的减摇鳍电液控制系统，其特征在于：所述横摇运动传感器(1)的安装位置经过设定，以预设的升力得到的横摇运动值与理论值相比较，确定横摇运动传感器(1)准确的安装位置。
4.如权利要求1或2所述的减摇鳍电液控制系统，其特征在于：所述运动控制器(2)还输出信号给运动启动器(3)，所述运动启动器(3)连接鳍(5)和鳍机械组合体(6)的液压机组(8)，启动鳍(5)和鳍机械组合体(6)运动。
5.如权利要求4所述的减摇鳍电液控制系统，其特征在于：所述鳍(5)和鳍机械组合体(6)及液压机组(8)连接有油箱(7)。
6.如权利要求1或2所述的减摇鳍电液控制系统，其特征在于：所述运动控制器(2)和运动驱动器(4)之间采用串行总线连接。
7.如权利要求1或2所述的减摇鳍电液控制系统，其特征在于：系统还包括鳍角复示板，所述鳍角复示板与运动控制器(2)连接，包括状态显示和控制参数输入，所述参数输入包括航速灵敏度调节模块和浪级调节模块的调节参数输入。
8.如权利要求6所述的减摇鳍电液控制系统，其特征在于：所述鳍角复示板可设置多个，之间采用总线方式连接，与运动控制器(2)之间也采用总线方式连接。
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