[發明專利]一種艉軸雙螺旋槳電力推進船舶的舵效補償裝置及方法

有效

• 申請號: 201210567633.1
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN102991662A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 顧偉;牛王強;周賢文;劉昭;張燕;莫劍冬
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: B63H25/00
• 分類號: B63H25/00
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所 31230
• 代理人: 侯佳猷

技術領域

本發明涉及船舶制造領域，具體涉及艉軸雙螺旋槳電力推進船舶的舵效補償系統。

背景技術

電力推進是一種先進的船舶推進方式，是以電動機作為推進動力裝置替代常規柴油機推進動力裝置驅動螺旋槳，從而實現船舶推進。這種推進方式能夠顯著提高船舶的技術經濟性能，具有節能環保、操縱動力性良好的特點。船舶電力推進的典型結構型式主要有艉軸螺旋槳推進方式和可回轉螺旋槳推進方式二種，且多為左右舷螺旋槳對稱布置，以提高船舶的操縱性能和動力性能。

對于艉軸螺旋槳推進方式的電力推進船舶，在左右舷螺旋槳對稱布置作用下，船舶正常航行時，如果左右舷雙槳的轉速控制相同，產生的推進力也相同，船舶按給定航向航行。但是，當電力推進系統因某種原因（如設備故障等）而造成左右舷螺旋槳的轉速不等時（出現轉速差），左右舷螺旋槳的推力亦不等（出現推力差），產生等價偏舵效應，這種偏舵效應所形成的轉船力矩將使船舶偏離給定航向，從而影響船舶的安全航行。

通常情況下，為了消除這種因艉軸雙槳轉速差（推力差）而產生的偏舵效應，須通過操舵裝置的人工壓舵環節，由人工壓舵角來抵消這種偏舵效應，以保證船舶的安全航行。但是，人工壓舵的顯著缺點是，等價偏舵效應的判定主要依靠船舶駕駛人員的經驗，且當左右舷螺旋槳的轉速差（推力差）變化時，需要重設壓舵值，給船舶操縱帶來了額外負擔。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種艉軸雙螺旋槳電力推進船舶的舵效補償控制裝置，通過檢測左右舷螺旋槳的轉速和船舶航速，實時計算雙槳推力差及其等價偏舵值，自動給出合適的舵效補償量，以替代人工壓舵。本發明采用的技術方案如下所述。

一種艉軸雙螺旋槳電力推進船舶的舵效補償控制裝置，該裝置包含下述模塊：

輸入/輸出通道，其用于連接外部信號，信號分別來自操舵手輪的指令舵角δ^*；經舵效補償，疊加δ_b后輸出給操舵控制系統，作為實際指令舵角δ^**（δ^**=δ^*+δ_b）；來自轉速傳感器的左舷螺旋槳轉速信號n₁；來自轉速傳感器的右舷螺旋槳轉速信號n₂；來自航速傳感器的船舶航速信號v；

補償運算電路，該電路包括三個運算單元，分別是左舷和右舷螺旋槳推力差估算單元、偏舵估算單元和比例限幅單元；推力差估算單元的輸入為左右舷螺旋槳的實際轉速n₁和n₂，輸出為左右舷螺旋槳轉速不等而造成的推力差ΔP，推力差估算單元輸出的推力差為

ΔP=KP(n12-n22)---(1)]]>

式中K_P為推力差系數；

偏舵估算單元的輸入為推力差ΔP和船舶航速v，輸出為等價偏舵值

δd=KdKP(n12-n22)v---(2)]]>