随动操舵仪控制系统技术方案

一种可提高可靠性、延长使用寿命、提高控制精度、降低制造成本的随动操舵控制系统，包括采用舵令发送电位器W1和舵角反馈发送器W2构成的直流电桥，在直流电桥的二个输出端分别接有电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ，所述电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ的反相输入端分别接有左、右舵精度调节电位器WL和WR，所述电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ由单电源供电的低功耗运算放大器构成，在电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ输出端分别接有固态继电器Ⅰ和固态继电器Ⅱ，电压比较器Ⅰ和固态继电器Ⅰ构成左转舵信号处理电路，电压比较器Ⅱ和固态继电器Ⅱ构成右转舵信号处理电路，该随动操舵仪控制系统还设有由固态继电器控制输出且为电磁换向阀提供直流电源的全波整流电源。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种船舶航行控制系统，特别涉及一种随动操舵仪控制系统。
技术介绍
现有的电控液压舵机随动控制系统是由舵令发送电机、反馈发送器舵角发送电机、相敏整流电桥、滤波电路、晶体管前置放大器、双运算放大器、晶体管功率放大器、用于控制半波整流电路的单相可控硅构成，存在以下问题：1)电路结构复杂，可靠性差，双运算放大器采用正负电源供电，漂移大不稳定。2)、随动位置的发送与跟踪均采用自整角机，体积大，功耗大(达100W左右),噪声大(约60分贝噪音)；使用寿命低，如常使用的BD404及BS404等自整角机，其厂家给出的使用寿命积为5000小时。3)、精度低，操舵误差为10，且常有振荡现象。4)采用单向可控硅控制半波整流电路，变压器半周工作，效率低。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种结构简单，可提高可靠性，延长使用寿命，提高控制精度的电控液压舵机随动操舵控制系统。本技术的技术方案是：一种随动操舵仪控制系统，包括采用舵令发送电位器W1和舵角反馈发送器W2构成的直流电桥，在直流电桥的二个输出端分别接有电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ，通过直流电桥将操舵手轮的左右操舵信号转变为带有正负极性的电压信号，所述电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ的反相输入端分别接有左舵精度调节电位器WL和右舵精度调节电位器WR，所述电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ采用由单电源供电的低功耗运算放大器，通过电压比较器对操舵手轮操舵时产生的模拟电压值进行处理并使其具有一定的驱动能力，在电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ输出端分别接有固态继电器Ⅰ和固态继电器Ⅱ，电压比较器Ⅰ和固态继电器Ⅰ构成左转舵信号处理电路，电压比较器Ⅱ和固态继电器Ⅱ构成右转舵信号处理电路，所述电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ分别驱动后一级的固态继电器Ⅰ和固态继电器Ⅱ，该随动操舵仪控制系统还设有由固态继电器控制输出的用于驱动电磁换向阀的全波整流电源。进一步地，舵令发送电位器W1和舵角反馈发送器W2采用WDD35系列精密导电塑料电位器，当所述精密导电塑料电位器的线性精度为1/1000时，本系统的控制精度可由原来的1°提高到0.3°。本技术的有益效果：1)采用舵令发送电位器W1和舵角反馈发送器W2组成直流电桥取代现有随动操舵仪由发送和接收自整角机组成的相敏整流交流电桥，电路结构简单，可靠性高，体积小，功耗低,整个控制电路的功耗由原来的大于100W降到10W以下，大大降低了运行成本，降低了能耗，并且噪音降为0，控制精度高。2)将双电源运算放大器改为单电源供电的低功耗运算放大器组成比较器，作为放大和固态继电器驱动电路，漂移小、工作稳定，大大简化了线路和元器件的使用数量，降低了制造成本，也提高了产品的可靠性。3)将使用单向可控硅驱动电磁换向阀改为使用固态继电器通过全波整波电路驱动电磁换向阀，其优点是作为无触点开关，开关速度快，寿命长。4)在取消了传统的由自整角发送和接收电机组成的相敏整流交流电桥电路，采用由二只电位器(W1和W2)组成的直流电桥及后续电路后，其造价由使用电机时的1300元左右下降到电位器的230元左右，取得较高的性能价格比，整个随动控制组件的造价由原来的5000元左右降低到1200左右。附图说明图1是本技术的电路结构示意图；图2是本技术的电控液压舵机系统框图。具体实施方式如图1所示，本技术包括采用由主仪器舵令发送电位器W1和舵角反馈发送器W2组成的直流电桥，舵令发送电位器W1、舵角反馈发送器W2的一端分别接电源Vcc、另一端分别接地，所述舵令发送电位器W1和舵角反馈发送器W2采用WDD35系列精密导电塑料电位器，舵令发送电位器W1和舵角反馈电位器W2分别以中心抽头为分界点，在所述直流电桥的二个输出端分别接有电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ，利用直流电桥通过齿轮传动系统将操舵手轮发出的左右操舵信号(舵令及舵角反馈信号，对应左舵40°至右舵40°之间的任意值)转变为与舵令方向和角度成比例的正、负电压信号，即左转舵信号电压UIL和右转舵信号电压UIR，并送至电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ，所述电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ分别采用由单电源供电的低功耗运算放大器，本实施例中型号为1/2LM258,所述电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ的反相输入端分别接有左舵精度调节电位器WL和右舵精度调节电位器WR，左舵精度调节电位器WL和右舵精度调节电位器WR的另一端接电源Vcc，通过调节左舵精度调节电位器WL和右舵精度调节电位器WR改变反相输入端电压UR1和UR2，可以调节操舵控制精度。通过电压比较器对操舵手轮操舵时产生的模拟电压值进行处理并放大成具有一定功率的电压信号后使其具有一定的驱动能力，在电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ输出端分别接有固态继电器Ⅰ和固态继电器Ⅱ，电压比较器Ⅰ和固态继电器Ⅰ构成左转舵信号处理电路，电压比较器Ⅱ和固态继电器Ⅱ构成右转舵信号处理电路，所述电压比较器用于驱动后一级的固态继电器，所述固态继电器Ⅰ和固态继电器Ⅱ的电源端接有全波整波电源，所述全波整流电源通过固态继电器为电磁换向阀提供直流电源，标准值是DC24V。如图2所示，液压舵机是由电磁换向阀Ⅰ、电磁换向阀Ⅱ、电控液压舵机液压执行机构、液压油泵和方向舵构成，固态继电器的作用是控制液压舵机的电磁换向阀的开关，当电磁换向阀Ⅰ接通时，液压执行机构中液压油缸被充油，油缸活塞运动并实现方向舵的左转舵；同样，当电磁换向阀Ⅱ接通时，则实现了右转舵。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种随动操舵仪控制系统，其特征是：包括采用舵令发送电位器W1和舵角反馈发送器W2构成的直流电桥，在直流电桥的二个输出端分别接有电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ，通过直流电桥将操舵手轮的左右操舵信号转变为带有正负极性的电压信号，所述电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ的反相输入端分别接有左舵精度调节电位器WL和右舵精度调节电位器WR，所述电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ由单电源供电的低功耗运算放大器构成，通过电压比较器对操舵手轮操舵时产生的模拟电压值进行处理并使其具有一定的驱动能力，在电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ输出端分别接有固态继电器Ⅰ和固态继电器Ⅱ，电压比较器Ⅰ和固态继电器Ⅰ构成左转舵信号处理电路，电压比较器Ⅱ和固态继电器Ⅱ构成右转舵信号处理电路，所述电压比较器驱动后一级的固态继电器，该随动操舵仪控制系统还设有由固态继电器Ⅰ和固态继电器Ⅱ控制输出的全波整流电源，所述全波整流电源通过固态继电器为电磁换向阀提供直流电源。

【技术特征摘要】
1.一种随动操舵仪控制系统，其特征是：包括采用舵令发送电位器W1和舵角反馈发送器W2构成的直流电桥，在直流电桥的二个输出端分别接有电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ，通过直流电桥将操舵手轮的左右操舵信号转变为带有正负极性的电压信号，所述电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ的反相输入端分别接有左舵精度调节电位器WL和右舵精度调节电位器WR，所述电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ由单电源供电的低功耗运算放大器构成，通过电压比较器对操舵手轮操舵时产生的模拟电压值进行处理并使其具有一定的驱动能力，在电...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宏伟，石亮，王荣鑫，张请男，
申请(专利权)人：辽宁利达自动化设备制造有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21