1. 船舶舵机舵角偏差能见度低于两海里时不能自动驾驶。 自动舵,全称“自动操舵装置控制系统”,又称“自动操舵装置”。是指能自动及时纠正船舶的偏航,使船较长时间和较准确地保持在指定航向的一种操舵装置。其工作原理为:当船首受到风浪、流等外力作用而偏离原航向一定角度(偏航角)时,该装置立即动作,使舵叶偏转一定角度(偏舵角),船首在舵力作用下逐渐返回原航向;为防止船首回转惯性过大,船首在未到达和接近原航向时,该装置使舵正舵或产生一个反舵角,从而使船首回到原航向。 2. 船舶舵机舵角偏差范围调整方法是: 1、驾驶室及其4块舵角表带有调光功能,其中两翼舵角表自带调光器,驾驶室内的2块舵角表调光电位器按分压式接法连接。 2、通电调试前将所有舵角表的接线端子拆除,然后通电测量确认DC24V电源线和舵角信号线,连接DV24V电源线,舵角信号线保持暂时悬空。 3、用信号发射器校验6只舵角表。 4、舵角发讯器和信号放大器精度高且很少发生故障,可直接进行系统联调。整个系统通电,舵机舵角放在位,打开舵角发讯器的顶盖,松开固定转轴的3个螺丝(不必拆下来),转动轴调整到舵角表指示在0°。 5、转动舵到左舷35°,观察6块舵角表都应该指示在左舷35°。如果有舵角表指示在右舷35°,则反接这些舵角表的信号线使其指示到左舷35°。 6、转动舵到左舷35°、右舷35°,观察6块舵角表的指示情况。若平均度数偏大A,则转舵角至位,调整舵角发讯器量程微调旋钮,调到舵角表指示在左舷9A/7处,然后调整调整舵角发讯器调旋钮,使舵角表指示在位。若平均度数偏小A,则转舵角至位,调整舵角发讯器量程微调旋钮,调到舵角表指示在右舷9A/7处,然后调整调整舵角发讯器调旋钮,使舵角表指示在位。然后再次转动舵到左舷35°、右舷35°,观察6块舵角表的指示情况,若有较大偏差则重复以上步骤调整。 3. 船舶舵角允许差几度内舷压舵的意思是指:船舶航行受到持续的单侧横向力的干扰。 扩展 所谓“压舵”是指:如风浪、推进器、船舶装载不对称等,使船舶形成向某一侧的小偏航。 压舵角对船舶形成一个固定的转船力矩,用以平衡单侧横向干扰力。通常,压舵角的大小是固定的 4. 舵机角度不准舵机的角度一般设计时就确定了,自行加大舵机角度其实没有什么用处还会带来不安全的因素,不建议自行加大舵机角度。 5. 舵机角度精度舵机工作原理 1、概述 舵机最早出现在航模运动中。在航空模型中,飞行机的飞行姿态是通过调节发动机和各个控制舵面来实现的。举个简单的四通飞机来说,飞机上有以下几个地方需要控制: 1.发动机进气量,来控制发动机的拉力(或推力); 2.副翼舵面(安装在飞机机翼后缘),用来控制飞机的横滚运动; 3.水平尾舵面,用来控制飞机的俯仰角; 4.垂直尾舵面,用来控制飞机的偏航角; 遥控器有四个通道,分别对应四个舵机,而舵机又通过连杆等传动元件带动舵面的转动,从而改变飞机的运动状态。舵机因此得名:控制舵面的伺服电机。 不仅在航模飞机中,在其他的模型运动中都可以看到它的应用:船模上用来控制尾舵,车模中用来转向等等。由此可见,凡是需要操作性动作时都可以用舵机来实现。 2、结构和控制 一般来讲,舵机主要由以下几个部分组成, 舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计5k、直流电机、控制电路板等。 工作原理:控制电路板接受来自信号线的控制信号(具体信号待会再讲),控制电机转动,电机带动一系列齿轮组,减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的,舵盘转动的同时,带动位置反馈电位计,电位计将输出一个电压信号到控制电路板,进行反馈,然后控制电路板根据所在位置决定电机的转动方向和速度,从而达到目标停止。 舵机的基本结构是这样,但实现起来有很多种。例如电机就有有刷和无刷之分,齿轮有塑料和金属之分,输出轴有滑动和滚动之分,壳体有塑料和铝合金之分,速度有快速和慢速之分,体积有大中小三种之分等等,组合不同,价格也千差万别。例如,其中小舵机一般称作微舵,同种材料的条件下是中型的一倍多,金属齿轮是塑料齿轮的一倍多。需要根据需要选用不同类型。 舵机的输入线共有三条,红色中间,是电源线,一边黑色的是地线,这辆根线给舵机提供最基本的能源保证,主要是电机的转动消耗。电源有两种规格,一是4.8V,一是6.0V,分别对应不同的转矩标准,即输出力矩不同,6.0V对应的要大一些,具体看应用条件;另外一根线是控制信号线,Futaba的一般为白色,JR的一般为桔黄色。另外要注意一点,SANWA的某些型号的舵机引线电源线在边上而不是中间,需要辨认。但记住红色为电源,黑色为地线,一般不会搞错。 舵机的控制信号为周期是20ms的脉宽调制(PWM)信号,其中脉冲宽度从0.5ms-2.5ms,相对应舵盘的位置为0-180度,呈线性变化。也就是说,给它提供一定的脉宽,它的输出轴就会保持在一个相对应的角度上,无论外界转矩怎样改变,直到给它提供一个另外宽度的脉冲信号,它才会改变输出角度到新的对应的位置上。舵机内部有一个基准电路,产生周期20ms,宽度1.5ms的基准信号,有一个比较器,将外加信号与基准信号相比较,判断出方向和大小,从而产生电机的转动信号。由此可见,舵机是一种位置伺服的驱动器,转动范围不能超过180度,适用于那些需要角度不断变化并可以保持的驱动当中。比方说机器人的关节、飞机的舵面等。 常见的舵机厂家有:日本的Futaba、JR、SANWA等,国产的有北京的新幻想、吉林的振华等。现举Futaba S3003来介绍相关参数,以供大家设计时选用。之所以用3003是因为这个型号是市场上最常见的,也是价格相对较便宜的一种(以下数据摘自Futaba产品手册)。 尺 寸(Dimensions): 40.4×19.8×36.0 mm 重 量(Weight): 37.2 g 工作速度(Operating speed):0.23 sec/60°(4.8V) 0.19 sec/60°(6.0V) 输出力矩(Output torque): 3.2 kg.cm (4.8V) 4.1 kg.cm (6.0V) 由此可见,舵机具有以下一些特点: >体积紧凑,便于安装; >输出力矩大,稳定性好; >控制简单,便于和数字系统接口; 正是因为舵机有很多优点,所以,现在不仅仅应用在航模运动中,已经扩展到各种机电产品中来,在机器人控制中应用也越来越广泛。 3、用单片机来控制 正是舵机的控制信号是一个脉宽调制信号,所以很方便和数字系统进行接口。只要能产生标准的控制信号的数字设备都可以用来控制舵机,比方PLC、单片机等。这里介绍利用51系列单片机产生舵机的控制信号来进行控制的方法,编程语言为C51。之所以介绍这种方法只是因为笔者用2051实现过,本着负责的态度,所以敢在这里写出来。程序用的是我的四足步行机器人,有删改。单片机并不是控制舵机的最好的方法,希望在此能起到抛砖引玉的作用。 2051有两个16位的内部计数器,我们就用它来产生周期20 ms的脉冲信号,根据需要,改变输出脉宽。基本思路如下(请对照下面的程序): 我用的晶振频率为12M,2051一个时钟周期为12个晶振周期,正好是1/1000 ms,计数器每隔1/1000 ms计一次数。以计数器1为例,先设定脉宽的初始值,程序中初始为1.5ms,在for循环中可以随时通过改变a值来改变,然后设定计数器计数初始值为a,并置输出p12为高位。当计数结束时,触发计数器溢出中断函数,就是void timer0(void) interrupt 1 using1 ,在子函数中,改变输出p12为反相(此时跳为低位),在用20000(代表20ms周期)减去高位用的时间a,就是本周期中低位的时间,c=20000-a,并设定此时的计数器初值为c,直到定时器再次产生溢出中断,重复上一过程。 # include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uint a,b,c,d; sbit p12=P1^2; sbit p13=p1^3; sbit p37=P3^7; void timer0(void) interrupt 1 using 1 {p12=!p12; c=20000-c; TH0=-(c/256); TL0=-(c%256); if(c>=500&&c<=2500)c=a; else c="20000-a"; } void timer1(void) interrupt 3 using 1 {p13=!p13; d=20000-d; TH1=-(d/256); TL1=-(d%256); if(d>=500&&d<=2500)d=b; else d="20000-b"; } void main(void) {TMOD=0x11; p12=1; p13=1; a=1500; b=1500; c=a;d=b; TH0=-(a/256); TL0=-(a%256); TH1=-(b/256); TL1=-(b%256); EA=1; ET0=1; TR0=1;EX0=1;EX1=1; ET1=1; TR1=1; PX0=0;PX1=0;PT1=1;PT0=1; for(;;) { } } 因为在脉冲信号的输出是靠定时器的溢出中断函数来处理,时间很短,因此在精度要求不高的场合可以忽略。因此如果忽略中断时间,从另一个角度来讲就是主程序和脉冲输出是并行的,因此,只需要在主程序中按你的要求改变a值,例如让a从500变化到2500,就可以让舵机从0度变化到180度。另外要记住一点,舵机的转动需要时间的,因此,程序中a值的变化不能太快,不然舵机跟不上程序。根据需要,选择合适的延时,用一个a递增循环,可以让舵机很流畅的转动,而不会产生像步进电机一样的脉动。这些还需要实践中具体体会。 舵机的速度决定于你给它的信号脉宽的变化速度。举个例子,t=0试,脉宽为0.5ms,t=1s时,脉宽为1.0ms,那么,舵机就会从0.5ms对应的位置转到1.0ms对应的位置,那么转动速度如何呢?一般来讲,3003的最大转动速度在4.8V时为0.23s/60度,也就是说,如果你要求的速度比这个快的话,舵机就反应不过来了;如果要求速度比这个慢,可以将脉宽变化值线性到你要求的时间内,做一个循环,一点一点的增加脉宽值,就可以控制舵机的速度了。当然,具体这一点一点到底是多少,就需要做试验了,不然的话,不合适的话,舵机就会向步进电机一样一跳一跳的转动了,尝试改变这“一点”,使你的舵机运动更平滑。还有一点很重要,就是舵机在每一次脉宽值改变的时候总会有一个转速由零增加再减速为零的过程,这就是舵机会产生像步进电机一样运动的原因 |
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