舵機(jī)與舵回路

舵機(jī)與舵回路第1頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二§5-1概述控制系統(tǒng)信號處理部分（即控制器）輸出的操舵信號經(jīng)放大處理后控制執(zhí)行部件運(yùn)動，通過拉桿帶動舵面偏轉(zhuǎn)，使舵面的偏轉(zhuǎn)符合控制指令的要求。伺服控制系統(tǒng)第2頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二§5-1概述能夠產(chǎn)生足夠大的操縱力，克服作用在舵上的流體動力及各種摩擦力；能使舵面產(chǎn)生足夠的偏轉(zhuǎn)角和偏轉(zhuǎn)角速度；具有較好的快速性；體積小、重量輕；死區(qū)小，保證航行品質(zhì)；可靠性好、工藝性好、維護(hù)方便。對舵機(jī)與舵回路的要求第3頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二舵機(jī)的分類1)按采用的能源分：氣動舵機(jī)、電動舵機(jī)和液壓舵機(jī)；2)按功用分：橫舵機(jī)、直舵機(jī)和差動舵機(jī)；3)按操舵方式分：比例式舵機(jī)和繼電式舵機(jī)。第4頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二§5-2氣動舵機(jī)與舵機(jī)回路1—滑閥；2—活塞；3—進(jìn)氣口；4—排氣口；5—殼體第5頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二如果操舵信號使滑閥向左移動，氣槽B就與進(jìn)氣中腔A接通，工作氣體經(jīng)氣槽B通到活塞右腔，推動活塞向左運(yùn)動；同時活塞左腔的空氣經(jīng)氣槽E與排氣管C接通，排出舵機(jī)外部?；钊蜃筮\(yùn)動直到滑閥臺肩重新將氣槽B堵住為止。可見活塞的運(yùn)動是跟隨滑閥的運(yùn)動的。也就是說活塞是按操舵信號的要求運(yùn)動的。它的運(yùn)動放大系數(shù)為1。第6頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二§５-3電動舵機(jī)與舵回路電動舵機(jī)將成為魚雷伺服機(jī)構(gòu)的重要發(fā)展方向所需的操舵功率減小，降低了電動舵機(jī)重量。電動舵機(jī)在加工精度，裝配調(diào)整，材料選用上沒有特殊的困難，成本較低。電動舵機(jī)的可靠性和可維護(hù)性好，還較易實現(xiàn)多通道的控制。所需的能源比氣動或液壓舵機(jī)容易實現(xiàn)，線路的鋪設(shè)和改裝也很方便。第7頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二舵機(jī)組件是用于驅(qū)動魚雷舵面旋轉(zhuǎn)的功能組件，工作原理如圖所示。工作過程中，由操舵電路通過接線架上的舵機(jī)信號輸入插座給每一個舵機(jī)提供正或負(fù)的控制電壓，驅(qū)動每一個舵機(jī)上的操舵電機(jī)旋轉(zhuǎn)，再由操舵電機(jī)驅(qū)動蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)、最后由蝸輪軸驅(qū)動魚雷舵面旋轉(zhuǎn)。第8頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二a)加法放大電路該電路將操舵信號與位置反饋信號比較放大，形成位置偏差信號后，送入校正電路。b)校正電路該電路的作用是對控制回路進(jìn)行PID校正補(bǔ)償，提高控制的快速性，減少靜差，處理后的信號送給后級比較。電動舵機(jī)回路第9頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二c)脈寬調(diào)制電路該電路的核心是一片雙PWM控制芯片，它的原理是接收校正電路與一定頻率幅值的三角波信號比較后的信號，在芯片內(nèi)產(chǎn)生一個模擬誤差電壓信號，輸出兩路不同極性的PWM信號，達(dá)到控制電舵機(jī)打出不同舵角的目的。d)光電耦合和功率放大電路光電耦合電路將操舵控制信號與雷上電舵機(jī)的供電隔離，提高控制回路的抗干擾能力；前級放大電路的作用是增大電流，以帶動后級舵機(jī)功放正常工作。第10頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二舵機(jī)三維圖第11頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二§5-4液壓舵機(jī)與舵回路

液壓舵機(jī)是以高壓油為能源的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它和電動舵機(jī)、氣動舵機(jī)相比、具有功率增益大、轉(zhuǎn)動慣量小，輸出力矩大、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、快速性好、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、體積小、靈敏度高、控制功率小和承受負(fù)載大等優(yōu)點。第12頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二液壓舵機(jī)的基本原理組成包括電液伺服閥，作動筒和信號反饋裝置等部分，如圖所示。電液伺服閥，又稱電液信號轉(zhuǎn)換裝置。電液伺服閥一般包括力矩馬達(dá)和液壓放大器兩個主要部分。作動筒，又稱液壓筒或油缸，由筒體和運(yùn)動活塞兩部分組成。信號反饋裝置，用來感受活塞的位移或速度變化，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，用來構(gòu)成伺服舵回路。1.液壓舵機(jī)的組成第13頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二第14頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二電液伺服閥(力矩馬達(dá)和液壓放大器)，作動筒和位移反饋傳感器，構(gòu)成一個緊湊的整體。作動筒的筒體就舵機(jī)殼體，電液伺服閥的殼體與作動筒緊密地連成一體，高壓油路都作在殼體內(nèi)。為了節(jié)省空間和體積，位移傳感器就安裝在活塞桿的內(nèi)部。2.典型液壓舵機(jī)的原理結(jié)構(gòu)第15頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二1—導(dǎo)磁體；2—永久磁體；3—控制線圈；4—銜鐵；5—彈簧管；6—擋板7—噴嘴；8—溢流腔；9—反饋桿；10—閥芯；11—閥套；12—回油節(jié)流孔；13—固定節(jié)流孔；14—油濾；15—作動筒殼體；16—活塞桿；17—活塞；18—鐵芯；19—線圈；20—位移傳感器第16頁，共17頁，2023年，2月20日，星期二舵回路是指由舵機(jī)