简述船舶操纵自动舵原理
船舶操纵的基本原理
3）反移量（偏距）LK 反移量（偏距） 反移量是指转舵后，船舶重心从原航向向操舵相反 反移量是指转舵后， 一侧横移的距离。又称偏距。在满舵旋回时， 一侧横移的距离。又称偏距。在满舵旋回时，当船 舶回转达到一个罗经点时，反移量达到最大值， 舶回转达到一个罗经点时，反移量达到最大值，约 为船长的1%左右 左右， 为船长的1%左右，而船尾反移量的最大值可达船 长的1/10～1/5。 长的1/10～1/5。 4）旋回圈初径DT 旋回圈初径DT 旋回圈初径是指开始操舵到航向转过180° 旋回圈初径是指开始操舵到航向转过180°时重心 所移动的横向距离。在内河， 所移动的横向距离。在内河，对船舶选择旋回掉头 的位置是很重要的参考。 的位置是很重要的参考。 5）旋回圈直径D 旋回圈直径D 旋回圈直径是指船舶进入定常旋回运动时的旋回圈 直径（D=2r）。 直径（D=2r）。 船舶旋回圈各要素是船舶操纵的重要依据， 船舶旋回圈各要素是船舶操纵的重要依据，特别是 航向改变量为30° 40°时的纵距、横距、 航向改变量为30°～40°时的纵距、横距、反移量
船舶制动能力是指船舶在某一船速下，主机停车或 船舶制动能力是指船舶在某一船速下， 倒车以后，船舶对主机工况的反应能力。 倒车以后，船舶对主机工况的反应能力。它可用主 机停车或倒车后船舶对岸相对静止所需的时间和船 舶滑行距离的长短来衡量。 舶滑行距离的长短来衡量。 第二节 旋回圈要素与船舶操纵性的关系 船舶在定速直航状态下，操某一舵角(一般为满舵) 船舶在定速直航状态下，操某一舵角(一般为满舵)， 船舶将作纵向和横向相结合的复合运动， 船舶将作纵向和横向相结合的复合运动，称为旋回 运动。船舶作旋回运动时重心运动的轨迹， 运动。船舶作旋回运动时重心运动的轨迹，称为旋 回圈。旋回圈几何特征是： 回圈。旋回圈几何特征是： 最初重心除继续前移外， 最初重心除继续前移外，同 时向操舵相反一侧横移， 时向操舵相反一侧横移，随 后变成瞬时曲率半径r1逐渐 插入图1 后变成瞬时曲率半径r1逐渐 插入图11(船舶操纵75页)。 1(船舶操纵 页 船舶操纵75 减小的螺旋线； 减小的螺旋线；当航向改变 θ≈900～1200之后 之后， 量θ≈900～1200之后，进入 定常旋回运动，此时， 定常旋回运动，此时，曲率
船舵转向的原理
船舵转向的原理船舵是用来控制船只航向的设备，通过调整舵角，可以改变船只的前进方向。
舵角的调整是通过舵机等装置来完成的。
那么船舵转向的原理是什么呢？首先，我们需要了解船的运动特性。
船只在水中运动时，受到水流的阻力和推动力的影响。
船只行驶的方向也受到水流的影响，而舵角的调整可以改变船只和水流的相对位置，从而改变船只的前进方向。
船舵转向的原理可以简单地归纳为以下几点：1. 操控舵机：船舵转向是通过操控舵机来完成的。
舵机是一种用来改变舵角的装置，它通过操纵杆或遥控设备来进行控制。
当操纵杆或遥控设备的舵角发生变化时，舵机会相应地调整舵角。
2. 舵角的调整：舵角是指舵叶相对于船体纵轴线的角度。
舵叶是连接在船舵上的可转动的部件，它的角度可以调整。
当舵机调整舵角时，舵叶会相应地转动，改变舵叶的角度。
3. 受力平衡原理：舵叶的改变会导致水流对舵叶的作用力发生变化。
舵叶与水流之间的相对位置和舵叶的角度决定了水流对舵叶的作用力的大小和方向。
当舵叶处于船舵中正位置时，水流对舵叶的作用力平衡，不会对船只的前进方向产生影响。
当舵叶发生偏转时，水流对舵叶的作用力就会改变，从而对船只的运动方向产生影响。
4. 船只转向：当舵叶偏转时，水流对舵叶的作用力会产生一个力矩，该力矩会使船只产生一个转向的力。
这个力的作用方向与舵叶的偏转方向相反。
根据牛顿第三定律，船只会受到一个与该力相等但方向相反的力，从而改变船只的运动方向。
总结起来，船舵转向的原理是通过调整舵角来改变舵叶和水流之间的相对位置，从而改变水流对舵叶的作用力。
水流对舵叶的作用力又会产生一个转向的力，最终改变船只的前进方向。
虽然这是一个简单的解释，但实际上船舵转向的过程还涉及到许多复杂的因素，比如船只的速度、舵叶的形状等。
不同类型的船只在转向时还有各自特殊的设备和原理，但总的来说，船舵转向的原理都是基于力学和流体力学的基本原理。
这些原理的应用使得舵叶能够对水流产生合适的作用力，从而改变和控制船只的运动方向。
自动操舵系统的基本要求和工作原理
自动操舵系统的基本要求和工作原理1.自动操舵系统基本要求在给定的航向上,为使船舶以足够的精度安全航行自动舵必须满足以下的基本要求:(1)自动操舵性能良好当船舶偏离给定航向一定角度(超过系统灵敏度所整定的角度)时,系统应立即工作,使舵叶偏转一定的角度,这个初始转舵角叫做一次偏舵角。
初始舵角应有适当的数值,如果过大会降低船舶航行速度,过小则产生的转船力矩不足以使船舶回到正航向来。
如果给出初始偏航舵角后船舶仍然偏离预定航向,自动舵必须保证有附加舵角(二次偏舵角)。
上述要求,实质上是选择比例舵的比例系数问题。
此外,在自动舵中还应具有微分和积分(或压舵)校正环节,其目的是使自动舵在调节过程中具有良好的动态性能和静态性能。
(2)具有必要的调节装置为了使同一型号的自动舵装置能够适用于不同的排水量、装载量、航速及舵机拖动装置的船舶,并能适应各种天气、海况,在自动舵系统中应有如下的基本调节装置:①灵敏度调节(俗称天气调节)。
灵敏度是指系统开始投入工作时的最小偏航角。
它视天气、海况而定。
在风平浪静时,灵敏度要调高一些;在大风大浪下,应适当降低自动舵的灵敏度,以减少动舵次数。
②舵角比例调节。
偏舵角与偏航角之比(即K1的数值)的大小,直接影响自动舵给出的一次偏舵角和二次偏舵角的数值,因此要根据船型、装载、航速等情况调节舵角比例,以获得一个合适的舵角比。
③反舵角调节。
偏航中的船舶在自动舵的作用下回复到正航向时,舵叶应先回到艏艉线上,然后再向另一舷偏过一个小角度,以防止船舶因惯性力而继续向另一侧偏航,这个预先的偏舵角称之为反舵角(又称制动舵角,稳舵角,纠偏舵角),应根据船型、装载、天气等情况进行调节。
反舵角可以由微分环节来实现反舵角调节主要调节微分系数K2,又称微分调节。
④压舵调节。
为了纠正船舶由于受到单侧风浪、水流等因素影响而引起的不对称偏航单侧偏航,自动舵中应当设有自动压舵/人工压舵的调节装置。
在具有航向积分环节的自动舵中,则设有积分调节,主要调节积分系数K3。
船舶舵原理
船舶舵原理
船舶舵原理是指通过改变舵的角度，控制船的航向。
舵的角度决定了船舶在水中的运动方向。
船舶舵由舵柄、舵轮和舵机组成。
船员通过转动舵柄或舵轮，使舵机旋转，进而改变舵的角度。
当舵向一侧转动时，水流被舵板或舵叶撞击，产生阻力，使船的前部转向相反方向。
这种反作用力使得船舶改变航向，向舵旁边转动。
舵的角度越大，阻力越大，船舶转向越明显。
船舶转向的速度取决于船舶的速度、舵的角度和船舶的尺寸。
船舶在高速行驶时，船舶转向需要更大的角度和更长的距离。
舵的位置还可以影响船舶的稳定性。
当舵位于船的尾部时，称为尾舵，可以提高船舶的机动性，但会降低船舶的稳定性。
当舵位于船的中心或前部时，称为前舵或中舵，可以提高船舶的稳定性，但会降低船舶的机动性。
船舶舵原理在航海中起着至关重要的作用。
舵手需要准确地掌握舵的角度和舵的位置，以便实现船舶的精确操纵。
通过合理地运用舵原理，船舶可以实现航向的改变，避免与其他船只和障碍物的碰撞，确保航行安全。
老式船舶操舵原理
老式船舶操舵原理船舶操舵原理是船舶操作中不可或缺的一环。
在老式船舶中，操舵原理是通过转动舵轮或使用操杆掌控舵机来控制船舶的方向。
本文将介绍老式船舶操舵原理的基本知识和操作技巧。
一、船舶舵机舵机是一个由机械装置和液压系统构成的设备，能够转动舵轮或操杆，从而控制舵片的旋转角度。
舵机通常由一个接口单元、一组截止阀、一台泵和一个液压缸组成。
液压油经过泵提供动力，通过接口单元被传递到液压缸中，使舵片旋转。
在老式船舶中，舵机通常安装在船舵的下方，由水泵或液压泵供油。
液压油进入液压缸，从而推动扭角杆旋转舵片。
液压泵通过由船舶动力系统提供的动力驱动，以此与船舶操舵系统相对应。
二、船舶转向原理船舶转向原理是指控制船舶方向的方式。
在老式船舶中，转向通常由舵轮或操杆控制。
当轮舵或操杆旋转时，它们向舵机发出指令，控制舵片旋转角度。
船舶转向方向取决于舵片的旋转方向和角度，舵片旋转角度越大，船舶转向半径越小。
船长通过舵轮或操杆控制船舶方向时，要根据船舶的状态和水流及风速等自然因素作出相应调整。
例如，如果船舶正在下行流的区域操作，则需要更大的舵轮或操作杆输入才能完成相应的转向。
这是因为水流对船舶的方向具有一定的影响力，因此需要更大的控制输入才能反向船舶。
1.掌握船舶转向的时间。
在老式船舶中，船舶转向需要一定的时间才能完成。
因此，需要提前预期所需的转向角度，以便及时制动舵轮或转杆。
2.掌握船舶航向的变化速度。
船舶航向的变化速度取决于舵轮或操作杆的输入速度和船舶的回转半径。
舵轮输入过快会导致船舶失控并产生剧烈倾斜。
舵轮输入过慢则会导致转弯半径变大，从而无法顺利完成转向操作。
3.掌握船舶在水上的状态。
如前所述，船舶转向的具体实现受到自然因素的影响。
因此，在水上操纵船舶时，请注重水流和风速等因素的变化，以便需要时作出相应的舵轮或操杆调整。
总之，老式船舶的操舵原理是一个非常重要的技能，其成功完成对于船舶安全而言是至关重要的。
操作时请务必注意舵轮或操杆的输入和掌握船舶的航向变化速度，以便在必要时及时转弯或制动无需产生不利的异常情况。
船舶舵机控制原理
船舶舵机控制原理船舶舵机控制原理第一章：引言1.1 研究背景随着航运业的迅猛发展，船舶舵机控制系统的研究就显得尤为重要。
舵机作为船舶重要的操纵设备，对船舶的转向性能和航行稳定性有着至关重要的影响。
因此，研究船舶舵机控制原理的目的在于提高船舶的操纵能力和安全性。
1.2 研究目的本章主要介绍船舶舵机控制原理的研究背景和研究目的，为后续章节的内容展开做铺垫。
第二章：舵机系统架构2.1 舵机系统组成舵机系统由舵盘、舵机、传感器和控制器组成。
舵盘通过舵杆与舵机相连，舵机负责驱动舵盘转动。
传感器用于采集舵盘的角度信息，并反馈给控制器。
控制器根据传感器的反馈信息，控制舵机的工作状态。
2.2 舵机系统原理舵机系统的工作原理是通过控制舵机的方向和角度，改变舵盘的方向，从而实现船舶的转向操作。
控制器根据传感器的反馈信息，对舵机施加不同的电压信号，控制舵盘的转动角度。
第三章：舵机控制算法3.1 PID控制算法PID控制算法是舵机控制中常用的一种算法。
它主要通过比较目标值与实际值之间的误差，计算出控制量，并且根据误差的大小和方向，调整控制量的大小，从而实现舵盘的精确控制。
3.2 模糊控制算法模糊控制算法是一种可以处理非线性系统的控制算法。
它通过将输入和输出的关系进行模糊化，建立模糊规则库，并根据当前的输入信息，模糊推理出合适的输出，从而实现舵盘的控制。
第四章：实验验证4.1 实验准备本章将通过实验验证舵机控制原理的有效性。
实验将设计一套舵机控制系统，通过对舵盘施加不同的控制信号，测量舵盘的转动角度，并与设计的目标值进行比较，验证控制算法的准确性和稳定性。
4.2 实验结果分析根据实验结果可以看出，舵机控制系统采用的PID控制算法/模糊控制算法，在控制舵盘转动过程中具有较低的误差和较好的稳定性。
通过分析实验数据，验证了舵机控制原理的有效性。
结论通过对船舶舵机控制原理的研究，可以得出舵机控制系统的具体构成和工作原理。
针对不同的控制需求，可以选择合适的控制算法。
自动舵工作原理
自动舵工作原理
自动舵是一种用于船舶、飞机、车辆等交通工具的设备，用于帮助控制航向或方向的稳定性。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 传感器检测：自动舵系统通过使用各种传感器来检测船舶、飞机或车辆的当前状态和环境条件。
常见的传感器包括陀螺仪、加速度计、磁罗盘、气压计等，它们可以测量船体的倾斜角度、航向角度、速度和环境因素等。
2. 信息处理：传感器将收集到的数据传输给自动舵系统的中央处理器。
中央处理器根据输入的数据进行分析和计算，确定船舶、飞机或车辆当前的姿态和状态，然后生成相应的控制指令。
3. 控制执行：自动舵系统通过电动执行机构或液压控制系统，将计算得到的控制指令转化为实际的控制动作。
例如，对于船舶来说，自动舵可以通过舵机控制舵盘的转动角度，从而改变船舶的航向角度；对于飞机来说，自动舵可以通过控制副翼和方向舵的舵面来调整飞机的姿态和飞行方向。
4. 反馈控制：自动舵系统通常还具有反馈控制机制，以便及时对目标航向或方向进行修正。
通过不断地监测和调整船舶、飞机或车辆的状态和环境条件，自动舵系统可以保持目标航向或方向的稳定性。
总之，自动舵利用传感器检测船舶、飞机、车辆等交通工具的状态和环境信息，通过中央处理器进行数据处理和计算，然后
通过执行机构或控制系统实施相应的控制动作，以实现船舶、飞机、车辆的自动稳定航向或方向。
船用舵机工作原理
船用舵机工作原理
船用舵机是船舶上常见的一种控制装置，主要用于控制船舶的舵角，实现船舶的转向和航向调整。
船用舵机的工作原理如下：船用舵机主要由电动机、减速装置、传动机构和控制系统等部分组成。
控制系统根据船舶的航行需求，向舵机发出控制信号，电动机通过减速装置和传动机构将动力传递到舵叶上，从而实现船舶的转向。
舵机的控制信号可以来自舵机手柄、自动舵或GPS导航系统等。
在手动控制模式下，船员通过手柄上的转向操作，向舵机发出指令，控制舵叶的转向角度；在自动控制模式下，船用舵机通过接收GPS导航系统的信号，调整舵叶的角度，以保持船舶的航向。
船用舵机的工作原理可以说是一种简单而又可靠的机械控制系统，通过电动机和传动机构的配合，实现了船舶的灵活转向和航向调整。
在船舶的安全航行中，船用舵机起着非常重要的作用，也体现了现代化船舶控制技术的先进性。
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船舶操纵知识点总结
船舶操纵知识点总结一、船舶操纵的基本原理1. 船舶操纵的基本原理船舶操纵的基本原理包括力学原理、流体力学原理、舵效原理等。
船舶操纵需要充分运用这些原理，使船舶按照预定的航线和速度进行满意的操纵。
2. 船舶操纵的影响因素船舶操纵受到多种因素的影响，包括船体外形、船舶速度、风、水流、潮汐等。
船舶操纵人员需要充分了解这些因素，并根据实际情况进行相应的操纵。
3. 船舶操纵的基本要求船舶操纵需要具备熟练的航海知识、良好的观察能力、灵活的应变能力和勇于决断的勇气。
只有具备这些基本要求，才能有效地进行船舶操纵。
二、船舶操纵的基本技能1. 舵船技术舵船技术是船舶操纵的基础技能，包括使用舵轮操纵舵机、控制船舶的方向和转向等。
舵船技术需要经过系统的培训和实际操作才能掌握。
2. 推进系统的控制推进系统的控制包括发动机的启停、提速、减速、倒档等操作。
船舶操纵人员需要熟练掌握推进系统的控制技巧，以保证船舶的安全和有效操纵。
3. 锚泊和系泊操纵锚泊和系泊是船舶在码头或锚地停靠的常见操作，需要掌握正确的操作技巧和方法。
船舶操纵人员需要了解锚泊和系泊的基本原理，并通过实际操作不断提高操纵水平。
4. 夜航和恶劣天气操纵夜航和恶劣天气下的船舶操纵是对船舶操纵人员技能和经验的严峻考验，需要充分了解航行规则和安全注意事项，以保证船舶的安全和有效操纵。
5. 危险情况处理在船舶操纵过程中，可能会出现各种突发情况，如火灾、漏水、船舶失速等。
船舶操纵人员需要具备处理突发情况的能力和经验，做到从容应对，确保船舶的安全。
三、船舶操纵的安全管理1. 船舶操纵的安全意识船舶操纵人员需要树立安全第一的理念，时刻关注船舶的安全状况，严格执行船舶操纵规程和操作规程，预防事故的发生。
2. 船舶操纵的安全规程船舶操纵过程中需要严格遵守安全规程，如不超速、不超载、不疲劳操纵等。
船舶操纵人员需要认真学习和执行这些规程，以保证船舶操纵的安全。
3. 船舶操纵的危险品管理船舶操纵人员需要熟悉危险品的特性和处理方法，正确使用和储存危险品，确保船舶和乘员的安全。
船舶舵机工作原理与控制方法
船舶舵机工作原理与控制方法
船舶舵机是一种用于控制船舶舵面的机械装置,其工作原理和控制方法与其它机械装置有所不同。
船舶舵机通常由两个主要部分组成:驱动系统和控制系统。
驱动系统是由一组齿轮组成的,这些齿轮通过油缸驱动舵面旋转。
控制系统则是通过按钮、操纵杆和仪表等控制驱动系统的油缸运动,从而实现舵面的位置和角度控制。
船舶舵机的工作原理可以概括为以下几个步骤:
1. 船舶靠岸时,舵机启动,将舵面的旋转方向设置为负角度,使得船体向岸边倾斜。
2. 当船体倾斜到一定角度时,舵机会将舵面的旋转方向设置为正角度,使得船体向岸边修正方向航行。
3. 如果需要船舶进一步向某个方向航行,舵机会根据需要调整舵面的角度,控制船向该方向航行。
4. 如果船舶需要停止,舵机会将舵面的旋转方向设置为负角度,使得船体向停止方向倾斜,从而实现停泊。
船舶舵机的控制方法通常采用操纵杆、按钮和仪表等控制元件,通过接收这些数据,船舶舵机来实现对舵面的位置和角度的控制。
在船舶航行中,驾驶员可以通过操纵舵面来调整船舶的方向和航速,而船舶舵机则根据驾驶员的控制指令,调整舵面的位置和角度,从而实现船舶的运动控制。
船舶操纵技术手册
船舶操纵技术手册船舶操纵是一项重要的海上技术，它决定了船舶在水上的运行轨迹和速度。
为了让船舶操纵更加安全、高效，本手册将详细介绍船舶操纵技术及相关知识。
以下是本手册的内容概要：一、船舶操纵的基本原理船舶操纵的基本原理分为舵的运动原理和推力的作用原理两部分。
船舶通过操纵舵来改变航向，同时通过推力来控制速度。
二、船舶操纵的要素船舶操纵的要素主要包括舵角、船速、舵带角等。
船舶操纵时需要根据不同的要素来进行合理的调整，以实现预期的操纵效果。
三、船舶操纵的方法1. 直航操纵：在平稳的水面上，船舶直线行驶的操纵方法。
2. 转弯操纵：根据需要改变航向时，船舶进行转弯的操纵方法。
主要包括定轴转弯和滑行转弯两种方式。
3. 靠泊操纵：将船舶安全靠泊到码头或其他船舶旁边的操纵方法。
包括侧靠泊、平行靠泊等不同方式。
4. 离泊操纵：将船舶从泊位上离开的操纵方法，主要包括后退离泊和头向离泊两种方式。
四、船舶操纵的注意事项在进行船舶操纵时，需要注意以下事项：1. 船舶的载重状态和流体力学特性对操纵效果的影响。
2. 操纵过程中的风力、水流、海浪等外部环境因素。
3. 船员的操纵技巧和经验对操纵效果的影响。
五、船舶操纵的故障排除在进行船舶操纵时，可能会出现各种故障，如舵机故障、推力器故障等。
手册中将列举各种故障的排查方法和处理措施，以确保故障能够得到及时解决。
六、船舶操纵的实践训练为了提高船员的操纵技术水平，手册将介绍一些实践训练的方法和注意事项。
通过反复的实践训练，船员可以灵活运用所学的操纵技术，确保在实际操作中能够熟练应对各种情况。
总结：船舶操纵技术是航海领域必不可少的技术之一，它对船舶的安全和运行效率具有重要影响。
本手册通过介绍船舶操纵的基本原理、要素、方法、注意事项等内容，帮助读者全面了解船舶操纵技术，并通过实践训练提高操纵技术水平。
通过系统学习和实际操作，船员能够熟练掌握船舶操纵技术，确保船舶在水上的安全运行。
注意：该手册仅为操纵技术的介绍和指导，具体操纵操作务必遵循相关法规和安全准则。
船舶自动舵的设计
船舶自动舵的设计吕振望，高帅（大连海事大学航海学院大连 116026 ）摘要：自动舵作为船舶改变航向和保持船舶航行在给定航向上的重要设备，对于船舶航行的安全性和经济性具有至关重要的作用。
本文就自动舵设计所采用的二阶响应数学模型（Nomoto模型）进行了介绍。
同时，主要以在线自整定PID（Proportional Integral Differential）船舶自动舵为例，简述了继电型自整定PID控制的基本原理及PLC （Programmable Logic Controller）实现的基本方法，给出了基于PLC的在线自整定PID 船舶自动舵的设计原理和实现方案。
关键词：船舶自动舵；自整定PID；船舶0 引言自动舵是一种自动操舵装置控制系统，能模拟并代替人力操舵，还可和其他导航设备结合组成自动导航系统，使船舶全程无人驾驶成为可能，大大提高了自动化水平。
随着智能控制理论与计算机工业的飞速发展，许多新型的控制理论伴着微型计算机的广泛应用，同样也应用到自动舵上。
本文主要以自整定PID自动舵为例，说明了船舶自动舵的设计原理，对在自动舵设计中，所采用的数学模型进行了探讨，同时介绍自整定PID的算法以及如何正确地使用自动舵。
1 船舶自动舵的设计原理船舶自动舵的主要结构是控制系统，其标准反馈结构图1如下：信号部分r，d，y，u；控制部分K；被控对象部分P；和传感器部分M。
图1 控制系统的框图1.1 船舶运动响应模型研究船舶自动舵的设计需从船舶运动的数学模型开始，船舶运动的数学模型是船舶自动舵设计原理中很重要的一部分。
本文以响应模型[1]为例来说明船舶的运动。
响应模型略去了横漂速度，抓住船舶动态从舵角到航向的导数再到航向的主要脉络，所获得的微分方程可保留非线性影响，把风浪干扰作用折合成为某一种干扰舵角构成一种输入信号与实际舵角δ一道进入船舶模型。
该模型为Nomoto 模型的推广。
已知2阶Nomoto 模型为 δϕϕTK T 1='+'' （1） 对于某些静态不稳定船舶，式（1）左端第二项T ϕ'必须代之以一个非线性）（ϕ'H T K ，且3H ϕβϕαϕ'+'='）（ （2） 于是非线性的2阶船舶运动响应模型成为 δϕϕTK H T K ='+''）（ （3） 显然，在线性情况下为使（1）和（3）式一致，必须有.0K 1==βα，由此可看出ϕβα，，，，T K 的关系。
自动舵原理问题回答
自动舵原理
自动舵原理
自动舵是指一种能够自动控制舵角，使船舶保持特定航向的设备。
其核心组成部分是一个自动控制系统，它通过接收船舶运动状态及环境信息，自动调整舵角以实现预设的航向。
自动控制系统包含两个主要部分：传感器和控制器。
传感器用于感知船舶运动状态及环境条件，如罗盘、陀螺仪、GPS等；控制器则根据传感器输出的信息，进行数据分析和处理，并控制螺旋桨方向舵或舵机的转动，实现船舶航向自动控制。
自动舵的原理有两种，一种是舵角保持型自动舵，另一种是航向保持型自动舵。
其中，舵角保持型自动舵是指通过控制船舶的舵角，以保持船舶在指定的航向上前进；而航向保持型自动舵则是指以船舶的航向为控制目标，通过控制螺旋桨方向舵或舵机的转动，使船舶保持预设的航向。
在实际应用中，自动舵不仅可以提高船舶的导航准确性和安全性，还可以降低人力负担，提高生产效率。
尤其在大型船舶上使用自动舵，可以有效地降低船员的工作强度，提高船舶操作效率。
总之，自动舵是一种非常重要的船舶航行辅助设备，其原理基于传感器和控制器的应用，能够实现船舶的航向自动控制，提高航行准确性和安全性，降低人力负担，提高船舶操作效率。
船艇操纵基本原理
三、船舶操纵性能的基本概念
（一）基本概念。 船舶操纵性是指船体、螺旋桨和舵在水中作相 对运动，产生水动力，使船舶保持或改变其水 平运动状态的性能。或者说是船舶对驾驶员操 纵的反应能力。它包括船舶的方向性和启、制 动能力。
（二）、船舶操纵性的优劣与下列因素有关：
1、传统船体中纵剖面两舷的线型是否均匀对称；正舵 时舵叶中线平面和舵杆轴线是否与中纵剖面在同一平 面内，边舵的中线平面是否与中纵剖面平行或舵叶是 否对称；螺旋桨推力轴线是否在船体的中纵剖面上。 2、船舶浮态的变化会引起水动力作用点的位置以及回 转运动时侧阻力的大小和作用点位置的变化。 3、船舶操纵性的优劣与舵面积系数有密切关系。
（2）、推力偏心效应横向力（TET）
1、推力偏心效应横向力产生原因。 双螺旋桨船舶的双桨以不同工况工作，则推力的 合力作用线便不通过船舶的重心，引起推心偏心， 产生推力偏心转船力矩。
（3）、分水效应横向力（BDT）
1、概念 当两螺旋桨以不同工况工作时，将在分水踵 （包括船尾部）或中舵两侧产生压力差，而出 现横向力，称为分水效应横向力。
1、船速 （1）、额定船速 （2）、海上船速 （3）、经济船速 （4）、港内船速
2、船舶启动性能 船舶在静止状态中开动主机，使船舶达到与主机 功率相应的速度所需的时间和航行距离的性能称 为启动性能。
3、船舶制动性能。 1、停车冲程、冲时 船舶在各种速度情况下，停车至船舶速度为零时所滑 行的距离为停车冲程；滑行过程所需的时间为停车冲 时。 2、倒车冲程、冲时 船舶在各种速度下倒车至船舶完全停住所滑行的距离 为倒车冲程，又称紧急停船距离或最短停船距离；滑 行全过程所需时间为倒车冲时，又称紧急停船时间。
（1）、双螺旋桨船比单螺旋桨船有下列有点：
简述船舶操纵自动舵原理
简述船舶操纵自动舵原理简述船舶操纵自动舵原理摘要：船舶操纵的自动舵是船舶系统中的一个不可缺少的重要设备，是用来控制船舶航向的设备，能使船舶在预定的航向上运行，随着现代科学技术的不断进步，各种先进仪器的使用，使得船舶操纵开始向智能化方向发展，本文就船舶操纵自动舵的构成和工作原理方面进行了综述。
关键字：船舶自动舵现代船舶自动化船舶操纵的自动舵是船舶系统中的一个不可缺少的重要设备，是用来控制船舶航向的设备，能使船舶在预定的航向上运行，它能克服使船舶偏离预定航向的各种干扰影响，使船舶自动地稳定在预定的航向上运行，是操纵船舶的关键设备。
它的性能直接关系到船舶的航行安全和经济效益。
代替人力操舵的自动舵的发展在相当程度上减少了人力，节省了燃料，降低了机械磨损，直接影响到船舶航行的操纵性、经济性和安全性。
舵机装置由操舵装置、舵机、传动机构和舵叶四部分组成。
（1）操舵装置：操舵装置的指令系统，由驾驶室的发送装置和舵机房的接受装置组成。
（2）舵机：转舵的动力。
（3）传动机构：能将多机产生的转舵力矩传递给舵杆。
（4）舵叶：环绕舵柱偏转，承受水流的作用力，以产生转舵力矩。
在自动操舵仪中，按控制系统分类可分为三种操舵方式：（1）直接控制系统或称单舵系统、应急操舵。
（2）随动控制系统。
（3）自动操舵控制系统，又称自动航向稳定系统。
自动操舵适用于船舶在海面上长时间航行．随动操舵供船舶经常改变航向时使用，如在内河、狭航道区和进出港口。
当自动航向／航迹、随动操纵出现故障时，可用应急的简单操舵，直接由人工控制电磁换向阀．使舵正、反或停转。
原理：利用电罗经检测船舶实际航向α，然后与给定航向K°进行比较，其差值作为操舵装置的输入信号，使操舵装置动作，改变偏舵角β。
在舵角的作用下，船舶逐渐回到正航向上。
船舶回到正航向后，舵叶不再偏转。
船舵的工作原理
船舵的工作原理
船舵是船舶上的一种重要装置，用于控制船只在水中的航向。
它的工作原理可以简单概括如下：
1. 船舵通常通过舵柄或者舵轮来控制，船员通过操纵舵柄或舵轮来改变舵角，从而改变船舶的航向。
2. 船舵的主要部件是舵叶，舵叶是固定在舵柄或者舵轮上的一块金属板，它可以通过舵机或液压系统与舵轴相连。
3. 当船员将舵柄或者舵轮转到一边时，舵机或液压系统会传递力量给舵轴，舵轴再将力量传递给舵叶。
4. 舵叶受到力量的作用开始转动，产生所需的扭矩，并将扭矩传递给船舶的尾部。
5. 航向改变是通过这种扭矩的传递实现的，船舶在水中受到舵叶产生的力的作用下，会改变航向，从而控制船只的航行。
总结起来，船舵的工作原理是通过操纵舵柄或舵轮来改变舵叶的舵角，从而改变船舶的航向。
舵叶通过舵机或液压系统与舵轴连接，受到力量作用开始转动，产生所需的扭矩，从而改变船舶的航向。
船舶运动控制的基本原理
船舶运动控制的基本原理
船舶运动控制的基本原理包括以下几个方面：
1. 船舶的舵角控制：船舶通过改变舵角来控制船舶的转向。
船舶的舵角改变会引起船舶转向矩，从而改变船舶的航向。
2. 船舶的推进力控制：船舶通过改变船舶的推进力来控制船舶的前进速度和反向运动。
船舶的推进力可以通过调整船舶的发动机功率或船舶的螺旋桨转速来实现。
3. 船舶的姿态控制：船舶的姿态包括纵摇、横摇和航向角等。
船舶通过控制船舶的纵向和横向动力来实现姿态的控制。
4. 船舶的速度控制：船舶的速度控制通过调整船舶的推进力以及船舶的阻力来实现。
船舶的速度控制是根据目标速度以及航行环境来进行调整。
总的来说，船舶运动控制的基本原理是通过控制舵角、推进力、姿态和速度等方面的参数来实现对船舶运动的控制。
不同类型的船舶可能会采用不同的控制方法和技术来实现运动控制。
船舶操纵风向的原理
船舶操纵风向的原理
船只的操纵与原理有很多种，其中有些方法不仅要考虑风向，还要考虑潮汐、水流等因素。
简单来说，船只操纵风向的原理包括：舵、推进力和侧面风。
一、舵：舵是船只控制方向的关键部件，通过改变舵轮的方向来控制舵的运转，进而改变船只的转向角度。
舵在水中运动时，会产生水流反作用力，即由舵向相反的方向产生推力，这种推力通过侧向振动来实现转向。
二、推进力：船只的推进力来自于船尾的推进装置，如螺旋桨、水喷式推进器等。
船只向后推进时，水流会产生反作用力，使船只产生向前的推动力，同时水流也产生了一个向两侧的力，与侧面风相互作用，使船体倾斜的方向与船首朝向的方向相反，即受到的风力越强，倾斜的角度也越大。
三、侧面风：侧面风是指与船只从侧面吹来的风，它的作用不仅仅是推动船体向一侧倾斜，还会产生旋转力，使船只产生转向的力。
综上所述，船只操纵风向的原理，是通过舵、推进力和侧面风相互作用来实现的。
船只面对风向时，需要适当调整舵的方向，利用推进力以及侧面风相互作用来控制船只向左或向右转向。
舵轮工作原理
舵轮工作原理
舵轮是船舶上的重要部件，它能够控制船舶的航向，使船舶按
照预定的航线航行。
那么，舵轮是如何工作的呢？接下来，我们将
详细介绍舵轮的工作原理。
首先，舵轮通过操纵系统与船舶的舵机相连。
当舵手转动舵轮时，操纵系统会将指令传达给舵机，舵机再根据指令的大小和方向
来控制舵的转动。
舵轮的旋转方向决定了舵的偏向，从而影响船舶
的航向。
其次，舵轮的工作原理涉及到流体力学的知识。
当船舶在水中
航行时，水流会对船体施加压力，这种压力会使船体产生阻力和偏
向力。
舵轮的作用就是通过改变船体的偏向，来抵消或利用水流对
船体的作用力，从而实现船舶的航向控制。
此外，舵轮的大小和形状也对其工作原理产生影响。
一般来说，大型船舶需要更大的舵轮来产生足够的偏向力，而小型船舶则相对
较小。
舵轮的形状设计也会影响其对水流的响应，一些先进的舵轮
设计能够减小水流对船体的干扰，提高舵轮的控制精度。
最后，舵轮的工作原理还需要考虑船舶的操纵特性和稳定性。
舵轮的转动不仅影响船舶的航向，还会对船舶的操纵性能和稳定性产生影响。
因此，舵轮的设计和使用需要综合考虑船舶的特性，以实现最佳的航行效果。
总之，舵轮的工作原理涉及到机械、流体力学和船舶特性等多个方面的知识。
了解舵轮的工作原理有助于我们更好地掌握船舶操纵技术，确保船舶的安全航行。
希望本文能够帮助读者对舵轮工作原理有一个清晰的认识。
舵的工作原理
舵的工作原理
舵是一种用于控制船舶、飞机、汽车等交通工具方向的装置。
它的工作原理是利用其自身的结构和原理，通过人工或自动控制，实现船舶、飞机或汽车的转向动作。
舵的工作原理主要涉及以下几个方面：
1. 原理一：流体动力学原理
舵通过改变流体（例如水或空气）对其施加的力来控制交通工具的方向。
在船舶中，舵通过改变水流的方向，使船舶根据流体的作用力转向。
类似地，在飞机中，舵通过改变空气流动的方向来控制飞机。
汽车的方向盘也是运用了相似的原理。
2. 原理二：力的平衡原理
舵通过控制位于水流或气流中的舵叶的角度，利用力的平衡原理来改变交通工具的方向。
在船舶中，舵叶的角度改变会产生侧向的力，使船舶向一侧转向。
同样，在飞机中，控制舵叶角度也能够改变飞机的方向。
3. 原理三：机械传动原理
舵通过机械传动系统将操纵人员的指令转化为实际的舵片转动。
这些传动系统通常包括舵杆、传动杆和连接臂等部件，它们联动起来，使舵片发生转动。
总的来说，舵的工作原理是基于流体动力学原理、力的平衡原理和机械传动原理。
通过调整舵叶的角度，改变交通工具受到的力或者改变流体的流动方向，从而实现方向的控制。
不同类
型的交通工具可能在具体的工作原理上略有不同，但都是基于这些原理实现的。
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简述船舶操纵自动舵原理
摘要：船舶操纵的自动舵是船舶系统中的一个不可缺少的重要设备，是用来控制船舶航向的设备，能使船舶在预定的航向上运行，随着现代科学技术的不断进步，各种先进仪器的使用，使得船舶操纵开始向智能化方向发展，本文就船舶操纵自动舵的构成和工作原理方面进行了综述。
关键字：船舶自动舵现代船舶自动化
船舶操纵的自动舵是船舶系统中的一个不可缺少的重要设备，是用来控制船舶航向的设备，能使船舶在预定的航向上运行，它能克服使船舶偏离预定航向的各种干扰影响，使船舶自动地稳定在预定的航向上运行，是操纵船舶的关键设备。
它的性能直接关系到船舶的航行安全和经济效益。
代替人力操舵的自动舵的发展在相当程度上减少了人力，节省了燃料，降低了机械磨损，直接影响到船舶航行的操纵性、经济性和安全性。
舵机装置由操舵装置、舵机、传动机构和舵叶四部分组成。
（1）操舵装置：操舵装置的指令系统，由驾驶室的发送装置和舵机房的接受装置组成。
（2）舵机：转舵的动力。
（3）传动机构：能将多机产生的转舵力矩传递给舵杆。
（4）舵叶：环绕舵柱偏转，承受水流的作用力，以产生转舵力矩。
在自动操舵仪中，按控制系统分类可分为三种操舵方式：
（1）直接控制系统或称单舵系统、应急操舵。
（2）随动控制系统。
（3）自动操舵控制系统，又称自动航向稳定系统。
自动操舵适用于船舶在海面上长时间航行．随动操舵供船舶经常改变航向时使用，如在内河、狭航道区和进出港口。
当自动航向／航迹、随动操纵出现故障时，可用应急的简单操舵，直接由人工控制电磁换向阀．使舵正、反或停转。
原理：利用电罗经检测船舶实际航向α，然后与给定航向K°进行比较，其差值作为操舵装置的输入信号，使操舵装置动作，改变偏舵角β。
在舵角的作用下，船舶逐渐回到正航向上。
船舶回到正航向后，舵叶不再偏转。
自动舵的控制原理：
（1）比例舵（P舵）
比例舵操舵的规律是：偏舵角β的大小与偏航角φ的大小成比例关系，即：
β=-K1φ（2-1）
β：偏舵角，K1：比例系数，φ：偏航角，-：偏舵角方向是消除偏航。
K1是可调的比例系数，一般根据船型、吃水、装载量来确定。
但船舶载荷增加（惯量J加大）而且航速变慢，使周期T变长。
为了缩短周期使船舶偏航迅速消除，就可加大K1。
随船型而不同，对万吨船来说，一般为2~3，即偏航1°时，偏舵角为2~3°。
比例系数过大，将使船舶偏航振幅加大。
因此比例操舵虽然简单、可靠，但航向稳定精度较差。
当受一舷持续偏航力矩作用时，不能保证船舶的定向航行。
性能：可消除偏航。
特点：机构简单，航行保持精度较差，船舶营运经济性较差（会出现S形航迹）。
比例舵的不足：偏航初期偏舵角较小，不能很快阻止船舶继续偏航；回航过程中船舶具有惯性，偏舵角不能及时减小，容易反向偏航。
（2）比例——微分舵（PD舵）
比例-微分舵操舵的规律是：偏舵角β的大小与偏航角φ的大小成比例-微分关系，即：
β=-（K1φ+K2dφ/dt）（2-2）
（表示偏舵角与偏航角和偏航角速度成比例）
如果传播偏航速度大，产生的-K2dφ/dt也大，则舵角β就增加，船回航时dφ/dt 变号，使回舵角增加。
微分部分作用是保证偏舵速度和偏舵角，从而能教好地克服船舶惯性，提高航向的精度，减少船舶的s航迹，使船舶较快的稳定在正航向上。
原理：船舶回到正航向前，已受到微分部分的反向舵作用，从而能有效地阻止因惯性
而向反方向的偏航。
微分舵又叫纠偏舵、稳舵角或反舵角。
偏航初期，偏航
角变化率大，比例-微分舵能及时给出大偏舵，有效地阻止船舶偏航（最大偏航角较小）；回航时，偏航角变化率变为负值，能适时给出反舵角，阻止船舶反向偏航，即能有效阻止反向偏航。
主要特点：具有“超前校正”的控制作用，减小船舶航向的振荡，减轻舵机负担，增加航速，提高系统灵敏度和船舶的营运效益。
（3）比例——微分——积分舵（PID舵）
组成：是在比例-微分舵基础上增加积分环节。
β=-（K1φ+K2dφ/dt+K3òφdt）（2-3）
积分环节作用是——克服不对称偏航。
K3是积分系数。
积分环节工作原理：积分环节可以对偏航持续时间进行累积，当某舷（侧）偏航持续的
时间比另一舷（侧）持续时间长时，通过环节输出的信号（偏舵角）将继续保持，这个信号将通过执行机构使舵叶维持在一定的偏转角度上，从而使船舶具有克服单向偏航的能力。
由于卫星、计算机、雷达技术在船舶上的应用，现代船舶自动化程度相当高，自动操舵仪开始向智能舵发展。
但是不管怎样发展，虽然它们的控制规律各不相同，但控制的目的是一致的，即能按照偏航角的大小转动相应的舵角，并使船舶尽快地到达规定的航向。