[发明专利]舵角采集方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及船舶领域，具体而言，涉及一种舵角采集方法、装置及系统。

背景技术

在船舶操舵控制系统中，需要实时获取当前的实际舵角角度，采集舵角的精度越高，控制精度就越高。随着对船舶操舵系统的控制精度要求越来越高，对舵角采集系统的要求也越来越高，传统的舵角采集系统只能保证1度的采集误差，无法满足精益操舵系统的要求。

在相关技术中，提供了一种解决方案，该方案如下：

如图1所示，通过连杆系统11将舵角10传递到电位器(单圈)12，使得当舵叶10处于0度位置时，电位器12正好位于中点位置。然后根据关键点标定，粗略的用线性的方法将电位差转换成角度。

现有技术的解决方案是这样的：预先标定几个特征点，例如+35°、0°和-35°(正负表示左右，正表示右，负表示左)，然后假定+35°到0°，以及0°到-35°这两端区间内，角度变化是线性的。如图2所示。

通过上述方案可以看出，现有的舵角采集系统没有标定机制，其对安装的要求很高。如果连杆机构不是严格的平行四边形，其传递的角度就不是严格的1比1传递，而是会产生一定的畸变，例如当舵叶为5度时，传递到电位器的角度可能为4.5度，这时就会导致误差的产生，同时如果当舵叶处于0度时，电位器不处于绝对中点，也会产生误差。所以现有的采集技术对安装要求很高，要求连杆尽量接近平行四边形，舵叶处于0度时，电位器要尽量接近绝对中点。这在安装上很困难，为了达到1度的误差精度，安装人员需要反复调整。

针对相关技术中舵角采集方法不易校准且误差也比较大的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中舵角采集方法不易校准且误差也比较大的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种舵角采集方法、装置及系统，以解决上述问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种舵角采集方法。该舵角采集方法包括：确定船舶操舵控制系统中允许的最小精度；根据舵角的最大角度范围和最小精度确定电位器的标定电压和舵角的标定角度之间的对应关系；检测电位器的电压；根据电位器的电压和对应关系得到舵角的角度值。

进一步地，电位器的标定电压和舵角的标定角度之间的对应关系包括以下之一：一标定电压对应一标定角度；以及一标定电压对应两标定角度。

进一步地，根据舵角的最大角度范围和最小精度确定电位器的标定电压和舵角的标定角度之间的对应关系包括：建立控制器中的存储器的保存数据的地址与标定电压和标定角度的对应关系；以及根据标定电压和标定角度的对应关系获取电位器的标定电压和舵角的标定角度之间的对应关系。

进一步地，根据标定电压和标定角度的对应关系获取电位器的标定电压和舵角的标定角度之间的对应关系包括采用以下公式来确定：Dx＝(Vx-Vn)*Kn+Dn，其中，Kn为斜率，且Kn＝(Dn+1-Dn)/(Vn+1-Vn)，其中，Dx、Dn和Dn+1分别表示第x次、第N次和第N+1次标定的角度，Vx、Vn和Vn+1分别表示第x次、第N次和第N+1次标定的电压，Vn≤Vx≤Vn+1。

进一步地，根据舵角的最大角度范围和最小精度确定电位器的标定电压和舵角的标定角度之间的对应关系包括：避开电位器中零阻值附近预定范围的值。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种舵角采集装置。该舵角采集装置包括：第一确定模块，用于确定船舶操舵控制系统中允许的最小精度；第二确定模块，用于根据舵角的最大角度范围和所述最小精度确定电位器的标定电压和舵角的标定角度之间的对应关系；检测模块，用于检测所述电位器的电压；计算模块，用于根据所述电位器的电压和所述对应关系得到所述舵角的角度值。

进一步地，第二确定模块包括：建立模块，用于建立控制器中的Flash存储器的保存数据的地址与标定电压和标定角度的对应关系；以及确定子模块，用于根据标定电压和标定角度的对应关系获取电位器的标定电压和舵角的标定角度之间的对应关系。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种舵角采集系统。该舵角采集系统包括上述根据本发明的舵角采集装置。

进一步地，该舵角采集系统包括：电位器，经由连杆系统连接至舵叶；其中，所述电位器与所述舵角采集装置相连接。