我国改革开放后与国外贸易量逐年增大，尤其是加入 WTO 后进入了快速发展阶段，海运事业随着世界贸易的增长而快速发展，船舶行业随之迎来了黄金时期。但我国船舶配套设备制造能力一直滞后船舶主体制造能力，现已成为船舶行业快速发展的瓶颈。舵机是控制船舶航向的重要设备，其性能的好坏对于船舶运动的控制起着非常关键的作用。但目前国内对于船舶舵机的研究大多集中于船舶航向及舵机控制方面，对于舵机本身的运动转换机构、液压传动及电气控制方面研究却相对较少。因此，研究设计舵机电气控制系统对于我国船舶行业配套能力的加强、竞争力的提高具有重要意义。

舵机是实现船舶转向、调头、直航等操纵船舶航向的控制装置，是船舶航行不可缺少的重要设备，特别是在船舶进出港口时尤为重要，装置不灵、反应过慢，或者操作失误就会造成重大事故。改革开放 30 多年来，中国海运对外开放领域不断拓展，开放程度逐步加深，海运业有了很大的发展，并跨入世界航运大国的行列。这就对船舶安全航行提出了更高的要求，而舵机作为控制船舶航向的重要设备，对其进行研究具有实际意义。

船舶舵机系统的好坏直接影响着舵机操作性能，系统中包括电机、液压泵、电磁阀、液压管路和舵叶等组件，它们的结构、特性的优劣影响舵机系统的优劣。在液压舵机系统中，我国与国外发达国家还有一定的差距，目前国外舵机普遍设置了两套液压系统，且具有人工和自动隔离装置，并且阀控型舵机的应用功率范围在扩大，性能也在改善。特别是新型液压阀件也开始用于液压舵机中，如日本川崎泵控型舵机的液压系统使用了逻辑阀，丹麦狄沙麦润四缸活塞式舵机的控制系统中使用了比例方向阀，取消了机械追随机构，从而转舵精度大大提高，相比较普通电磁换向阀控制精度提高了两倍以上。

船舶舵机电力拖动方式分为电动机械舵机装置和电动液压舵机装置两类。目前主要都使用电动液压舵机拖动装置。从上世纪七十年代以来得到迅速发展，产品的高压化和集成化不断取得进展，逻辑阀、比例阀等新型液压组件开始应用于舵机和其它船用液压装置中。另外，舵机电气遥控系统的技术也更趋成熟，不仅淘汰了液压遥控系统，而且使用传统的浮动杆机械追随机构也显得陈旧。进入八十年代，世界舵机主要制造厂家都开始认真检查其产品，并按 1981 年修正案的要求重新设计各自的舵机，力争舵机的性能和可靠性更趋完善。之后随着油缸的专业化生产，摆缸式或拉杆式液压舵机得到进一步发展，新型结构环状油缸舵机开始应用于特殊要求船舶。归纳起来，同期国外舵机发展动向有：（1）普遍设置了油箱液位报警开关，并设置了两套液压系统的人工和自动隔离装置；（2）阀控型舵机的应用功率范围在扩大，性能也在改善；（3）半闭式系统有所增加；（4）新型液压阀件得到应用；（5）浮动杆机机械回馈机构日渐被淘汰。当下舵机的电气控制技术发展的都很成熟，最常用的以下几种控制系统： PLC 控制系统、 DCS控制系统、 FCS 控制系统及计算机与单片机控制系统。PLC 控制系统具有如下的特点：可靠性高，抗干扰能力强。高可靠性是电气控制设备的关键性能。 PLC 由于采用现代大规模集成电路技术，严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进抗干扰技术，具有很高的可靠性。配套齐全，功能完善，适用性强。体积小，重量轻，能耗低。与本设计要求非常符合。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容

本设计针对电动液压舵机进行研究，须在了解国内外科技发展动态的基础上，通过已学的基础知识的相互结合，综合运用现代工程、船舶、机械、电气控制等技术，对船舶舵机实际运行的观察分析，设计船舶舵机电气控制系统的总体方案。通过查阅相关参考文献，对船舶舵机的特点，分类，结构以及其现状和发展前景进行详细研究。接下来设计电气系统设计的总体方案，对各个执行机构的主要参数进行计算分析。经过设计要实现的功能为：给出转向指令后，人立即把舵柄开关给定方向偏转，带动电磁阀动作，通过电机给液压系统升压使舵叶偏转，偏转的角度需要尽量显示在屏幕上。

2.2研究的基本目标拟采用的设计路线

本课题设计的为舵机电气控制系统，舵机系统包括电机，液压系统，舵叶，为使舵机能不间断运行，还需要备用电机，应急电池。给出转舵的指令时，操舵的人立即把舵柄开关向给定方向转动，使液压系统中的电磁阀动作，通过电动机转动给液压油泵升压使舵叶偏转一定角度，当达到给定方向后再使舵柄开关动作，舵叶回到原来位置。其中，舵柄开关是用主令控制器来实现的，分为左、中、右三档。开关在中间时，舵叶不偏转，开关在左档时，电磁阀动作后，需要让电机使液压系统带动舵叶向左偏转，开关在右档时，电磁阀动作后，需要让电机使液压系统带动舵叶向右偏转。系统还需要通过plc来控制实现，系统的基本流程图如下，