舵面偏转角度传感器
舵机系统中舵面偏角的检测是通过位置传感器完成的。舵机系统中位置传感器较多采用的是线性电位器。电位器具有体积小，精度高，线性度较好，简单可靠的优点，比较适合用作位置检测。但其输出是模拟量，需要经过调理电路才能送入A／D采集单元，A／D的分辨率和系统中的噪声将直接影响偏角的检测精度。光电编码器是一种数字式角度传感器，它能将角位移量转换为与之对应的电脉冲进行输出，主要用于机械转角位置和转速的检测与控制，随着技术的发展，其在飞行器上应用越来越广泛。 功率驱动、放大电路
逻辑器件输出的逻辑电平一般情况下不足以驱动电机运行，因此需对其进行功率放大才能使电机正常工作。常用的功率放大器件有IGBT和MOSFET管，以及近几年出现的智能IPM模块。从适用范围上来看，IGBT适合于较大功率的电机，MOSFET管适合于小功率
电机，而IPM模块则是集成了数个IGBT并带有其它功能的智能模块，体积较大，成本较高。通常情况下舵机选用的功率驱动、放大电路如图4所示，功率放大电路由6个MOSFET管组成，驱动器为IR213x系列三相桥功率驱动器。
控制指令信号
由图2可知，自动驾驶仪给舵机的控制指令、安全指令和偏转角度反馈信号都是模拟量。模拟量虽然连续好，但极其容易受到干扰，长距离传输衰减较大，降低了系统的可靠性。CAN(Controller Area Net)属于总线式串行通信网络，具有突出的可靠性、实时性和灵活性。其在国外已经开始应用于航空航天领域，国内某些单位也正在进行飞行器上应用CAN总线的研究。 全数字化电动舵机控制器的方案设计
结合电动舵机的发展趋势，本文提出了一种全数字化电动舵机控制器，其原理图如图5所示。中央控制单元采用TI公司的
TMS320F2812DSP，其内含128K×16位的片内Flash存储器，18K×16位的片内随机存储器，工作频率高达150MHz，除CAN接口之外有多种形式的接口I-123。为防止功率驱动电路对数字电路部分产生干扰，采用了光耦对数字电路部分与功率驱动电路部分进行了隔离。偏转角度传感器采用的是增量式光电编码器，增量式光电编码器输出的是两路相位相差90。的脉冲信号，经过电平转换后进入专为增量式编码器设计的QEP接口，由DSP对其进行角度检测和速度计算。舵面偏转角速度只需对角度进行微分即可，与对电位器测得的电压进行不完全微分结果相比，编码器测速精度高、抗干扰能力强。利用DSP内部的CAN模块扩展出CAN总线接口，用于接收自动驾驶仪发送的舵偏指令和控制指令，并将当前的舵面偏转角度反馈给自动驾驶仪。与传统的数字化电动舵机系统相比，本方案实现了电动舵机的全数字化控制，提高了系统的抗干扰能力和可靠性。
五 结语
现代化的的船舶，很多设备的控制都已完成了微机化，自动操舵系统作为船舶前进方向的灵魂，其中微机控制的应用更是越来越全面和深入。随着船舶自动控制技术的不断提高，其自动操舵系统也会越来越健全，船舶在航行中的安全保障会更高。