專利名稱：水下自航行平臺控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水下自航行裝置的控制系統(tǒng)，尤其是一種水下自航行平臺的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著海洋資源和環(huán)境及海洋科研與軍事任務(wù)的迫切需求，海洋成為人類關(guān)注和探索的重要領(lǐng)地，但人力探索風(fēng)險很高，必須借助有效的工具。水下自航行平臺具有環(huán)境適應(yīng)能力強、活動范圍大、使用方便等諸多優(yōu)點，成為當(dāng)今世界研究的熱門領(lǐng)域。世界很多發(fā)達(dá)國家相當(dāng)重視其開發(fā)，其中典型的有美國的伍茲霍海洋研究所(WHOI)研制的ABE和REMUS，麻省理工學(xué)院(MIT)的Odyssey，加拿大的Theseus，歐洲的MARIUS和MARTIN，日本的AE1000等。以上水下航行平臺絕大部分大而重，并裝配有高精度設(shè)備，致使研制、維修與使用費用很高，商品化和推廣應(yīng)用成為問題。海洋環(huán)境復(fù)雜多變，在此條件下實現(xiàn)自治，再加上水下航行平臺運動具有強耦合、非線性特征，其控制系統(tǒng)是關(guān)鍵技術(shù)之一，在很大程度上標(biāo)志著平臺水平高低，并且系統(tǒng)可靠性尤為重要，任何故障都有可能導(dǎo)致機器人丟失。
鑒于以上情況，有必要開發(fā)研制不回收型，主體與壓載可分離，測量能力高(能夠?qū)崿F(xiàn)3個月長時間測量)，返航能力簡單且小型化經(jīng)濟實用的水下自航行平臺控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)在特定海域完成特定任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種小型化經(jīng)濟實用的水下自航行平臺的控制系統(tǒng)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的水下自航行平臺控制系統(tǒng)包括通過CAN總線相互連接的組織級、協(xié)調(diào)級和現(xiàn)場執(zhí)行級，所述的組織控制級由微型計算機構(gòu)成，用于完成用戶界面和數(shù)據(jù)處理；所述的協(xié)調(diào)控制級用于完成用于控制與協(xié)調(diào)計算功能，接收測量傳感器傳送的信息，并將控制指令傳輸至所述的現(xiàn)場執(zhí)行級，協(xié)調(diào)控制級包括總控制單元以及與總控制單元連接的航行規(guī)劃、系統(tǒng)電源管理、碰撞判斷和處理、故障診斷和處理，數(shù)據(jù)采集存儲和通訊控制單元以及與數(shù)據(jù)采集存儲和通訊控制單元連接的GPS通訊系統(tǒng)、大容量存儲器、傳感器模塊，傳感器模塊連接有航行控制傳感器、任務(wù)測量傳感器；所述的現(xiàn)場執(zhí)行級為現(xiàn)場執(zhí)行器，用于完成伺服控制功能，包括航行控制系統(tǒng)、傳感器模塊調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)、壓載水艙注水控制系統(tǒng)和壓載釋放控制系統(tǒng)；所述的航行控制系統(tǒng)由3路電機控制，均由依次連接的驅(qū)動器、直流無刷電機、傳動機構(gòu)組成，第一路電機控制的傳動機構(gòu)與螺旋槳連接，用于控制水下自航行平臺的主推力；第二路電機控制的傳動機構(gòu)與垂直舵連接，用于控制水下自航行平臺的航向；第三路電機控制的傳動機構(gòu)與水平舵連接，用于控制水下自航行平臺的航行深度和縱傾；所述的傳感器模塊調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)由依次連接的位置驅(qū)動器、直流無刷電機、傳動機構(gòu)組成，用于控制所述傳感器模塊的旋轉(zhuǎn)調(diào)平；所述的壓載水艙注水控制系統(tǒng)，由依次連接的位置驅(qū)動器、直流無刷電機、傳動機構(gòu)組成，用于向壓載水艙注水，控制水下自航行平臺的下沉；所述的壓載釋放控制系統(tǒng)為并關(guān)量控制，用于完成水下自航行平臺主體與其壓載水艙的分離，由驅(qū)動繼電器、捆綁導(dǎo)線和釋放機構(gòu)組成；水下自航行平臺完成測量任務(wù)后，系統(tǒng)發(fā)出釋放命令，通過所述的驅(qū)動繼電器接通所述捆綁導(dǎo)線的電源，捆綁導(dǎo)線犧牲，釋放機構(gòu)打開。
所述的水下自航行平臺控制系統(tǒng)還包括主體自毀控制系統(tǒng)，主體自毀控制系統(tǒng)由設(shè)置在靠近水下自航行平臺主艙前部的自毀注水閥和一路開關(guān)量繼電器控制系統(tǒng)組成；當(dāng)主體上浮并完成數(shù)據(jù)發(fā)射后，在所述執(zhí)行控制單元的控制下，所述控制系統(tǒng)打開注水閥，向主體空腔內(nèi)注水。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果(1)混合式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，模塊化設(shè)計，易擴展，結(jié)構(gòu)簡明；(2)將常用于汽車工業(yè)的CAN總線用于水下自航行平臺，提高了系統(tǒng)的可靠性，通信協(xié)議靈活，便于應(yīng)用；(3)采用一個螺旋槳和兩對舵的航行控制系統(tǒng)，功能實現(xiàn)方面，結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)巧妙結(jié)合，簡單可靠；(4)能夠?qū)崿F(xiàn)主體與附體分離；(5)傳感器模塊能夠位姿調(diào)節(jié)實現(xiàn)復(fù)用；(6)小型化，成本低。


圖1是本發(fā)明水下自航行平臺總體控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的執(zhí)行控制器的電路原理圖；圖3是本發(fā)明的電機控制系統(tǒng)示意圖；圖4是本發(fā)明的螺旋槳和舵的運動控制結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4所示螺旋槳和舵的運動控制結(jié)構(gòu)的左視圖；圖6是本發(fā)明的傳感器模塊(ADCP)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)示意圖；圖7是圖8所示傳感器模塊(ADCP)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的左視圖；圖8是本發(fā)明的壓載水艙注水控制系統(tǒng)示意圖；圖9是圖8所示壓載水艙注水控制系統(tǒng)的左視圖；圖10是本發(fā)明的壓載釋放控制系統(tǒng)示意圖；圖11是圖10所示壓載釋放控制系統(tǒng)的左視圖；圖12是本發(fā)明的主體自毀系統(tǒng)示意圖；圖13是水下自航行平臺的外形結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記1螺旋槳及其傳動機構(gòu) 2舵及其傳動機構(gòu) 3舵電機 4螺旋槳電機 11電機12齒輪傳動機構(gòu) 13探測裝置 14發(fā)射裝置耐壓殼 15導(dǎo)流罩 16擺軸17擺錘 21驅(qū)動軸 22油缸23注水閥 31導(dǎo)線32底板 33彈簧A 34壓塊35掛鉤 36壓載艙筐架
37絕緣體38壓帽39支架40擺軸41電磁鐵42閥體 43頂桿44彈簧C 45閥蓋46閥芯47彈簧B 48限位桿 51尾艙52舵 53電池艙54主艙 55自毀注水閥 56GPS與發(fā)射裝置 57ADCP58釋放機構(gòu) 59水艙注水60壓載水艙61螺旋槳具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)描述。
本發(fā)明的總體控制體系結(jié)構(gòu)見圖1所示，將常用于汽車的CAN總線用于水下自航行平臺，采用了混合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，此有便于模塊化設(shè)計，易擴展，并行計算，速度快等諸多優(yōu)點。各節(jié)點在功能上遞階分層，而每個模塊內(nèi)部又存在包含、行為響應(yīng)等結(jié)構(gòu)，整個系統(tǒng)為混合結(jié)構(gòu)，避免了單個控制結(jié)構(gòu)的局限與不足，揚長避短，而整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)又簡明、清晰，十分適合小型、低成本水下自航行平臺。CAN總線即為控制器局域網(wǎng)總線；CAN的全稱為Controller Area Network，譯為控制器局域網(wǎng)。
一、總體控制結(jié)構(gòu)總體控制系統(tǒng)分三層組織控制級、協(xié)調(diào)控制級和現(xiàn)場執(zhí)行級。組織控制級用于完成用戶界面(GUI)、任務(wù)規(guī)劃、數(shù)據(jù)處理等功能，屬于智能控制范疇，在本系統(tǒng)中主要有一臺PC機構(gòu)成，通過RS-232傳輸信息，運行基于VC++6.0編寫的程序；協(xié)調(diào)控制級用于完成控制與協(xié)調(diào)計算功能，確保上一級下達(dá)的目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)，所依據(jù)的信息來自傳感器單元，所產(chǎn)生的控制指令應(yīng)為下一級接受；現(xiàn)場執(zhí)行級則是完成伺服控制功能。
考慮負(fù)載優(yōu)化分配，水下自航行平臺本體控制系統(tǒng)有3個節(jié)點構(gòu)成，功能分別如下總控制單元節(jié)點1)系統(tǒng)的總體監(jiān)控、決策與路徑規(guī)劃，2)系統(tǒng)電源的管理；3)系統(tǒng)故障診斷與處理；4)碰撞判斷與處理。內(nèi)嵌實時多任務(wù)操作系統(tǒng)(RTOS)內(nèi)核。
數(shù)據(jù)采集、存儲與通訊節(jié)點功能1)完成對多種傳感器的數(shù)據(jù)采集，融合處理；2)對測量采集的有用數(shù)據(jù)壓縮存貯在大容量存儲器內(nèi)；3)管理GPS的通信，在AUV上浮，實現(xiàn)定位和大容量存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)發(fā)射給衛(wèi)星。
執(zhí)行節(jié)點功能1)實現(xiàn)AUV的航行控制，其中包括一個三葉螺旋槳提供主推力，一對垂直舵控制航向，一對水平舵控制航行深度和縱傾；2)傳感器模塊的旋轉(zhuǎn)調(diào)平，部分傳感器在航行時，用作航行控制；在到位測量時，用作數(shù)據(jù)測量采集；3)壓載水艙貯水，AUV下沉；4)水艙釋放，主體上??；5)主體注水自毀。
對電機的控制(螺旋槳，兩對舵，ADCP調(diào)節(jié)，注水)用執(zhí)行控制器控制驅(qū)動器，驅(qū)動器控制電機，如圖3。電機用編碼器和霍爾形成閉環(huán)反饋。其中螺旋槳為PWM調(diào)速控制，其它電機是位置控制。
二、現(xiàn)場執(zhí)行級現(xiàn)場執(zhí)行器現(xiàn)場執(zhí)行級即為現(xiàn)場執(zhí)行器，用于完成伺服控制功能。水下自航行平臺總體控制系統(tǒng)系統(tǒng)主要是現(xiàn)場執(zhí)行級，即總體控制系統(tǒng)中的執(zhí)行控制單元。此單元得到總控制單元下達(dá)的命令，也可以得到數(shù)據(jù)采集單元發(fā)來的航行狀態(tài)信息，實現(xiàn)閉環(huán)控制。
如圖1，執(zhí)行控制系統(tǒng)主要包括航行控制系統(tǒng)(一個螺旋槳控制，一對水平舵和一對垂直舵控制)，傳感器模塊調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，壓載水艙注水控制系統(tǒng)，壓載釋放控制系統(tǒng)，主體自毀控制。本發(fā)明采用了為五路電機控制和兩路開關(guān)兩控制，電機選擇直流無刷電機。螺旋槳為PWM調(diào)速控制，舵、傳感器模塊調(diào)節(jié)和水艙注水是位置控制，壓載釋放和主體注水自毀為開關(guān)量控制。執(zhí)行控制器主要完成以上七路控制功能，執(zhí)行控制器控制電機驅(qū)動器，電機驅(qū)動器驅(qū)動電機。執(zhí)行控制器的電路原理見圖2。PWM全稱為Pulse Width Modulation，譯為脈寬調(diào)制。
航行控制部分航行控制部分包括航行控制系統(tǒng)和螺旋槳、舵的運動控制結(jié)構(gòu)，螺旋槳和舵的運動控制結(jié)構(gòu)見圖4和圖5。本航行平臺有一個三葉螺旋槳提供推力，控制方式為PWM調(diào)速控制，執(zhí)行控制器發(fā)出PWM信號控制驅(qū)動器，驅(qū)動器通過編碼器和霍爾信號構(gòu)成控制回路驅(qū)動直流無刷電機，見圖3。電機通過減速器驅(qū)動螺旋槳，傳動機構(gòu)見圖4和圖5。
本平臺裝有兩個同軸線一起轉(zhuǎn)動的水平舵和兩個同軸線一起轉(zhuǎn)動的垂直舵，舵的傳動機構(gòu)為換向齒輪傳動，這樣一對垂直舵和一對水平舵分別有一個直流無刷電機控制。為了減小傳動機構(gòu)的空間，電機軸經(jīng)過減速器后，在串聯(lián)一個渦輪渦桿減速器換向90°，傳動機構(gòu)見圖4和圖5。舵為角位置控制，執(zhí)行控制器發(fā)出脈沖信號，控制位置驅(qū)動器，驅(qū)動器通過編碼器和霍爾傳感器構(gòu)成回路控制電機。
航行控制系統(tǒng)由3路電機控制，均由依次連接的位置驅(qū)動器、直流無刷電機、傳動機構(gòu)組成，第一路電機控制的傳動機構(gòu)與螺旋槳連接，用于控制水下自航行平臺的主推力。第二路電機控制的傳動機構(gòu)與垂直舵連接，用于控制水下自航行平臺的航向。第三路電機控制的傳動機構(gòu)與水平舵連接，用于控制水下自航行平臺的航行深度和縱傾。
傳感器模塊(ADCP)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)ADCP全稱為Acoustic Doppler Current Profiler，譯為多普勒潮流測量儀。傳感器模塊調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)由依次連接的位置驅(qū)動器、直流無刷電機、傳動機構(gòu)組成，用于控制所述傳感器模塊的旋轉(zhuǎn)調(diào)平。
傳感器模塊能夠繞支承軸(即主體軸線x軸)轉(zhuǎn)動，這樣可實現(xiàn)用一套探測裝置完成兩套探測裝置功能，降低平臺成本。在平臺航行時，探測裝置13方向豎直朝下，實現(xiàn)對平臺的航速、航向、航距及姿態(tài)等的監(jiān)控；在平臺到達(dá)預(yù)定位置后，傳動機構(gòu)12帶動探測裝置13繞主體軸線轉(zhuǎn)過180°左右，探測裝置13方向豎直朝上，壓栽艙注水平臺下沉落到海底，完成在位3個月對海況的測量，并且可根據(jù)海底狀況的斜度以及在位測量過程中海流對平臺位置與姿態(tài)的影響變化，實時調(diào)整探測裝置所轉(zhuǎn)過的角度，擺動機構(gòu)依靠擺錘17對ADCP橫向傾角作調(diào)整，始終保持ADCP垂直朝上。
傳感器模塊的控制采用位置控制。為了減小空間，電機11輸出經(jīng)過渦輪渦桿減速器換向90°，在經(jīng)齒輪傳動機構(gòu)12帶動ADCP，結(jié)構(gòu)見圖6和圖7。
壓載水艙注水控制系統(tǒng)壓載水艙注水控制系統(tǒng)，由依次連接的位置驅(qū)動器、直流無刷電機、傳動機構(gòu)組成，用于向壓載水艙注水，控制水下自航行平臺的下沉。
平臺航行到預(yù)定位置后，壓載水艙注水平臺座底。壓載水艙注水控制由位置控制的電機驅(qū)動位于主艙內(nèi)油缸22，將油缸22中的油液壓入關(guān)閉的注水閥，推開注水閥23，水進(jìn)入注水艙。油缸22帶動一共有四個注水閥，每個水艙兩端各一個，見圖8和圖9。
壓載釋放控制系統(tǒng)壓載釋放控制系統(tǒng)為并關(guān)量控制，用于完成水下自航行平臺主體與其壓載水艙的分離，由驅(qū)動繼電器、捆綁導(dǎo)線和釋放機構(gòu)組成；水下自航行平臺完成測量任務(wù)后，系統(tǒng)發(fā)出釋放命令，通過所述的驅(qū)動繼電器接通所述捆綁導(dǎo)線的電源，捆綁導(dǎo)線犧牲，釋放機構(gòu)打開。
釋放機構(gòu)主要完成水下自航行平臺主體與壓載水艙分離，實現(xiàn)平臺主體上浮于水面。采用了擺動式釋放機構(gòu)，主要由支架39、掛鉤35、擺軸40、絕緣體37、壓帽38、壓塊34、導(dǎo)線31、彈簧33和底板32等組成，見圖10和圖11。通過支架39及底板32將釋放機構(gòu)與主艙聯(lián)接。
當(dāng)釋放機構(gòu)的掛鉤35處于圖示狀態(tài)，用導(dǎo)線31將掛鉤35另一端捆綁后，再用壓帽38和壓塊34將導(dǎo)線31兩端分別壓緊，可實現(xiàn)掛載。釋放機構(gòu)的捆綁導(dǎo)線31接電源的正極，與之相鄰的另一條導(dǎo)線接電源的負(fù)極。當(dāng)平臺完成測量任務(wù)后，系統(tǒng)發(fā)出釋放命令，導(dǎo)線31上電犧牲陽極，接電源正極的捆綁導(dǎo)線31斷開，掛鉤35另一端(捆綁導(dǎo)線端)在彈簧的作用下使掛鉤35繞擺軸40逆時針擺動，釋放機構(gòu)打開，實現(xiàn)壓載水艙與主體分離。這一系統(tǒng)為開關(guān)量控制，驅(qū)動繼電器閉合捆綁導(dǎo)線上電。
三、主體自毀控制系統(tǒng)主艙上裝有兩個控制閥，靠近頭部的控制閥為排氣閥，靠近尾部的控制閥為注水閥。當(dāng)主體上浮并完成數(shù)據(jù)發(fā)射后，兩控制閥打開，向主體空腔內(nèi)注水，實現(xiàn)自毀功能。注水閥本質(zhì)上都是單向閥，主要由閥芯46、閥蓋45、閥體42、頂桿43、限位桿48、彈簧C44、彈簧B47和電磁鐵41等組成，見圖12。
常態(tài)下如圖12示，閥芯46在彈簧C44及彈簧C44周圍空腔中水壓的作用下將閥體42上的閥口關(guān)閉，保證主艙的密封性。當(dāng)主體上浮并完成數(shù)據(jù)發(fā)射后，控制系統(tǒng)使電磁鐵通電，電磁鐵41推動頂桿43，頂桿43將閥46芯頂起，閥口打開，與此同時限位桿48在彈簧B47的作用下頂入頂桿43的環(huán)槽，保證即使主艙進(jìn)水電磁鐵41斷電后，閥口仍能保持打開狀態(tài)，確保自毀功能的實現(xiàn)。電磁鐵41吸合為開關(guān)量控制，通過繼電器實現(xiàn)此路通斷控制。
水下自航行平臺的組成與外形本平臺外形設(shè)計成低水阻流線型殼體，水中配重成中性浮力，總體由探測與發(fā)射裝置56、主艙54、電池艙53、尾艙51、和壓載水艙60五個模塊組成。探測與發(fā)射裝置56、主艙54、電池艙53和尾艙51為平臺的主體。有一個三葉螺旋槳61提供動力，水平舵和垂直舵各一對控制航線與姿態(tài)。如圖13所示。
平臺總體外部尺寸長3290mm、高670mm、寬600mm。
平臺主體外部尺寸長3230mm、直徑330mm。長徑比為3230/330＝9.8。
水下自航行平臺的工作過程簡述平臺發(fā)放后，以一定傾角下潛到30米左右的深度，以2m/s的速度自主航行100海里達(dá)到預(yù)定位置，在此階段，重心位于浮心下，并在一條垂線上，傳感器模塊朝向水底，部分傳感器作航行控制使用。到位后，其懸掛的壓載艙注水，平臺下沉到深度小于100米的海底，同時傳感器模塊(ADCP)調(diào)節(jié)到水平朝上，實現(xiàn)在位測量3個月。然后平臺通過釋放機構(gòu)實現(xiàn)主體與壓載水艙分離，主體上浮，通過重心與浮心的位置變化，主體垂直豎立，頭部浮出水面不小于0.5米。實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的發(fā)射與接收；完成任務(wù)后主體注水、下沉，實現(xiàn)自毀。
發(fā)明水下自航行平臺控制系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)點(1)混合式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，模塊化設(shè)計，易擴展，結(jié)構(gòu)簡明；(2)將常用于汽車工業(yè)的CAN總線用于水下自航行平臺，提高了系統(tǒng)的可靠性，通信協(xié)議靈活，便于應(yīng)用；(3)采用一個螺旋槳和兩對舵的航行控制系統(tǒng)，功能實現(xiàn)方面，結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)巧妙結(jié)合，簡單可靠；(4)能夠?qū)崿F(xiàn)主體與附體分離；(5)傳感器模塊能夠位姿調(diào)節(jié)實現(xiàn)復(fù)用；(6)小型化，成本低。水下自航行平臺控制系統(tǒng)設(shè)計的缺點是無回收能力。
權(quán)利要求
1.一種水下自航行平臺控制系統(tǒng)，其特征是，它包括通過CAN總線相互連接的組織級、協(xié)調(diào)級和現(xiàn)場執(zhí)行級，所述的組織控制級由微型計算機構(gòu)成，用于完成用戶界面和數(shù)據(jù)處理；所述的協(xié)調(diào)控制級完成用于控制與協(xié)調(diào)計算功能，接收測量傳感器傳送的信息，并將控制指令傳輸至所述的現(xiàn)場執(zhí)行級，協(xié)調(diào)控制級包括總控制單元以及與總控制單元連接的航行規(guī)劃、系統(tǒng)電源管理、碰撞判斷和處理、故障診斷和處理，數(shù)據(jù)采集存儲和通訊控制單元以及與數(shù)據(jù)采集存儲和通訊控制單元連接的GPS通訊系統(tǒng)、大容量存儲器、傳感器模塊，傳感器模塊連接有航行控制傳感器、任務(wù)測量傳感器；所述的現(xiàn)場執(zhí)行級為現(xiàn)場執(zhí)行器，用于完成伺服控制功能，包括航行控制系統(tǒng)、傳感器模塊調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)、壓載水艙注水控制系統(tǒng)和壓載釋放控制系統(tǒng)；所述的航行控制系統(tǒng)由3路電機控制，均由依次連接的位置驅(qū)動器、直流無刷電機、傳動機構(gòu)組成，第一路電機控制的傳動機構(gòu)與螺旋槳連接，用于控制水下自航行平臺的主推力；第二路電機控制的傳動機構(gòu)與垂直舵連接，用于控制水下自航行平臺的航向；第三路電機控制的傳動機構(gòu)與水平舵連接，用于控制水下自航行平臺的航行深度和縱傾；所述的傳感器模塊調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)由依次連接的位置驅(qū)動器、直流無刷電機、傳動機構(gòu)組成，用于控制所述傳感器模塊的旋轉(zhuǎn)調(diào)平；所述的壓載水艙注水控制系統(tǒng)，由依次連接的位置驅(qū)動器、直流無刷電機、傳動機構(gòu)組成，用于向壓載水艙注水，控制水下自航行平臺的下沉；所述的壓載釋放控制系統(tǒng)為并關(guān)量控制，用于完成水下自航行平臺主體與其壓載水艙的分離，由驅(qū)動繼電器、捆綁導(dǎo)線和釋放機構(gòu)組成；水下自航行平臺完成測量任務(wù)后，系統(tǒng)發(fā)出釋放命令，通過所述的驅(qū)動繼電器接通所述捆綁導(dǎo)線的電源，捆綁導(dǎo)線犧牲，釋放機構(gòu)打開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下自航行平臺控制系統(tǒng)，其特征是，它還包括主體自毀控制系統(tǒng)，主體自毀控制系統(tǒng)由設(shè)置在靠近水下自航行平臺主艙前部的自毀注水閥和一路開關(guān)量繼電器控制系統(tǒng)組成；當(dāng)主體上浮并完成數(shù)據(jù)發(fā)射后，在所述執(zhí)行控制單元的控制下，所述控制系統(tǒng)打開注水閥，向主體空腔內(nèi)注水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水下自航行平臺的控制系統(tǒng)，本發(fā)明的水下自航行平臺控制系統(tǒng)包括通過CAN總線相互連接的組織級、協(xié)調(diào)級和現(xiàn)場執(zhí)行級，組織控制級由微型計算機構(gòu)成；協(xié)調(diào)控制級包括總控制單元以及與總控制單元連接的航行規(guī)劃、系統(tǒng)電源管理、碰撞判斷和處理、故障診斷和處理，數(shù)據(jù)采集存儲和通訊控制單元以及與數(shù)據(jù)采集存儲和通訊控制單元連接的GPS通訊系統(tǒng)、大容量存儲器、傳感器模塊，傳感器模塊連接有航行控制傳感器、測量傳感器；航行控制系統(tǒng)由3路電機控制，均由依次連接的位置驅(qū)動器、直流無刷電機、傳動機構(gòu)組成。本發(fā)明采用混合式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，易擴展，提高了系統(tǒng)的可靠性；采用一個螺旋槳和兩對舵的航行控制系統(tǒng)，功能實現(xiàn)全面，簡單可靠。
文檔編號G05D1/10GK1677295SQ20051001307
公開日2005年10月5日 申請日期2005年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月7日
發(fā)明者王樹新, 侯巍, 溫秉權(quán), 何漫麗, 楊曉華, 梁捷 申請人:天津大學(xué)