[發明專利]深潛救生艇四自由度動力定位裝置及控位方法

有效

• 申請號: 200910072530.6
• 申請日: 2009-07-17
• 公開（公告）號: CN101607589A
• 公開（公告）日: 2009-12-23
• 發明（設計）人: 夏國清;張書寧;邊信黔;施小成;趙為光;李娟;王元慧
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B63G8/14
• 分類號: B63G8/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種深潛救生艇四自由度動力定位裝置，它包括一臺綜合顯示計算機(1)、 一臺實時控制計算機(12)和一臺數據處理計算機(3)，三臺所述計算機為PC104 總線計算機，一個操縱盒(2)，高頻短基線聲納(4)，低頻短基線聲納(5)，兩臺水 平槽道推進器(9)，兩臺垂直槽道推進器(10)，兩臺主推進器(11)，一臺羅經(8)， 濾波、控制和推力分配算法(6)，數字/模擬轉換板(7)；其特征在于：綜合顯示計 算機(1)、實時控制計算機(12)、數據處理計算機(3)通過以太網連接成一個局域網， 以實現三者之間的數據交換，濾波、控制和推力分配算法(6)加載到所述實時控 制計算機(12)，高頻短基線聲納(4)和低頻短基線聲納(5)與數據處理計算機(3)相 連接，操縱盒(2)通過串口與綜合顯示計算機(1)相連，羅經(8)通過串口與實時控 制計算機(12)相連，實時控制計算機(12)與數字/模擬轉換板(7)通過PC104總線相 連接，數字/模擬轉換板(7)的輸出分別與兩臺水平槽道推進器(9)、兩臺垂直槽道 推進器(10)和兩臺主推進器(11)相連。

2.根據權利要求1所述的深潛救生艇四自由度動力定位裝置，其特征在于： 綜合顯示計算機(1)包含一套動力定位監督控制軟件(13)，所述動力定位監督控制 軟件(13)由深潛救生艇動力定位動態信息監督軟件(14)、深潛救生艇及環境信息 存儲回放軟件(15)和控制命令交互軟件(16)三個子系統組成，其中深潛救生艇動 力定位動態信息監督軟件(14)又包含定位狀態視圖(17)、推力器推力視圖(18)和數 據信息視圖(19)三個獨立的視圖。

3.根據權利要求1或2所述的深潛救生艇四自由度動力定位裝置，其特征 在于：兩臺主推力器(11)位于深潛救生艇的艉部，兩臺水平槽道推進器(9)對稱分 布在深潛救生艇的艏部和艉部，兩臺垂直槽道推進器(10)在深潛救生艇左右舷的 舯部。

4.一種基于深潛救生艇四自由度動力定位系統的控位方法，其特征在于：

(1)操縱盒的操縱命令送到綜合顯示計算機，由綜合顯示計算機發送到實時 控制計算機，實時控制計算機按照操縱指令發出控制指令；

(2)高、低頻短基線聲納采集深潛救生艇的位置和姿態信息并通過相應的接 口傳遞給數據處理計算機，數據處理計算機對這些信息進行處理并將處理完的數 據通過以太網發送給實時控制計算機；

(3)實時控制計算機接收數據處理計算機傳過來的經過處理的數據和羅經 發出的航向信息，確定了深潛救生艇的位置和姿態，實時控制計算機將深潛救生 艇的位置和姿態數據通過以太網發送給綜合顯示計算機，綜合顯示計算機將相應 的信息顯示在顯示器上；

(4)實時控制計算機中的濾波和控制算法接收深潛救生艇的位置、姿態信息 和綜合顯示計算機發送的操縱指令，根據這些信息計算出四自由度動力定位所需 的控制指令；

(5)實時控制計算機通過推力分配邏輯將控制指令轉換為實際推力器需要 的推力指令，并將推力指令發送給數字模擬轉換板，數字模擬轉換板將數字量轉 換為模擬量，從而控制推力器產生需要的推力；

(6)綜合顯示計算機接收實時控制計算機發送的深潛救生艇的位置、姿態信 息和環境信息，并以圖形動畫的方式進行顯示，同時將數據存儲到數據庫中；

(7)綜合顯示計算機從數據庫中讀取歷史數據，模擬回放動力定位過程。

5.根據權利要求4所述的一種基于深潛救生艇四自由度動力定位系統的控 位方法，其特征在于：所述的深潛救生艇位置、姿態信息包括：深潛救生艇的相 對位置和絕對位置、航向、縱傾、橫傾、深度和高度，測量深潛救生艇上述信息 的傳感器為：高頻短基線聲納、低頻短基線聲納、深度傳感器、測高聲納和羅經。