[發(fā)明專利]一種便攜式水下自主航行器控制裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710721022.0
• 申請(qǐng)日: 2017-08-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107577226A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高劍;嚴(yán)衛(wèi)生;張福斌;張立川;梁慶衛(wèi);張克涵;崔榮鑫;劉杰;楊玻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/00
• 分類號(hào): G05D1/00;G05D1/10;G05B19/418;G05B9/03
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心61204
• 代理人: 陳星

1.一種便攜式水下自主航行器控制裝置，其特征在于：包括岸上遙控操作系統(tǒng)、任務(wù)級(jí)控制器、執(zhí)行級(jí)控制器、供電控制器和后段控制器；任務(wù)級(jí)控制器、執(zhí)行級(jí)控制器、供電控制器和后段控制器處于水下自主航行器內(nèi)；

所述岸上遙控操作系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線通信方式與任務(wù)級(jí)控制器進(jìn)行信息交互；其中岸上遙控操作系統(tǒng)產(chǎn)生任務(wù)指令，并通過(guò)無(wú)線通信方式將任務(wù)指令發(fā)送給任務(wù)級(jí)控制器；任務(wù)級(jí)控制器將水下自主航行器的狀態(tài)參數(shù)以及水下自主航行器各個(gè)部件的狀態(tài)信息通過(guò)無(wú)線通信方式發(fā)送給岸上遙控操作系統(tǒng)；

所述任務(wù)級(jí)控制器接收任務(wù)指令，并將任務(wù)指令轉(zhuǎn)換為深度航向指令發(fā)送給執(zhí)行級(jí)控制器；所述任務(wù)級(jí)控制器接收?qǐng)?zhí)行級(jí)控制器發(fā)送的水下自主航行器傳感器數(shù)據(jù)、水下自主航行器狀態(tài)參數(shù)以及控制數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲(chǔ)；所述任務(wù)級(jí)控制器接收水下自主航行器各個(gè)部件的自身工作狀態(tài)信息；

所述執(zhí)行級(jí)控制器接收水下自主航行器傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行解析，得到水下自主航行器狀態(tài)參數(shù)；所述執(zhí)行級(jí)控制器根據(jù)水下自主航行器狀態(tài)參數(shù)以及任務(wù)級(jí)控制器發(fā)送的深度航向指令，進(jìn)行導(dǎo)航解算，得到控制指令，并將控制指令通過(guò)CAN總線發(fā)送給后段控制器；所述控制指令包括操舵指令和轉(zhuǎn)速指令；

所述后段控制器接收?qǐng)?zhí)行級(jí)控制器發(fā)送的操舵指令，并根據(jù)操舵指令產(chǎn)生各個(gè)舵機(jī)的PWM信號(hào)，輸出給對(duì)應(yīng)舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器；所述后段控制器接收?qǐng)?zhí)行級(jí)控制器發(fā)送的轉(zhuǎn)速指令，轉(zhuǎn)發(fā)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；

所述供電控制器對(duì)水下自主航行器各個(gè)部件進(jìn)行程序供斷電控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種便攜式水下自主航行器控制裝置，其特征在于：任務(wù)級(jí)控制器、執(zhí)行級(jí)控制器、供電控制器和后段控制器還連接緊急停車(chē)信號(hào)線；任務(wù)級(jí)控制器和執(zhí)行級(jí)控制器均可以發(fā)出緊急停車(chē)信號(hào)，供電控制器和后段控制器檢測(cè)到緊急停車(chē)信號(hào)后，后段控制器發(fā)送電機(jī)停轉(zhuǎn)指令，舵機(jī)上舵角指令，供電控制器對(duì)電機(jī)進(jìn)行斷電。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種便攜式水下自主航行器控制裝置，其特征在于：所述無(wú)線通信方式包括Wi-Fi無(wú)線路由通信方式、無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)通信方式、銥星通信方式、水聲通信方式中的一種或多種。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種便攜式水下自主航行器控制裝置，其特征在于：任務(wù)級(jí)控制器與執(zhí)行級(jí)控制器之間相互交互自身狀態(tài)信息，當(dāng)任務(wù)級(jí)控制器與執(zhí)行級(jí)控制器中的某一控制器出現(xiàn)異常時(shí)，另一控制器診斷水下自主航行器狀態(tài)啟用異常服務(wù)程序。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種便攜式水下自主航行器控制裝置，其特征在于：任務(wù)級(jí)控制器與執(zhí)行級(jí)控制器之間信息交互通過(guò)CAN總線通信方式、串口通信方式、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信方式中的一種或多種實(shí)現(xiàn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種便攜式水下自主航行器控制裝置，其特征在于：所述岸上遙控操作系統(tǒng)采用圖形化的任務(wù)規(guī)劃軟件，將操作人員的圖形化指令轉(zhuǎn)換為代碼指令后通過(guò)無(wú)線通信方式發(fā)送給任務(wù)級(jí)控制器；且岸上遙控操作系統(tǒng)能夠根據(jù)數(shù)字海圖對(duì)操作人員的錯(cuò)誤指令進(jìn)行識(shí)別和處理。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種便攜式水下自主航行器控制裝置，其特征在于：水下自主航行器傳感器包括衛(wèi)星定位裝置、多普勒速讀儀、壓力傳感器和姿態(tài)傳感器。