[發明專利]一種適用于變直徑線纜自動收排放的控制方法

有效

• 申請號: 201811419905.7
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109516320B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 趙金才;湯偉江;王俊昌;師云春
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0五研究所
• 主分類號: B65H75/42
• 分類號: B65H75/42;B65H75/44;B63G8/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發明提出了一種適用于變直徑線纜自動收排放的控制方法。該方法采用基于穩定力矩判定的釋放、回收速度控制算法實現了釋放和回收的安全性；同時，通過對收放纜實時長度、速度的測量并結合當前纜徑實時調整排纜驅動速度，從而實現了不同纜徑、長度下緊密排纜的雙軸聯動控制。在反復收放中纜線始終能保持相對緊密的狀態，提高了變直徑線纜收放的可靠性。

技術領域

本發明涉及機電控制系統應用領域，具體為一種適用于變直徑線纜自動收排放的控制方法。

背景技術

文獻1“國外潛用拖線陣收放系統簡介，聲學與電子工程，2009第3期，p21-22”介紹了國外拖線陣收放技術的發展情況。現代潛艇配置的拖線陣聲吶大多采用可收放系統，潛艇內安裝了拖線陣收放存儲裝置，拖纜和拖線陣存儲在艇內，使用時將拖線陣放出。使用完畢后將拖線陣收入艇內。可收放系統具有使用方便，對潛艇機動性影響小的優點。美國“洛杉磯”級、“海浪”級、英國“機敏”級、德國U212A等潛艇都裝備了可收放的拖線陣聲吶。潛用拖線陣收放裝置安裝在耐壓殼體以外，需在水下、無人輔助的條件下完成拖線陣的收放，由于特殊的環境和操作方式，收放系統設計需解決諸如拖線陣的初始安全釋放、在艇內的傳輸和保護、往復收放的可靠性等問題。但關于潛用拖線陣收放系統的技術資料非常有限。

文獻2“無人值守式水下絞車系統研究，水雷戰與艦船防護，2010.02，Vol.18，No.1p43-46”在介紹國外幾種典型的水下絞車及一種不排索型水下絞車和單層排索型水下絞車原理樣機后，公開了一種無人值守式水下絞車外形及原理。該絞車具有導索裝置，可避免收放過程中纜索的打結和纏繞，提高收放時的可靠性，但該絞車只適合單一纜索直徑的收放控制，對于多種纜索直徑的排繞將受到限制。

水下航行器加裝的光纖拖線陣后其釋放和回收均是在無人狀態下執行的，釋放時若不能將拖線陣纜盤上放出的纜線實時拖出航行器外將使纜線在航行器內出現冗余堆積、彎折拖線陣并擠壓航行器，危及拖線陣和航行器的安全；實際針對光纖拖線陣，同時有三種不同的直徑及其對應長度，為保證拖線陣在水下多次釋放后仍能安全回收，要求每次收放過程中線纜均能緊密的排列在一起。文獻1雖然介紹了幾種潛用拖線陣的外形結構和關鍵技術，但關鍵技術尚未公開、無法參考；文獻2雖能實現纜線的往復收放控制，但僅局限在單一線纜直徑下，而無法滿足變直徑線纜重復釋放、回收及緊密排纜的控制要求。

發明內容

為提高航行器加裝光纖拖線陣后釋放和回收的安全性同時突破多種直徑下纜線反復釋放、回收后仍能緊密排繞問題，本發明提出了一種適用于變直徑線纜自動收排放的控制方法。該方法采用基于穩定力矩判定的釋放、回收速度控制算法實現了釋放和回收的安全性；同時，通過對收放纜實時長度、速度的測量并結合當前纜徑實時調整排纜驅動速度，從而實現了不同纜徑、長度下緊密排纜的雙軸聯動控制。在反復收放中纜線始終能保持相對緊密的狀態，提高了變直徑線纜收放的可靠性。

本發明的技術方案為：

所述一種適用于變直徑線纜自動收排放的控制方法，其特征在于：包括起始安全釋放控制、拖線陣安全回收控制和收放時的緊密排纜控制；

所述起始安全釋放控制采用基于穩定力矩判定的釋放速度控制算法，根據在收放過程中，通過傳感器測得的纜盤受到的收放扭矩T，控制纜盤的放纜速度：

其中v_f為放纜速度，T₀為起始釋放力矩閾值，T_max為最大允許力矩，V_max為最大允許速度，T₁為當放纜速度逐漸增大到V_max時對應的力矩；

所述拖線陣安全回收控制采用基于穩定力矩判定的回收速度控制算法，根據在收放過程中，通過傳感器測得的纜盤受到的收放扭矩T，控制纜盤的收纜速度：