[發明專利]一種用于自航船模的航行狀態智能監測預警方法及其系統

在審

• 申請號: 202110133239.6
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112829897A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 王斐;乾東岳;閆濤;栗克國;馮小香;張明進;李兵帥
• 申請（專利權）人: 交通運輸部天津水運工程科學研究所
• 主分類號: B63B71/20
• 分類號: B63B71/20;B63B79/20;G01M10/00
• 代理公司: 北京沁優知識產權代理有限公司 11684
• 代理人: 甄丹鳳

一種用于自航船模的航行狀態智能監測預警方法及其系統，包括步驟S1，獲取左右兩個舵機(3)的扭矩及舵角角度數據，判斷舵機(3)是否異常；步驟S2，獲取螺旋槳實測轉速及螺旋槳實際推力數據，判斷螺旋槳推力是否異常；步驟S3?1，獲取電池功率，推算船模轉速；步驟S3?2，判斷電池功率是否異常；步驟S4，若舵機(3)異常報警、螺旋槳(4)異常報警、電池功率異常，則進行報警；監測舵機(3)、電機(5)及電池(8)的效能，發生異常進行報警，可提高試驗結果精度及保證船模的安全性，發生異常時控制所述電機(5)轉速及所述舵機(3)的聯動運轉及舵角，能實時反映控制船模運轉狀態。

技術領域

本發明涉及船模監測預警技術領域，尤其是一種用于自航船模的航行狀態智能監測預警方法及其系統。

背景技術

基于水工/河工模型的小尺度遙控自航船模是研究船舶與水流相互作用、反映船舶操縱參數的重要手段，相比于數學模型和基于數模模型的船舶模擬器，具有直觀性強、精度高的優勢，被廣泛應用于山區航道整治和重大工程通航建筑物的研究；自航船模操縱試驗可綜合體現船舶與水流的相互耦合作用，用于航道條件評價與通航建筑物設計優化等；但實際應用中，船模操縱人員在試驗中無法實時獲取船模動力系統狀態與船體運動姿態，易導致誤判，最終影響試驗結果精度；現有自航船模試驗技術存在其局限性，如操縱者難以克服的時間比尺問題、人工駕駛隨機性問題、螺旋槳等船模部件發生故障未能及時顯示等；其中自航船模在物理模型試驗中，船模零部件發生故障直接影響船模航行方向及航行動力、船模漂角和舵角等參數，甚至關系到船模航行的安全性；同一試驗下，不同船模操縱者在遇到不利航行條件時反應時間及操作習慣在模型試驗結論中對判別通航水流條件有較大偏差，因此需要實時監測重要零件的效能并及時報警。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種用于自航船模的航行狀態智能監測預警方法及其系統。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種用于自航船模的航行狀態智能監測預警方法，包括以下步驟：

步驟S1，獲取左右兩個舵機的扭矩及舵角角度數據，判斷舵機是否異常；

步驟S2，獲取螺旋槳實測轉速及螺旋槳實際推力數據，判斷螺旋槳推力是否異常。

優選的，所述步驟S1包括：

步驟S1-1，分別獲取同一時刻左舵右舵兩個舵機的扭矩及舵角角度數據；

步驟S1-2，計算左舵與右舵舵角差的絕對值：

deltα＝|α_L-α_R| (1-1)

計算左舵與右舵扭矩偏差：

步驟S1-3，判斷左舵右舵舵角是否同步。

優選的，所述步驟S1還包括：

步驟S1-4，分別獲取不同時刻左舵右舵兩個舵機的扭矩及舵角角度數據，

步驟S1-5，計算右舵舵角時間變幅：

deltαT_R＝|α_R,n-α_R,n-1| (1-3)

計算左舵舵角時間變幅：

deltαT_L＝|α_L,n-α_L,n-1| (1-4)

計算左舵扭矩時間變幅：

計算右舵扭矩時間變幅：