[發(fā)明專利]一種無軸推進(jìn)矢量控制系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110618566.0
• 申請(qǐng)日: 2021-06-03
• 公開（公告）號(hào): CN113422547A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳守田;楊葉凡;歐陽(yáng)武;張彥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P21/00
• 分類號(hào): H02P21/00;H02P21/18;H02P21/22;H02P27/08
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 楊宏偉

1.一種無軸推進(jìn)矢量控制系統(tǒng)，包括客戶端交互系統(tǒng)、主控制系統(tǒng)和無軸推進(jìn)系統(tǒng)：其特征在于：所述客戶端交互系統(tǒng)與主控制系統(tǒng)通過無線連接通信，接收客戶端交互系統(tǒng)的指令信號(hào)，所述主控制系統(tǒng)與無軸推進(jìn)系統(tǒng)由電源線和信號(hào)線連接，所述主控制系統(tǒng)通過電源線和信號(hào)線提供電能和發(fā)送信號(hào)到無軸推進(jìn)系統(tǒng)，以控制無軸推進(jìn)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，所述無軸推進(jìn)系統(tǒng)包括至少兩臺(tái)具有全回轉(zhuǎn)功能的無軸推進(jìn)器。

2.如權(quán)利要求1所述的無軸推進(jìn)矢量控制系統(tǒng)，其特征在于：所述主控制系統(tǒng)是以ESP8266微控制器為核心，包含PWM驅(qū)動(dòng)單元、舵機(jī)供電單元、電機(jī)供電單元、反饋單元、系統(tǒng)供電單元和信號(hào)整合單元搭建的高集成度的實(shí)時(shí)在線控制系統(tǒng)，主控制系統(tǒng)由ESP8266微控制單元接受信號(hào)處理信號(hào)，并控制PWM驅(qū)動(dòng)單元、舵機(jī)供電單元、電機(jī)供電單元產(chǎn)生相應(yīng)的電流和電平信號(hào)，經(jīng)由信號(hào)整合單元傳遞至無軸推進(jìn)系統(tǒng)，從而控制無軸推進(jìn)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

3.如權(quán)利要求2所述的無軸推進(jìn)矢量控制系統(tǒng)，其特征在于：所述主控制系統(tǒng)接收到客戶端交互系統(tǒng)發(fā)送的指令后，將指令分為方向變化指令和航速變化指令兩部分，方向變化指令和航速變化指令經(jīng)過主控制系統(tǒng)處理后分別控制兩個(gè)無軸推進(jìn)器的工作狀態(tài)。

4.如權(quán)利要求3所述的無軸推進(jìn)矢量控制系統(tǒng)，其特征在于：所述航速變化指令經(jīng)主控制系統(tǒng)先計(jì)算出無軸推進(jìn)器推力期望，再跟進(jìn)無軸推進(jìn)器推力期望分別計(jì)算出兩個(gè)無軸推進(jìn)器的電機(jī)轉(zhuǎn)速，電機(jī)轉(zhuǎn)速通過信號(hào)線傳輸給無軸推進(jìn)系統(tǒng)，控制相應(yīng)的無軸推進(jìn)器的電機(jī)，從而改變無軸推進(jìn)器產(chǎn)生的推力使船舶航速發(fā)生改變，船舶航速反饋到主控制系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)時(shí)更新航速變化指令，形成閉環(huán)。

5.如權(quán)利要求4所述的無軸推進(jìn)矢量控制系統(tǒng)，其特征在于：所述方向變化指令經(jīng)主控制系統(tǒng)先計(jì)算出舵角，再分別計(jì)算兩個(gè)無軸推進(jìn)器的回轉(zhuǎn)角，通過控制兩個(gè)無軸推進(jìn)器的回轉(zhuǎn)角回轉(zhuǎn)角度來控制無軸推進(jìn)系統(tǒng)的方向，船舶的方向變化反饋到主控制系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)時(shí)更新方向變化指令，形成閉環(huán)。

6.如權(quán)利要求5所述的無軸推進(jìn)矢量控制系統(tǒng)，其特征在于：船舶的方向變化反饋的具體方式為：通過角度傳感器實(shí)時(shí)讀取每個(gè)無軸推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)角度并反饋給反饋單元的控制電路，反饋單元的控制電路根據(jù)目標(biāo)值與當(dāng)前反饋值生成控制信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)無軸推進(jìn)器的回轉(zhuǎn)電機(jī)，使無軸推進(jìn)器快速旋轉(zhuǎn)到目標(biāo)角度。

7.如權(quán)利要求6所述的無軸推進(jìn)矢量控制系統(tǒng)，其特征在于：所述客戶端交互系統(tǒng)的物理連接層采用WIFI信號(hào)，應(yīng)用層采用socket，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)處在不同網(wǎng)絡(luò)地點(diǎn)的對(duì)象尋址與連接。

8.如權(quán)利要求7所述的無軸推進(jìn)矢量控制系統(tǒng)，其特征在于：所述客戶端交互系統(tǒng)是使用windows平臺(tái)開發(fā)的并運(yùn)行于安卓系統(tǒng)的操作終端，所述客戶端交互系統(tǒng)將操作員的操作指令打包發(fā)送至主控制系統(tǒng)。

9.如權(quán)利要求8所述的無軸推進(jìn)矢量控制系統(tǒng)，其特征在于：所述客戶端交互系統(tǒng)采用基于發(fā)送心跳包設(shè)計(jì)的SOCKET長(zhǎng)連接與主控制系統(tǒng)保持長(zhǎng)期處于在線狀態(tài)。