[發明專利]一種無極控制水翼傾斜角的方法及裝置

在審

• 申請號: 202110870136.8
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113401275A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 梁效寧;任波
• 申請（專利權）人: 四川摩比斯新能源水翼船有限責任公司
• 主分類號: B63B1/28
• 分類號: B63B1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種無極控制水翼傾斜角的方法，其特征在于包括以下步驟：

S100：水翼機構的無極控制裝置上電并初始化系統時鐘及各個接口，其中，

所述無極控制裝置包括裝置板載系統、微型減速步進電機及增量式編碼器，所述接口包括RS485接口、電機接口、編碼器接口及外部存儲器接口；

S200：裝置板載系統讀取外部存儲器所存儲的水翼機構相對于水面的傾斜角角度,所述無極控制裝置向船載航電系統反饋水翼機構相對于水面傾斜角角度，用以向船載航電系統輸入當前水翼機構狀態；

S300：裝置板載系統接收船載航電系統發送的啟動指令，激活所述無極控制裝置中水翼機構相對于水面傾斜角的無極控制功能；

S400：裝置板載系統接收船載航電系統發送的控制信息，解析控制信息所包含的待調節的傾斜角角度并向船載航電系統發送收到控制信息后的應答信息；

S500：判斷當前傾斜角角度與待調節的傾斜角角度是否相等，如果是，結束流程，否則，執行步驟S600；

S600：判斷當前傾斜角角度是否大于待調節的傾斜角角度，如果是，執行步驟S700，否則，執行步驟S800；

S700：根據微型減速步進電機的減速比，計算水翼機構調節到待調節的傾斜角角度時微型減速步進電機所需反轉的角度，其中，微型減速步進電機反轉用以減小水翼機構相對于水面的傾斜角角度，執行步驟S900；

S800：根據微型減速步進電機的減速比，計算水翼機構調節到待調節的傾斜角角度時微型減速步進電機所需正轉的角度，其中，微型減速步進電機正轉用以增大水翼機構相對于水面的傾斜角角度；

S900：當裝置板載系統控制微型減速步進電機轉到待調節的傾斜角角度時，微型減速步進電機停止轉動，向外部存儲器保存當前的傾斜角角度并通過RS485接口向船載航電系統反饋當前的傾斜角角度。

2.根據權利要求1所述的一種無極控制水翼傾斜角的方法，其特征在于，所述微型減速步進電機包括第一微型減速步進電機及第二微型減速步進電機。

3.根據權利要求2所述的一種無極控制水翼傾斜角的方法，其特征在于，所述增量式編碼器包括第一增量式編碼器及第二增量式編碼器。

4.根據權利要求3所述的一種無極控制水翼傾斜角的方法，其特征在于，第一增量式編碼器機械連接至第一微型減速步進電機、電連接至裝置板載系統并實時向裝置板載系統反饋第一微型減速步進電機轉動的角度；第二增量式編碼器機械連接至第二微型減速步進電機、電連接至裝置板載系統并實時向裝置板載系統反饋第二微型減速步進電機轉動的角度。

5.根據權利要求4所述的一種無極控制水翼傾斜角的方法，其特征在于，裝置板載系統根據第一增量式編碼器及第二增量式編碼器所反饋的角度各自分別對第一微型減速步進電機及第二微型減速步進電機進行伺服控制。

6.根據權利要求5所述的一種無極控制水翼傾斜角的方法，其特征在于，所述伺服控制包括采用PID算法各自分別對第一微型減速步進電機及第二微型減速步進電機位置環及速度環的雙環控制，其中，位置環作為外環，速度環作為內環，位置環的輸出作為速度環的輸入，速度環的輸出作為控制第一微型減速步進電機及第二微型減速步進電機的控制信息，用以各自分別實時調節及修正第一微型減速步進電機及第二微型減速步進電機的轉動角度。

7.一種無極控制水翼傾斜角的裝置，其特征在于，包括：船載航電系統、裝置板載系統、第一微型減速步進電機、第二微型減速步進電機、第一增量式編碼器、第二增量式編碼器及RS485接口，其中，

船載航電系統：用于解算船體姿態、控制船載動力裝置及控制水翼角度；

裝置板載系統：用以接收船載航電系統發送的數據并反饋信息至船載航電系統、計算并各自控制第一微型減速步進電機、第二微型減速步進電機各自的正、反轉動的角度，儲存當前正、反轉動的角度至裝置板載系統的外部存儲器；

RS485接口：其為耦接裝置，用以船載航電系統及裝置板載系統之間的耦接，并實現船載航電系統與裝置板載系統之間的數據通信；

第一微型減速步進電機、第二微型減速步進電機：用以正、反轉動并控制水翼傾斜角，并與第一增量式編碼器、第二增量式編碼器各自耦接；

第一增量式編碼器、第二增量式編碼器：用以各自感應第一微型減速步進電機、第二微型減速步進電機的實時轉動角度、發送實時轉動角度至裝置板載系統，并與第一微型減速步進電機、第二微型減速步進電機各自機械連接。