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专利摘要

本发明公开了一种无轴推进矢量控制系统，包括客户端交互系统、主控制系统、无轴推进系统：所述客户端交互系统用于将操作员输入的指令打包处理发送至主控制系统；所述主控制系统以ESP8266微控制单位为核心搭建，包括PWM驱动单元、舵机供电单元、电机供电单元、反馈单元、系统供电单元和信号整合单元，其作用是将客户端交互系统发送的信号按照相应的通信协议解析，输出可控制的电平信号。本发明开发了一套适用于无轴推进系统、协调控制多台无轴推进系统的矢量控制系统，精准控制两台台或者多台无轴推进器的工作状态，确保船舶能够在驾驶员简单的操作下便能实现平移运动在内的复杂机动，以提升船舶在复杂水域的机动能力和可操作性。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202110618566.0
申请日期:
2021-06-03
专利申请人:
武汉理工大学
分类号:
H02P21/00 ; H02P21/18 ; H02P21/22 ; H02P27/08
发明/设计人:
陈守田，杨叶凡，欧阳武，张彦
权利要求: 1.一种无轴推进矢量控制系统，包括客户端交互系统、主控制系统和无轴推进系统：其特征在于：所述客户端交互系统与主控制系统通过无线连接通信，接收客户端交互系统的指令信号，所述主控制系统与无轴推进系统由电源线和信号线连接，所述主控制系统通过电源线和信号线提供电能和发送信号到无轴推进系统，以控制无轴推进系统的工作状态，所述无轴推进系统包括至少两台具有全回转功能的无轴推进器。2.如权利要求1所述的无轴推进矢量控制系统，其特征在于：所述主控制系统是以ESP8266微控制器为核心，包含PWM驱动单元、舵机供电单元、电机供电单元、反馈单元、系统供电单元和信号整合单元搭建的高集成度的实时在线控制系统，主控制系统由ESP8266微控制单元接受信号处理信号，并控制PWM驱动单元、舵机供电单元、电机供电单元产生相应的电流和电平信号，经由信号整合单元传递至无轴推进系统，从而控制无轴推进系统的工作状态。3.如权利要求2所述的无轴推进矢量控制系统，其特征在于：所述主控制系统接收到客户端交互系统发送的指令后，将指令分为方向变化指令和航速变化指令两部分，方向变化指令和航速变化指令经过主控制系统处理后分别控制两个无轴推进器的工作状态。4.如权利要求3所述的无轴推进矢量控制系统，其特征在于：所述航速变化指令经主控制系统先计算出无轴推进器推力期望，再跟进无轴推进器推力期望分别计算出两个无轴推进器的电机转速，电机转速通过信号线传输给无轴推进系统，控制相应的无轴推进器的电机，从而改变无轴推进器产生的推力使船舶航速发生改变，船舶航速反馈到主控制系统，进而实时更新航速变化指令，形成闭环。5.如权利要求4所述的无轴推进矢量控制系统，其特征在于：所述方向变化指令经主控制系统先计算出舵角，再分别计算两个无轴推进器的回转角，通过控制两个无轴推进器的回转角回转角度来控制无轴推进系统的方向，船舶的方向变化反馈到主控制系统，进而实时更新方向变化指令，形成闭环。6.如权利要求5所述的无轴推进矢量控制系统，其特征在于：船舶的方向变化反馈的具体方式为：通过角度传感器实时读取每个无轴推进器旋转角度并反馈给反馈单元的控制电路，反馈单元的控制电路根据目标值与当前反馈值生成控制信号控制驱动无轴推进器的回转电机，使无轴推进器快速旋转到目标角度。7.如权利要求6所述的无轴推进矢量控制系统，其特征在于：所述客户端交互系统的物理连接层采用WIFI信号，应用层采用socket，从而实现对处在不同网络地点的对象寻址与连接。8.如权利要求7所述的无轴推进矢量控制系统，其特征在于：所述客户端交互系统是使用windows平台开发的并运行于安卓系统的操作终端，所述客户端交互系统将操作员的操作指令打包发送至主控制系统。9.如权利要求8所述的无轴推进矢量控制系统，其特征在于：所述客户端交互系统采用基于发送心跳包设计的SOCKET长连接与主控制系统保持长期处于在线状态。