[发明专利]一种便携式自主水下航行器的推进与操纵一体化控制装置

权利要求书

1.一种便携式自主水下航行器的推进与操纵一体化控制装置，其特征在于：包括DSP处理器、超深检测传感器、无线通信接口、CAN通信接口、IPM芯片及外围电路、电源转换电路；

DSP处理器通过CAN通信接口接收水下航行器控制管理中心对左水平舵、右水平舵、上垂直舵及下垂直舵下达的操舵指令，以及推进电机的转速指令；DSP处理器根据操舵指令产生并输出相应占空比的四路PWM信号分别至四路舵机信号线，控制四路舵机运转；DSP处理器根据推进电机的转速指令，输出控制电压信号控制IPM芯片内部六个功率管进行三相全桥驱动，实现转速调节，使推进电机转速根据控制要求进行改变；

超深检测传感器检测水下航行器航行深度，并发送给DSP处理器，当发生超深工况时，DSP处理器发出超深控制指令，使电机停转且左、右水平舵打极限上舵；

DSP处理器通过无线通信接口接收无线设备传输的超深工况检测阀值，并将推进电机运行状态数据以及舵机舵角数据回传至无线设备；

所述电源转换电路将水下航行器电源输出电压转换为控制装置中各元器件和电路所需供电电压。

2.根据权利要求1所述一种便携式自主水下航行器的推进与操纵一体化控制装置，其特征在于：还包括EEPROM存储模块，DSP处理器将推进电机运行状态数据以及舵机舵角数据实时存储在EEPROM存储模块中。

3.根据权利要求1或2所述一种便携式自主水下航行器的推进与操纵一体化控制装置，其特征在于：还包括霍尔位置传感器，霍尔位置传感器安装在推进电机中，霍尔位置传感器的输出信号输出至DSP处理器，推进电机的电压和电流信号也输出至DSP处理器；DSP处理器根据推进电机的转速指令、根据霍尔位置传感器计算得到的电机实时转速、以及推进电机的电压和电流信号，根据双闭环PID调节算法，控制IPM芯片内部六个功率管的开关状态，实现转速调节。

4.根据权利要求3所述一种便携式自主水下航行器的推进与操纵一体化控制装置，其特征在于：还包括采样芯片、数字电位器、运算放大器、矩阵开关、温度传感器和振动传感器；

所述温度传感器采用贴片式三线制电阻温度传感器，并通过耐温粘合剂安装在电机绕组表面；

所述振动传感器采用磁吸两轴式振动传感器，两台振动传感器分别吸附在水下航行器壳体内侧和电机本体上，且两台振动传感器安装位置连线与水下航行器纵向轴线正交；

DSP处理器控制数字电位器输出基准电压至运算放大器；运算放大器将电压信号转换为激励电流信号并输出至矩阵开关；DSP处理器控制矩阵开关对应通道的开启与关断；通过矩阵开关将激励电流信号输出至温度传感器；温度传感器将采集的电压信号输出至采样芯片；振动传感器输出的电流信号经过信号转换电路转换为电压信号输出至采样芯片；采样芯片根据基准电压芯片输出的基准电压，完成对两路电压信号的采集；采样芯片将采集到的数据信息发送至DSP处理器。