[发明专利]一种用于小型水下航行器的推进器转速转向控制装置

权利要求书

1.一种用于小型水下航行器的推进器转速转向控制装置，其特征在于：转速控制信号为PWM形式信号；转向控制信号为电压形式极性开关信号；所述控制装置由软控模块、系统晶振、可编程定时器/计数器、反向放大电路、可编程数字I/O模块、第一反相器、光耦电平转换电路、第二反相器、继电器、瞬态抑制二极管组成；

其中可编程定时器/计数器由软控模块确定计数初值，并结合系统晶振生成占空比可调的PWM信号PWM_1，PWM_1经反向放大电路输出PWM_2作为水下推进器的PWM形式转速控制信号；

具体而言，采用可编程定时器/计数器8254，通过定频调宽的方法生成占空比可调的PWM信号：可编程定时器/计数器8254的计数器0和计数器1的时钟端CLK同时接到系统晶振，计数器0设置为方波发生器，产生可编程的定时周期信号，计数器1设置为可重复触发的单稳态触发器；计数器1的控制端GATE1与计数器0的输出端OUT0相连，当定时周期的脉冲信号在OUT0出现时，触发计数器1的计数过程，同时计数器1的输出端OUT1变为低电平，低电平持续时间由计数器0和计数器1预置的计数初值确定，其中计数器0的计数初值决定PWM信号的时钟周期，计数器1的计数初值决定PWM信号的占空比，当计数初值减到零时，OUT1变为高电平，产生占空比可调的PWM信号；

软控模块控制可编程数字I/O模块输出信号；当可编程数字I/O模块输出信号经第一反相器后，由第一反相器的输出端引入到光耦电平转换电路输入端的阴极，经由光电隔离和电平转换，光耦电平转换电路输出端的发射极输出信号再输入第二反相器，第二反相器的输出端引入到继电器的输入端；当继电器的输入端为低电平时，继电器动作，当继电器的输入端为高电平，继电器不动作；DIR+和DIR-为水下推进器的电压形式转向控制信号，所述电压形式转向控制信号DIR+和DIR-由继电器产生，为具有设定幅值的极性开关信号；在继电器输出DIR+和DIR-信号的引脚上并联瞬态抑制二极管实现输出双向过压保护。

2.根据权利要求1所述一种用于小型水下航行器的推进器转速转向控制装置，其特征在于：第一反相器和第二反相器均由集成达林顿管ULN2803构成，采用反相逻辑；

第一反相器的GND端接地，COM端悬空，输入信号为可编程数字I/O模块的输出信号，当输入信号为高电平时，第一反相器内部对应三极管为饱和状态，输出端接到电源GND，第一反相器输出端为低电平；

第二反相器的GND端接地，COM端接到继电器的电源VCC端，第二反相器的输出端接到继电器的输入端，第二反相器输入端接入高电平时，输出端为低电平，继电器线圈两端存在电压差，线圈流过电流，继电器开关动作，改变原有状态；第二反相器的输入端接入低电平时，输出端为高电平且为VCC值，继电器线圈两端电压相等，继电器线圈无电流，继电器不动作，保持原有状态。