[发明专利]船舶航向及航迹保持远程试验系统及方法

权利要求书

1.一种船舶航向及航迹保持远程试验系统，其特征在于：包括船模、风速风向感知系统、数据采集及传送系统、数据接收及处理系统以及远程客户端；所述船模为自航行船模；

所述船模为自航行船模，具有集中可控的操纵和推进系统，所述操纵和推进系统包括电机(6)、由所述电机(6)驱动的螺旋桨(7)、舵(8)、舵机(9)和可编程自动化控制器PAC(11)，所述舵(8)受控于所述舵机(9)，所述电机(6)和所述舵机(9)与所述可编程自动化控制器PAC(11)连接并受其控制；

所述风速风向感知系统包括安装在所述船模上的风速传感器(10)和风向传感器(5)；

所述数据采集及传送系统包括安装于所述船模上的航向和航迹数据采集模块以及数据实时传送模块，所述航向和航迹数据采集模块用于采集所述船模的平面位置、水平速度、艏向角、转动速度、摇荡速度、舵角及转舵速度和推进器转速及其变化率；

所述数据接收及处理系统包括数传和图传接收装置；

所述远程客户端包含联网岸机；

所述风速传感器(10)和所述风向传感器(5)将所采集到数据传送给所述数据采集及传送系统，所述数据采集及传送系统通过所述数据实时传送模块将数据传送给所述数据接收及处理系统，所述数据接收及处理系统与所述远程客户端的所述联网岸机通过网络连接，并将接收到的数据传递给所述联网岸机。

2.根据权利要求1所述的一种船舶航向及航迹保持远程试验系统，其特征在于：所述航向和航迹数据采集模块包括差分全球定位系统DGPS(1)、三维电子罗盘(2)和姿态测量仪MTI(3)，所述数据实时传送模块包括数传电台(4)，所述差分全球定位系统DGPS(1)、所述三维电子罗盘(2)、所述姿态测量仪MTI(3)和所述数传电台(4)均分别与所述可编程自动化控制器PAC(11)连接。

3.根据权利要求1所述的一种船舶航向及航迹保持远程试验系统，其特征在于：所述远程客户端包括第一联网岸机(14)和第二联网岸机(16)，所述第二联网岸机(16)上安装有远程控制软件(15)，所述第一联网岸机(14)与所述数传和图传接收装置连接。

4.根据权利要求1所述的一种船舶航向及航迹保持远程试验系统，其特征在于：所述船模上还安装有无线wifi摄像头(12)，所述无线wifi摄像头(12)直接入所述第二联网岸机(16)无线连接。

5.根据权利要求3所述的一种船舶航向及航迹保持远程试验系统，其特征在于：所述数传和图传接收装置为岸基数传电台(13)。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种船舶航向及航迹保持远程试验系统的方法，其特征在于：

第一步，将所有设备安装在水池岸边与所述船模上，然后将所述船模放入水池中，调整浮态使其正浮；

第二步：按照试验要求，设计所述船模在水池中航向信息，控制使所述船模启动；

第三步：所述航向和航迹数据采集模采集所述船模的数据，其中所述差分全球定位系统DGPS(1)实时记录所述船模的位置坐标(x，y)，所述三维电子罗盘(2)记录所述船模的艏向角θ和所述船模的试验设计航向ɑ，通过计算可得所述航模实际的航向偏差β＝ɑ-θ，所述航模实际的航迹偏差L＝y*sinα-x*cosα；

第四步：所述船模的所述可编程自动化控制器PAC(11)通过计算出来的所述航向偏差β、所述航迹偏差L以及设定好的控制规则自主得出需要控制的所述舵机(9)的转角δ和所述电机(6)的转速v，最终使所述船模沿着规划的航迹航行；

第五步，整个试验过程中，所述风速传感器(10)、所述风向传感器(5)和所述姿态测量仪MTI(3)实时记录着风速风向以及所述船模的运动姿态信息，并被所述船模的所述可编程自动化控制器PAC(11)采集，通过所述数传电台(4)发送到所述联网岸机上。