[发明专利]无人艇转速差动减摇增稳系统及方法

权利要求书

1.一种无人艇转速差动减摇增稳系统，其特征在于：包括推进部、推进控制部、尾舵部和尾舵控制部，其中，

推进部包括左螺旋桨推进器(2)、左驱动机构(21)、右螺旋桨推进器(3)和右驱动机构(31)，并有：

所述左驱动机构(21)驱动左螺旋桨推进器(2)，所述右驱动机构(31)驱动右螺旋桨推进器(3)，所述左螺旋桨推进器(2)和右螺旋桨推进器(3)旋转方向相反，在产生推力的同时，通过转速差动产生滚转力矩；

推进控制部包括滚转角速度陀螺(6)、滚转角速度指令器(61)和滚转角速度控制器(62)，并有：滚转角速度指令器(61)和滚转角速度控制器(62)依次连接至推进部，滚转角速度陀螺(6)连接至滚转角速度控制器(62)；

尾舵部包括左舵(4)、左舵机(41)、右舵(5)和右舵机(51)，并有：左舵机(41)用于驱动左舵(4)，右舵机(51)用于驱动右舵(5)，左舵(4)和右舵(5)同步偏转，共同产生偏航力矩；

尾舵控制部包括偏航角速度陀螺(7)、偏航角速度指令器(71)和偏航角速度控制器(72)，并有：偏航角速度指令器(71)和偏航角速度控制器(72)依次连接至和尾舵部，偏航角速度陀螺(7)连接至偏航角速度控制器(72)。

2.一种无人艇转速差动减摇增稳方法，其特征在于：包括权利要求1所述的无人艇(1)转速差动减摇增稳系统，还包括滚转角速度增稳和控制，以及偏航角速度增稳和控制步骤，其中，

所述滚转角速度增稳和控制的具体步骤包括：

滚转角速度指令器(61)与上位机相连，根据上位机给出的滚转角误差eφ产生滚转角速度指令uP，并发送给滚转角速度控制器(62)；

同时，滚转角速度陀螺(6)检测无人艇(1)的滚转角速度P，并发送给滚转角速度控制器(62)；

然后，滚转角速度控制器(62)根据滚转角速度指令uP和滚转角速度P，计算滚转角速度误差eP；滚转角速度控制器(62)根据滚转角速度误差eP生成转速差动增量控制指令uΔΩ，从而获得左螺旋桨推进器(2)的转速增量控制指令uΩ_L和右螺旋桨推进器(3)的转速增量控制指令uΩ_R，且uΩ_L和uΩ_R大小相等，方向相反；

滚转角速度控制器(62)将uΩ_L和uΩ_R分别发送给左驱动机构(21)和右驱动机构(31)；在差动增量控制指令uΔΩ的作用下，左螺旋桨推进器(2)和右螺旋桨推进器(3)产生可控的滚转力矩L及对应的滚转角速度P，实现了滚转角速度增稳和控制；

所述偏航角速度增稳和控制的具体步骤包括：

偏航角速度指令器(71)与上位机相连，根据上位机给出的偏航角误差eψ产生偏航角速度指令uR，并发送给偏航角速度控制器(72)；

同时，偏航角速度陀螺(7)检测无人艇(1)的偏航角速度R，并发送给偏航角速度控制器(72)；

然后，偏航角速度控制器(72)根据偏航角速度指令uR和偏航角速度R，计算偏航角速度误差eR；接着，偏航角速度控制器(72)根据偏航角速度误差eR生成尾舵同步控制指令uΘ，从而获得左舵(4)控制指令uΘ_L与右舵(5)控制指令uΘ_R，且左舵(4)控制指令uΘ_L与右舵(5)控制指令uΘ_R大小相等，方向相同；

偏航角速度控制器(72)将uΘ_L和uΘ_R发送给尾舵部的左舵机(41)和右舵机(51)；在uΘ_L和uΘ_R的作用下，左舵(4)和右舵(5)同步偏转，产生偏航力矩N和对应的偏航角速度R，实现了偏航角速度增稳和控制。