[发明专利]一种船舶主机遥控操纵器油门档位的控制方法

说明书

本发明公开的船舶主机遥控操纵器油门档位的控制方法，通过两个MEMS运动传感器分别将操纵手柄和操纵底座的当前的转动角速度数据实时传输至微控制器，由微控制器分别计算得到操纵手柄和操纵底座的当前转动角度，再计算操纵手柄转动后的空间向量并计算操纵手柄当前的实际转动角度，通过CAN通信电路将操纵手柄当前的实际转动角度数据传输至微控制器，最终由微控制器计算并确定操纵手柄当前的实际转动角度对应的实际油门档位，实现对船舶柴油发动机油门档位的远程操控和切换。该方法可有效消除船体在风浪等外力作用下发生晃动所导致的操纵手柄的转动，确保每次操纵手柄的转动都等同人为操作，从而保证对船舶柴油发动机油门档位的远程操控精度。

技术领域

本发明属于船舶操控领域，具体是一种船舶主机遥控操纵器油门档位的控制方法。

背景技术

船舶上配备的主机遥控操纵器，是一种利用不同的档位来实现对船舶柴油发动机油门控制的人机操作设备。目前市面上的操纵器主要以电位器旋转作为不同档位的角度传感器，该角度传感器的缺点是：采用比例传动机械结构，体积大，无法小型化；对装配精度要求高；在使用过程会有物理磨损从而降低了旋转精度；安装形式单一，防水设计较难处理，防水性不好，防水等级一般为IP22，防水结构成本偏高。

MEMS传感器是惯性器件的一个大的种类，制造采用集成电路的加工工艺，明显区别于其他惯性传感器。其优点在于寿命更长、制造成本低廉且可靠性更高，同时具有体积更小、重量更轻、耗电量更小、易集成、能大批量生产等特点。随着MEMS技术快速发展，MEMS传感器性能越来越高，价格越来越低。在船用操纵器中使用MEMS运动传感器替代传统电位器具有明显的经济价值和技术价值。鉴于此，本发明基于MEMS传感器，提出一种船舶主机遥控操纵器油门档位的控制方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种操控精度高的船舶主机遥控操纵器油门档位的控制方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种船舶主机遥控操纵器油门档位的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、在船体安装主机遥控操纵器，该主机遥控操纵器包括操纵手柄、操纵底座、第一MEMS运动传感器和运动传感器处理模块，所述的运动传感器处理模块包括第二MEMS运动传感器、微控制器、CAN通信电路和电源管理电路，所述的电源管理电路用于向所述的第一MEMS运动传感器、第二MEMS运动传感器、微控制器和CAN通信电路供电，所述的操纵底座固定在船体上，所述的运动传感器处理模块安装在所述的操纵底座上，所述的第一MEMS运动传感器安装在所述的操纵手柄上，所述的操纵手柄可转动地安装在所述的操纵底座上，所述的操纵底座上设置有限位装置，所述的限位装置将所述的操纵手柄的转动角度限制在0～δ度范围内；

步骤二、设定船舶柴油发动机油门档位数量ρ，ρ为正整数，每个档位下操纵手柄的转动角度范围为δ/(ρ-1)；

步骤三、将主机遥控操纵器初始化，上电，获取第一MEMS运动传感器的绝对坐标系与第二MEMS运动传感器的绝对坐标系之间的夹角(α₀,β₀,γ₀)，将其保存在微控制器中，用于坐标系同步和校准；

步骤四、转动操纵手柄，第一MEMS运动传感器随操纵手柄转动，第一MEMS运动传感器采集操纵手柄当前的转动角速度(ω_x,ω_y,ω_z)并将当前的转动角速度数据实时传输至微控制器，第二MEMS运动传感器采集操纵底座当前的转动角速度(ω_x′,ω_y′,ω_z′)并将当前的转动角速度数据实时传输至微控制器，由微控制器分别计算得到操纵手柄的当前转动角度(α,β,γ)和操纵底座的当前转动角度(α′,β′,γ′)；