[实用新型]一种用于商船自主航行控制的实验平台

说明书

本实用新型提供一种用于商船自主航行控制的实验平台，包含船体，船体上设有：推进系统，包含螺旋桨、第一传动轴系、推进电机和推进电机驱动器；操纵系统，包含舵叶、第二传动舵系、舵机和舵机驱动器；电控系统，包含内置下位机的主控箱，下位机与推进电机驱动器和舵机驱动器连接；下位机与第一无线数传电台连接，第一无线数传电台与岸上的第二无线数传电台通信连接，第二无线数传电台与岸机连接；推进电机驱动器和舵机驱动器分别接收到岸机发送的电机转速与舵机角度控制信号转化的信号，推动螺旋桨转动及操控舵叶摆动。本实用新型将实时采集到的数据发送回岸机，便于实时监控实验过程，及时响应；保证平台后期较好的设备扩展、升级能力。

技术领域

本实用新型涉及智能商船自主航行控制领域，特别涉及一种用于商船自主航行控制的实验平台。

背景技术

在船舶运动控制领域，为了保证航行安全、降低能耗，在船舶设计开发过程中，需要对控制算法的有效性和控制系统的合理性进行多次反复地试验，收集各种海况下船舶控制的数据进行分析处理，给出控制性能的综合性评价，在此基础上对样品进行改进，最终形成产品，但是这需要花费较多的人力、物力、财力和时间。

针对上述这种情况，船舶航行控制实验平台被开发了出来，通过模拟船舶各种运动状态，对船舶控制系统和控制算法进行评价，检验了解样机和算法的性能，以保证海上试验的安全，减少海上实验次数，降低试验成本，缩短开发周期。

现有的船舶航行控制实验平台基本上都是在船模上安装计算机，在船模进行完一次实验返回岸边时才能进行数据的采集，缺乏实时性，并且无法对船模的运动状态进行实时控制，存在很多局限性。

现在云计算技术的发展使得对自主航行控制实验平台进行实时控制成为了可能，运用无线传输设备将船模采集的数据传输至岸边的岸机，让人们对船模的运动状态可以进行实时的控制和观测，大大提高了实验效率和准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于商船自主航行控制的实验平台，解决了现有的船舶实验平台存在的模型不耐用、数据不能实时传输、控制系统扩展性弱的问题。本实用新型的平台配备有两台无线数传电台，使得船模在水上航行时可以实时向岸机发送其运行状态的相关数据，同时可以通过岸机发出指令来实时控制船模的运动，从而实现了船模和岸机的实时交互，构成一个完整的实验平台，满足了智能船舶自主航行控制实验的需求。

为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种用于商船自主航行控制的实验平台，包含船体，所述船体上设有：推进系统，包含螺旋桨、第一传动轴系、推进电机和推进电机驱动器；所述推进电机驱动器与所述推进电机连接；操纵系统，包含舵叶、第二传动舵系、舵机和舵机驱动器；所述舵机驱动器与所述舵机连接；电控系统，包含控制箱，所述控制箱内置下位机、第一无线数传电台及所述推进电机驱动器与所述舵机驱动器；所述下位机分别与所述推进电机驱动器和所述舵机驱动器连接，所述下位机与所述第一无线数传电台连接，所述第一无线数传电台与设置在岸上的第二无线数传电台通信连接，所述第二无线数传电台与岸机连接；

其中，所述下位机通过无线数传电台接收所述岸机发送的电机转速控制信号和舵机角度控制信号，所述推进电机驱动器接收到所述电机转速控制信号转化后的相应电压和电流信号，驱动所述推进电机使得所述推进电机通过第一传动轴系推动所述螺旋桨转动，以推动整个船体在水中运动；所述舵机驱动器接收到所述舵机角度控制信号转化后的相应电压和电流信号，驱动舵机使得舵机通过第二传动舵系操控舵叶摆动，以操控船体的转向运动。

优选地，所述下位机分别接收所述推进电机驱动器和所述舵机驱动器反馈的螺旋桨转速和舵角，并通过无线数传电台传送给所述岸机。

优选地，所述电控系统设有为船体供电的电源模块；所述下位机与所述电源模块连接，接收所述电源模块输出的低电量报警信号，通过无线数传电台传送给所述岸机。