[发明专利]高速船舶艉部截流器系统及控制方法

摘要

本发明涉及一种高速船舶艉部截流器系统及控制方法，驾驶室显示控制单元接收操作人员的控制指令，中央控制单元采集船舶横摇、纵摇和垂荡三自由度姿态信号以及航速信号、舵令信号，经核心控制模块解算输出控制指令，并通过CAN总线将控制指令信号发送至各伺服驱动单元组，驱动各执行机构组带动截流板运动，各伺服驱动单元组接收截流板的状态反馈信号，将接收到的状态反馈信号传送到中央控制单元进行处理，并通过驾驶室显示控制单元的人机交互界面进行行程状态指示和报警显示。本发明能实现对高速船舶的纵倾及横倾调节、实时运动姿态控制、协同转向控制及辅助操舵控制，对高速船舶的运动姿态控制效果明显，有效提高了高速船舶的适航性能。

主权项

1.一种高速船舶艉部截流器系统的控制方法，该系统包括驾驶室显示控制单元、中央控制单元、驱动供电箱、伺服驱动单元组、执行机构组，所述驾驶室显示控制单元接收操作人员的控制指令，中央控制单元采集船舶横摇、纵摇和垂荡三自由度姿态信号以及航速信号、舵令信号，经核心控制模块解算输出控制指令，并通过CAN总线将控制指令信号发送至各伺服驱动单元组，驱动各执行机构组带动截流板运动，所述各伺服驱动单元组接收截流板的状态反馈信号，将接收到的状态反馈信号传送到中央控制单元进行处理，并通过驾驶室显示控制单元的人机交互界面进行行程状态指示和报警显示，其特征在于：所述控制方法包括手动控制模式和自动控制模式，中央控制单元接收驾驶室控制显示单元的操作模式指令，采集船舶姿态测量传感器信号、航速信号和操舵指令信号，对各截流器执行机构截流板的运动行程进行解算，选用手动控制模式时，通过驾驶室控制显示单元上的横倾、纵倾角度控制按钮，输出相应部位水平安装的截流板行程控制指令信号，分别驱动相应的执行机构组带动水平安装的截流板运动；选用自动控制模式时，则分为自动纵倾控制、自动横倾控制、实时姿态控制、协同转向控制和辅助操舵控制模式：在自动纵倾、自动横倾模式下，核心控制模块根据倾角控制目标和当前船舶姿态及航速信号，调用系统内专家库相应模式下截流板行程参数，实时解算并输出相应部位水平安装截流板行程控制指令信号；在实时姿态控制模式下，核心控制模块根据当前船舶姿态及航速信号，解算减小船舶的横摇所需的行程和控制纵向最优姿态的垂向行程，求和处理后将控制指令实时分配至各水平安装截流板执行机构的伺服驱动单元；在协同转向控制模式下，核心控制模块根据船舶转舵信号，输出相应部位水平安装截流板行程控制指令信号，减小转向时船舶横倾；在辅助转舵模式下，核心控制模块根据当前船舶姿态、航速信号和操舵指令，核心控制模块解算垂向安装截流板的行程控制指令，减小船舶转向半径，减轻船舶转弯时失速带来的不良影响。