The invention relates to a control system for a buoyancy regulating device, including a microprocessor unit, a digital I/O unit, an analog acquisition unit, a control and management circuit, a power module, a communication protocol converter, a DC motor, a solenoid valve, a sensor, etc. The system can control the hydraulic system according to the change of the actual situation, and change the volume ratio of the inner and outer skin capsule through oil transfer, thus realizing the function of adjusting buoyancy. In the system, the microprocessor is the core part of the system, and communicates with the computer through the serial port. At the same time, the microprocessor also interacts with the digital I / O unit and the analog acquisition unit through the bus. The control and management circuit controls the motor and other equipment, and at the same time can sample the current state when the motor is running, so as to achieve stable closed-loop control. The power module supplies power for control equipment and power equipment respectively. The invention has the characteristics of small volume, stable and reliable operation, and is suitable for the requirement of automatic buoyancy adjustment of underwater equipment.
【技术实现步骤摘要】
一种用于浮力调节装置的控制系统
本专利技术涉及控制水下航行器浮力状态的自主调节,具体的说是一种用于浮力调节装置的控制系统。
技术介绍
无人水下航行器(UUV)是一种融合了多种技术的新型航行体,其中主要包括防水结构设计、推进器技术、能量储存与应用、计算机控制、数据融合处理、定位导航、远程通信、传感器等方面。目前,UUV可以应用于海洋资源的勘探、海洋油气的开发、水下线缆的敷设等。因此具有很广阔的发展前景。由于在每次的作业过程中所要搭载的设备不尽相同,因此载体在每次入水时的浮力状态都不相同,浮心、重心等参数就会发生变化,这样就需要人工的重新对载体进行配平。传统的方法是对载体进行静力计算,然后通过重新分配各单元的配重与浮力使载体达到平衡状态。此后,在整个航行过程中,载体所受的浮力将恒定不变。一般情况下,为确保航行的安全性,配平时使载体保持3kg左右的正浮力,但是这样也会带来一系列的缺陷,例如,为平衡载体的正浮力,航行时须带有一定的攻角,阻力相对较大。另外当作业环境包括航行水域和航行深度在航行过程中发生变化时,载体的浮力状况将发生变化,重心和浮心的相对位置也将发生变化,变化的结果可能不适合的航行。因此研制具有浮力调节功能的装置的必要性就显现了出来。具备了这样的功能之后,当载荷发生变化时,就不再需要耗费大量的人力物力以及时间去进行配平,而是由载体自主的完成整个过程,同时也避免了可能产生的人为误差。另外,浮力调节系统在航行过程中可以按照要求调节载体的横倾角和纵倾角,以有利于载体在变深度航行时以最佳的攻角,最佳姿态来航行。浮力调节系统还可以预置先进的控制算法,根据闭环控制 ...
【技术保护点】
1.一种用于浮力调节装置的控制系统,其特征在于,包括:信号检测单元,连接控制管理电路,用于检测液压系统的电机电流信号、油的压力信号、油的流量信号并输出给控制管理电路;控制管理电路,连接模拟量采集单元,用于将接收的液压系统的电机电流信号、油的压力信号、油的流量信号转换成对应的电压信号输出给模拟量采集单元;还连接数字I/O单元、直流电机和电磁阀组单元,用于根据接收的放大的数字控制信号输出相应的控制信号给直流电机和电磁阀组单元;模拟量采集单元,连接微处理器单元,用于将接收的电压信号转换成数字检测信号输出给微处理器单元;微处理器单元,连接通信协议转换器单元,用于根据接收的数字检测信号和通信协议转换器单元的控制指令输出数字控制信号给数字I/O单元;数字I/O单元,连接微处理器单元、控制管理电路,用于将接收的数字控制信号放大并输出给控制管理电路;通信协议转换器单元,连接上位机、微处理器单元,用于实现上位机、微处理器单元之间的通信;电源模块,连接上述单元,用于为上述单元提供电能。
【技术特征摘要】
1.一种用于浮力调节装置的控制系统,其特征在于,包括:信号检测单元,连接控制管理电路,用于检测液压系统的电机电流信号、油的压力信号、油的流量信号并输出给控制管理电路;控制管理电路,连接模拟量采集单元,用于将接收的液压系统的电机电流信号、油的压力信号、油的流量信号转换成对应的电压信号输出给模拟量采集单元;还连接数字I/O单元、直流电机和电磁阀组单元,用于根据接收的放大的数字控制信号输出相应的控制信号给直流电机和电磁阀组单元;模拟量采集单元,连接微处理器单元,用于将接收的电压信号转换成数字检测信号输出给微处理器单元;微处理器单元,连接通信协议转换器单元,用于根据接收的数字检测信号和通信协议转换器单元的控制指令输出数字控制信号给数字I/O单元;数字I/O单元,连接微处理器单元、控制管理电路,用于将接收的数字控制信号放大并输出给控制管理电路;通信协议转换器单元,连接上位机、微处理器单元,用于实现上位机、微处理器单元之间的通信;电源模块,连接上述单元,用于为上述单元提供电能。2.按照权利要求1所述一种用于浮力调节装置的控制系统,其特征在于,所述信号检测单元包括:电流传感器、压力传感器、流量传感器、采样电阻;所述电流传感器连接液压系统的电机,用于采集电机电流信号;所述电机用于控制泵带动液压系统输油管路中的油流动;所述压力传感器连接液压系统的泵,用于采集泵的压力信号;所述流量传感器安装在液压系统输油管路上,用于采集流量信号...
【专利技术属性】
技术研发人员:李默竹,郑荣,任福琳,梁保强,安家玉,梁洪光,
申请(专利权)人:中国科学院沈阳自动化研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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