一种拖曳水池敞水试验智能测控系统及测控方法技术方案

本发明专利技术公开了一种拖曳水池敞水试验智能测控系统及测控方法，所述一种拖曳水池船模阻力试验智能测控系统由控制终端模块、拖车智能控制模块、拖车测速模块、拖车测距模块、转速控制模块、敞水动力仪采集分析模块、语音模块、视频采集分析模块、第一摄像头、第二摄像头、数据服务器构成。本发明专利技术的智能测控系统能够实现拖曳水池敞水试验自动进行测控，提升了敞水试验的智能化程度；试验人员只要做好试验前的准备工作及输入必要试验参数，试验过程中不需要任何试验人员参与，降低了对人工的依赖；能够保证各环节精准配合，减少了试验中的出错次数，大大提高了敞水试验的效率。大大提高了敞水试验的效率。大大提高了敞水试验的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种拖曳水池敞水试验智能测控系统及测控方法


[0001]本专利技术涉及船模水动力学试验
，具体地说，涉及一种拖曳水池敞水试验智能测控系统及测控方法。

技术介绍

[0002]螺旋桨模型单独在均匀水流中的试验称为敞水试验。敞水试验的目的是测定单独螺旋桨工作时的特性，通常包括螺旋桨的推力系数、扭矩系数和敞水效率。一般在敞水试验完成后，将所得结果分析整理后绘制成专门图谱，供设计使用。根据敞水试验的结果，可以系统地分析螺旋桨各种几何要素对性能的影响，以供设计时正确选择各种参数用，并为改善螺旋桨性能指出方向。因此，敞水试验是校核和验证理论方法必不可少的手段。为配合自航试验而进行同一螺旋桨模型的敞水试验，以分析推进效率成分，比较各种设计方案的优劣，便于选择最佳的螺旋桨。
[0003]敞水试验通常可以在拖曳水池、空泡水筒等试验设施中进行。主要有两种试验方法：一是保持模型的进速不变，以浆模不同的转速进行试验，空泡水筒中常采用这种方法；二是保持浆模的转速不变，而以不同的进速进行试验，拖曳水池中常采用这种方法。
[0004]目前在拖曳水池实验室里开展敞水试验时智能化程度普遍较低，对人工依赖程度高，至少需要一名试验人员控制拖车，多名试验人员分别负责各种数据的采集等工作。且这些工作都需要各试验人员之间精确的配合，任何一个环节出了问题，都需要重新进行试验。试验的结果有没有问题，也需要进行重复性试验来验证，费时费力。
[0005]如何针对拖曳水池敞水试验的特点，设计一种拖曳水池敞水试验智能测控系统及测控方法，来提升敞水试验时的智能化程度、降低对人工的依赖、提高敞水试验的效率，是一个值得探讨的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于，针对拖曳水池敞水试验的特点，提供一种拖曳水池敞水试验智能测控系统及测控方法。
[0007]本专利技术能够提升拖曳水池敞水试验时的智能化程度；降低对人工的依赖；提高敞水试验的效率。
[0008]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0009]一种拖曳水池敞水试验智能测控系统，包括控制终端模块、拖车智能控制模块、拖车测速模块、拖车测距模块、转速控制模块、敞水动力仪采集分析模块、语音模块、视频采集分析模块、第一摄像头、第二摄像头、数据服务器。
[0010]上述控制终端模块与拖车智能控制模块相连，用于向拖车智能控制模块发送控制指令；
[0011]上述拖车智能控制模块用于控制拖车的前进、后退及停止；用于向与其连接的模块发送控制指令及接收与其连接的模块发送的数据；
[0012]上述拖车测速模块与拖车智能控制模块相连，用于测量拖车运行时的速度，并将测量结果发送给拖车智能控制模块；
[0013]上述拖车测距模块与拖车智能控制模块相连，用于测量拖车前后相距轨道末端的距离，并将测量结果发送给拖车智能控制模块；
[0014]上述转速控制模块与拖车智能控制模块相连，用于接收智能控制模块发送的转速控制指令；
[0015]上述敞水动力仪采集分析模块与拖车智能控制模块相连，用于接收拖车智能控制模块发送的采集推力、扭矩控制指令；
[0016]上述语音模块与拖车智能控制模块相连，用于接收拖车智能控制模块的语音控制指令；
[0017]上述视频采集分析模块与第一摄像头及第二摄像头相连，用于拍摄试验视频及水面图像分析；
[0018]上述数据服务器与敞水动力仪采集分析模块、转速控制模块及视频采集分析模块相连，用于接收和存储采集的推力、扭矩、转速及视频数据。
[0019]进一步优选方案，所述的控制终端模块为安装了终端控制软件的平板电脑。
[0020]进一步优选方案，所述的拖车智能控制模块为嵌入式智能控制系统。
[0021]进一步优选方案，所述的转速控制模块为安装了转速控制软件的工控机系统。
[0022]进一步优选方案，所述的敞水动力仪采集分析模块为安装了敞水动力仪采集分析软件的工控机系统。
[0023]进一步优选方案，所述的视频采集分析模块为安装了视频采集分析软件的笔记本电脑系统。
[0024]进一步优选方案，所述的拖车测距模块采用激光测距模块。
[0025]为达到上述目的，本专利技术采用以下另一技术方案予以实现：
[0026]一种拖曳水池敞水试验智能测控系统的测控方法，包括如下步骤：
[0027]步骤一：试验人员做好敞水试验前的准备工作，根据模型尺寸和设备测试能力计算出实验转速；
[0028]步骤二：按要求安装桨模，将电机和敞水动力仪安装在敞水箱内，并将敞水箱安装在水池拖车上；
[0029]步骤三：试验人员按照敞水试验方案把试验参数(转速、模型直径、比例尺、水温等)在控制终端模块进行输入，点击确认，开启敞水试验智能测控任务；
[0030]步骤四：控制终端模块发送消息通知拖车智能控制模块开启敞水试验任务，并将试验参数传送至拖车智能控制模块；
[0031]步骤五：拖车智能控制模块进行自检操作，如果自检通过则发送自检已完成的消息至控制终端模块显示，否则发送自检失败的消息至控制终端模块显示；
[0032]步骤六：拖车智能控制模块发送消息通知转速控制模块启动电机至预定转速；
[0033]步骤七：转速控制模块开启电机，检测到稳定在预定转速后发送消息通知拖车智能控制模块，同时将转速数据传送至数据服务器；
[0034]步骤八：拖车智能控制模块收到消息后发送指令通知敞水动力仪采集分析模块开始采集推力、扭矩数据；
[0035]步骤九：若敞水动力仪采集分析模块检测到采集时间段内推力数据为负值，则发送消息通知语音模块发出“螺旋桨转向异常”的语音提示，同时停止数据采集；若敞水动力仪采集分析模块采集推力、扭矩数据正常结束，则发送消息通知拖车智能控制模块零进速测试完成，同时将采集的数据传送至数据服务器；
[0036]步骤十：拖车智能控制模块收到消息后通知转速控制模块停止运行，发送指令通知语音模块发出“即将启动拖车”的语音提示，提醒试验人员注意安全；
[0037]步骤十一：拖车智能控制模块控制拖车回到轨道起始位置，发送指令通知视频采集分析模块开始进行水面图像分析；
[0038]步骤十二：视频采集分析模块通过第二摄像头采集水面图像进行分析，若检测到水面的平静程度达到试验要求则发送启动拖车的消息至拖车智能控制模块；
[0039]步骤十三：拖车智能控制模块不断监测拖车测速模块的数据，以较小加速度较小级差阶梯式提升拖车速度(每个阶梯时间段拖车匀速前进，如果不是第一次测试，拖车初始阶梯速度为上次测试结束时的速度)，同时拖车智能控制模块发送消息通知转速控制模块启动电机至预定转速，发送消息通知敞水动力仪采集分析模块开始采集推力数据；
[0040]步骤十四：敞水动力仪采集分析模块持续采集监测推力数据，若推力数据在一个阶梯时间段内的均值为负值则发送消息通知拖车智能控制模块停止拖车前进，同时停止采集并将采集的数据传送至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拖曳水池敞水试验智能测控系统，其特征在于：由控制终端模块、拖车智能控制模块、拖车测速模块、拖车测距模块、转速控制模块、敞水动力仪采集分析模块、语音模块、视频采集分析模块、第一摄像头、第二摄像头、数据服务器构成，其中，所述控制终端模块与拖车智能控制模块相连，用于向拖车智能控制模块发送控制指令；所述拖车智能控制模块用于控制拖车的前进、后退及停止；用于向与其连接的模块发送控制指令及接收与其连接的模块发送的数据；所述拖车测速模块与拖车智能控制模块相连，用于测量拖车运行时的速度，并将测量结果发送给拖车智能控制模块；所述拖车测距模块与拖车智能控制模块相连，用于测量拖车前后相距轨道末端的距离，并将测量结果发送给拖车智能控制模块；所述转速控制模块与拖车智能控制模块相连，用于接收智能控制模块发送的转速控制指令；所述敞水动力仪采集分析模块与拖车智能控制模块相连，用于接收拖车智能控制模块发送的采集推力、扭矩控制指令；所述语音模块与拖车智能控制模块相连，用于接收拖车智能控制模块的语音控制指令；所述视频采集分析模块与第一摄像头及第二摄像头相连，用于拍摄试验视频及水面图像分析；所述数据服务器与敞水动力仪采集分析模块、转速控制模块及视频采集分析模块相连，用于接收和存储采集的推力、扭矩、转速及视频数据。2.根据权利要求1所述的一种拖曳水池敞水试验智能测控系统，其特征在于，所述的控制终端模块为安装了终端控制软件的平板电脑。3.根据权利要求1所述的一种拖曳水池敞水试验智能测控系统，其特征在于，所述的拖车智能控制模块为嵌入式智能控制系统。4.根据权利要求1所述的一种拖曳水池敞水试验智能测控系统，其特征在于，所述的转速控制模块为安装了转速控制软件的工控机系统。5.根据权利要求1所述的一种拖曳水池敞水试验智能测控系统，其特征在于，所述的敞水动力仪采集分析模块为安装了敞水动力仪采集分析软件的工控机系统。6.根据权利要求1所述的一种拖曳水池敞水试验智能测控系统，其特征在于，所述的视频采集分析模块为安装了视频采集分析软件的笔记本电脑系统。7.根据权利要求1所述的一种拖曳水池敞水试验智能测控系统，其特征在于，所述的拖车测距模块采用激光测距模块。8.一种根据权利要求1
‑
7任一项所述的一种拖曳水池敞水试验智能测控系统的测控方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：试验人员做好敞水试验前的准备工作，根据模型尺寸和设备测试能力计算出实验转速；步骤二：按要求安装桨模，将电机和敞水动力仪安装在敞水箱内，并将敞水箱安装在水池拖车上；
步骤三：试验人员按照敞水试验方案把试验参数，在控制终端模块进行输入，点击确认，开启敞水试验智能测控任务；步骤四：控制终端模块发送消息通知拖车智能控制模块开启敞水试验任务，并将试验参数传送至拖车智能控制模块；步骤五：拖车智能控制模块进行自检操作，当自检通过，则发送自检已完成的消息至控制终端模块显示，否则发送自检失败的消息至控制终端模块显示；步骤六：拖车智能控制模块发送消息通知转速控制模块启动电机至预定转速；步骤七：转速控制模块开启电机，检测到稳定在预定转速后发送消息通知拖车智能控制模块，同时将转速数据传送至数据服务器；步骤八：拖车智能控制模块收到消息后发送指令通知敞水动力仪采集分析模块开始采集推力、扭矩数据；步骤九：当敞水动力仪采集分析模块检测到采集时间段内推力数据为负值，则发送消息通知语音模块发出“螺旋桨转向异常”的语音提示，同时停止数据采集；当敞水...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢仪，陈悦，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：