[发明专利]一种水下滑翔机电控系统及方法

权利要求书

1.一种水下滑翔机电控系统，其特征在于，包括微控制器以及与其连接的运动控制模块、传感器模块、通信定位模块和电源管理模块；

所述微控制器，用于通过通信定位模块接收基站发送的任务指令，并根据任务指令控制运动控制模块、通信定位模块以及传感器模块工作；

所述运动控制模块，用于接收微控制器的运动指令并执行，实现下潜、上浮以及姿态与航向的调整；

所述传感器模块，用于检测水下滑翔机所在深度、方向以及探测海水的海洋参数，并储存得到的数据；

所述通信定位模块，用于对水下滑翔机进行定位，并将传感器模块储存的海洋数据回传给基站；

所述电源管理模块，用于对水下滑翔机供电以及降低水下滑翔机用电功耗。

2.根据权利要求1的一种水下滑翔机电控系统，其特征在于，所述电源管理模块，包括电源输入端、电源输出端、逻辑控制器、电流负载检测电路、电压比较器、降压式变换电路和电压输出采样电路；

所述电源输入端通过电流负载检测电路与逻辑控制器第一输入端连接，所述逻辑控制器，用于通过电流负载检测电路采集负载电流；

所述逻辑控制器输出端经降压式变换电路与电源输出端连接，所述电源输出端接入电压输出采集电路，电压输出采集电路包括两个串联的电阻，电阻之间结点通过电阻分压方式得到采集的电压传输至电压比较器输入端，与基准电压的比较结果输出至逻辑控制器的第二输入端。

3.根据权利要求2的一种水下滑翔机电控系统，其特征在于，所述降压式变换电路，包括MOSFTE驱动器A、MOSFTE驱动器B、NMOS管A、NMOS管B、二极管、电容和电感；

所述逻辑控制器的第一输出端和第二输出端分别接入MOSFTE驱动器A的输入端和MOSFTE驱动器B的输入端；所述MOSFTE驱动器A的输出端与NMOS管A的栅极连接，所述MOSFTE驱动器B的输出端与NMOS管B的栅极连接，所述NMOS管A的源极接地，漏极与NMOS管B的源极连接，使电流从NMOS管A的漏极流向NMOS管B的源极，实现同步降压，所述NMOS管B的源极通过电感与电源输出端连接；

所述逻辑控制器第三输出端经二极管、电容及电感与电源输出端连接。

4.根据权利要求2或3的一种水下滑翔机电控系统，其特征在于，所述逻辑控制器，用于根据第一输入端得到的电流信号、比较器输出的比较结果对降压式变换电路进行控制：

当采集的电压大于基准电压时，逻辑控制器减小脉宽调制占空比，进而减小输出电压；

当采集的电压小于等于基准电压时，逻辑控制器增大脉宽调制占空比，进而增大输出电压；

所述逻辑控制器根据采集到的负载电流，根据不同的负载电流下，改变不同的频率。

5.根据权利要求1的一种水下滑翔机电控系统，其特征在于，所述传感器模块包括处理器以及与其连接的CTD、深度计、电子罗盘、处理器、存储器和RTC闹钟；所述处理器与微控制器连接。

6.一种水下滑翔机电控方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)微控制器判断水下滑翔机是否处于通信模式，若水下滑翔机处于通信模式，微控制器控制通信定位模块将传感器模块储存的海洋数据回传给基站，等待基站下发执行任务指令；否则，微控制器判定水下滑翔机正在执行任务；

(2)微控制器接收到基站任务指令后，水下滑翔机执行任务，关闭通信定位模块，向水下滑翔机内部注油，进行下潜；

下潜过程中，微控制器控制传感器模块开始工作，进行海洋数据采集；

(3)当水下滑翔机下潜到达设定深度时，水下滑翔机调整浮力，改变姿态，开始执行向上滑行动作，此时，电源管理模块运行，进而降低水下滑翔机的功耗；

向上滑行过程中，微控制器继续控制传感器模块工作，进行海洋数据采集；

(4)判断水下滑翔机是否到达水面，若到达水面，任务结束，则与基站进行通信，数据回传，等待下次任务指令下发。