[发明专利]一种气垫船自航模远程控制系统及控制方法

说明书

本发明提供一种气垫船自航模远程控制系统，包括陆上遥控系统和艇上控制系统，陆上遥控系统与艇上控制系统通过远距离无线通讯模块连接。陆上遥控系统，包括指令操作系统、控制系统和无线通讯系统。艇上控制系统，包括控制对象、信号采集、控制机构、信号处理系统和无线通讯系统；无线通讯系统接收到的陆上控制指令并传输给信号处理系统；信号处理系统包括一PLC，信号处理系统将接收到的指令信号进行处理，转换成为控制变量送到控制执行机构驱动控制对象完成指令动作。本套控制系统包含了无线通讯技术、模拟量控制技术、步进驱动控制技术、PID直流电机调速、PWM脉宽调制技术等多种工业控制技术，因此具有较强的适用性。

技术领域

本发明涉及船舶设备技术领域，具体涉及一种气垫船自航模远程控制系统。

背景技术

自航模是无人船的一种，气垫船自航模是以气垫船为母型按相似性原理设计制造的自航模。对其进行研究的试验需对自航模型航行的运动规律及安全边界进行测试，从而获得自航模型在多种航行状态下，无约束情况下的六自由度运动状态和运动特性，验证拖曳水池模型试验的有关数据，是总体研究、分析实船运动特性的一种技术手段。

自航模运动的非线性让其进行仿真试验时，应尽量选择在开阔水域以获得相对真实的试验数据。因此，开阔水域对自航模远离岸基的远程操作控制提出了较高的要求。同时，对研制的气垫船自航模进行位置、航速、姿态、气垫压力、运动等参数需进行测试，对其垫升风机、推进电机、舵机、风门电机等重要设备需进行远程控制，远离岸基后，在保证数据长距离传输稳定性同时，大量的控制指令互换，对远程控制系统通信传输要求较高。

我国的自航模研究技术相对于发达国家起步较晚，技术相对薄弱。这种薄弱主要体现在自航模的自航模的设计水平及仿真试验环境等因素。对于仿真试验环境，国内对于自航模的研究大多基于有限室内水池，其有限的运动范围对于其控制的距离没有过高的要求。然而，随着自航模试验技术的发展，摆脱有约束的室内或室外水池进行仿真试验是发展的趋势，其远程控制方法显得尤为重要。国内无人船与岸基的通信可满足长距离传输的方式还是以第二代移动通信技术为主，虽然此种传输可远距离传输，但传输信息相对简单，无法满足复杂应用场景。本发明所涉及的自航模具备在开阔水域自由航行的能力，同时其远程控制方法运用新的通信技术手段，满足传输复杂数据指令实时传输的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种气垫船自航模远程控制系统及控制方法。

为了解决上述问题本发明的技术方案是这样的：

一种气垫船自航模远程控制系统，包括陆上遥控系统和艇上控制系统，陆上遥控系统与艇上控制系统通过远距离无线通讯模块连接；

陆上遥控系统，包括指令操作系统、控制系统和无线通讯系统；

指令操作系统包括触摸屏、操控手柄；指令操作系统将操作者的指令送至控制系统；

控制系统包括一PLC，控制系统将操作指令转换成相应的操作变量，经CPU处理后再由一通讯模块送至无线通讯系统；

无线通讯系统包括网关、天线；无线通讯系统将操作指令和操作变量发送给艇上自动控制系统。

艇上控制系统，包括控制对象、信号采集、控制机构、信号处理系统和无线通讯系统；

无线通讯系统接收到的陆上控制指令并传输给信号处理系统；

信号处理系统包括一PLC，信号处理系统将接收到的指令信号进行处理，转换成为控制变量送到控制执行机构驱动控制对象完成指令动作。