[发明专利]一种无极控制水翼倾斜角的方法及装置

权利要求书

1.一种无极控制水翼倾斜角的方法，其特征在于包括以下步骤：

S100：水翼机构的无极控制装置上电并初始化系统时钟及各个接口，其中，

所述无极控制装置包括装置板载系统、微型减速步进电机及增量式编码器，所述接口包括RS485接口、电机接口、编码器接口及外部存储器接口；

S200：装置板载系统读取外部存储器所存储的水翼机构相对于水面的倾斜角角度,所述无极控制装置向船载航电系统反馈水翼机构相对于水面倾斜角角度，用以向船载航电系统输入当前水翼机构状态；

S300：装置板载系统接收船载航电系统发送的启动指令，激活所述无极控制装置中水翼机构相对于水面倾斜角的无极控制功能；

S400：装置板载系统接收船载航电系统发送的控制信息，解析控制信息所包含的待调节的倾斜角角度并向船载航电系统发送收到控制信息后的应答信息；

S500：判断当前倾斜角角度与待调节的倾斜角角度是否相等，如果是，结束流程，否则，执行步骤S600；

S600：判断当前倾斜角角度是否大于待调节的倾斜角角度，如果是，执行步骤S700，否则，执行步骤S800；

S700：根据微型减速步进电机的减速比，计算水翼机构调节到待调节的倾斜角角度时微型减速步进电机所需反转的角度，其中，微型减速步进电机反转用以减小水翼机构相对于水面的倾斜角角度，执行步骤S900；

S800：根据微型减速步进电机的减速比，计算水翼机构调节到待调节的倾斜角角度时微型减速步进电机所需正转的角度，其中，微型减速步进电机正转用以增大水翼机构相对于水面的倾斜角角度；

S900：当装置板载系统控制微型减速步进电机转到待调节的倾斜角角度时，微型减速步进电机停止转动，向外部存储器保存当前的倾斜角角度并通过RS485接口向船载航电系统反馈当前的倾斜角角度。

2.根据权利要求1所述的一种无极控制水翼倾斜角的方法，其特征在于，所述微型减速步进电机包括第一微型减速步进电机及第二微型减速步进电机。

3.根据权利要求2所述的一种无极控制水翼倾斜角的方法，其特征在于，所述增量式编码器包括第一增量式编码器及第二增量式编码器。

4.根据权利要求3所述的一种无极控制水翼倾斜角的方法，其特征在于，第一增量式编码器机械连接至第一微型减速步进电机、电连接至装置板载系统并实时向装置板载系统反馈第一微型减速步进电机转动的角度；第二增量式编码器机械连接至第二微型减速步进电机、电连接至装置板载系统并实时向装置板载系统反馈第二微型减速步进电机转动的角度。

5.根据权利要求4所述的一种无极控制水翼倾斜角的方法，其特征在于，装置板载系统根据第一增量式编码器及第二增量式编码器所反馈的角度各自分别对第一微型减速步进电机及第二微型减速步进电机进行伺服控制。

6.根据权利要求5所述的一种无极控制水翼倾斜角的方法，其特征在于，所述伺服控制包括采用PID算法各自分别对第一微型减速步进电机及第二微型减速步进电机位置环及速度环的双环控制，其中，位置环作为外环，速度环作为内环，位置环的输出作为速度环的输入，速度环的输出作为控制第一微型减速步进电机及第二微型减速步进电机的控制信息，用以各自分别实时调节及修正第一微型减速步进电机及第二微型减速步进电机的转动角度。

7.一种无极控制水翼倾斜角的装置，其特征在于，包括：船载航电系统、装置板载系统、第一微型减速步进电机、第二微型减速步进电机、第一增量式编码器、第二增量式编码器及RS485接口，其中，

船载航电系统：用于解算船体姿态、控制船载动力装置及控制水翼角度；

装置板载系统：用以接收船载航电系统发送的数据并反馈信息至船载航电系统、计算并各自控制第一微型减速步进电机、第二微型减速步进电机各自的正、反转动的角度，储存当前正、反转动的角度至装置板载系统的外部存储器；

RS485接口：其为耦接装置，用以船载航电系统及装置板载系统之间的耦接，并实现船载航电系统与装置板载系统之间的数据通信；

第一微型减速步进电机、第二微型减速步进电机：用以正、反转动并控制水翼倾斜角，并与第一增量式编码器、第二增量式编码器各自耦接；

第一增量式编码器、第二增量式编码器：用以各自感应第一微型减速步进电机、第二微型减速步进电机的实时转动角度、发送实时转动角度至装置板载系统，并与第一微型减速步进电机、第二微型减速步进电机各自机械连接。