[发明专利]一种小型水下机器人推进控制系统及其舵控制方法

权利要求书

1.一种小型水下机器人推进控制系统，其特征在于包括：

航空接插件：与推进系统控制板连接；将外部电池舱的电源和CAN总线信号转接至推进系统控制板；

推进系统控制板：与推进设备的舵机和电机驱动器连接；将推进系统控制板和推进设备所采集的反馈信号通过航空接插件经CAN总线发送给主控制舱；进行电压转换与再分配，给推进系统控制板内的单片机及安全监控电路、CAN通信电路和舵机/电机控制电路供电，并将主控制舱发送过来的CAN总线信号转换为控制命令控制电机驱动器和推进设备；

电机驱动器：控制电机运转；

推进设备：包括多个舵机和电机。

2.根据权利要求1所述的一种小型水下机器人推进控制系统，其特征在于：所述推进系统控制板包括：

带有CAN接口的单片机：分别与电源管理电路、安全监控电路、CAN通信电路和舵机/电机控制电路相连接；通过CAN总线接收主控制舱的控制命令，控制推进设备并接收推进系统控制板和推进设备所采集的反馈信号；

电源管理电路：分别与安全监控电路、CAN通信电路和舵机/电机控制电路相连接；将来自电池舱的电源转换成三路相互独立的电源分别供给安全监控电路、CAN通信电路和舵机/电机控制电路；并将来自电池舱的电源供给电机驱动器；安全监控电路：监测舵机故障、舱内漏水、舱内温度和电机故障，并将接收的推进设备的反馈信号进行处理反馈至单片机；包括舵机电流检测电路、漏水检测电路，温度检测电路和电机检测电路；

CAN通信电路：实现CAN总线与单片机的通信；

舵机/电机控制电路：将单片机发出的控制命令经光电耦合开关控制舵机和电机。

3.根据权利要求1或2所述的一种小型水下机器人推进控制系统，其特征在于：所述反馈信号包括舵机回路的电流，推进舱内漏水报警信号和推进舱内温度，以及电机的工作状态。

4.根据权利要求2所述的一种小型水下机器人推进控制系统，其特征在于：所述舵机电流检测电路包括电流传感器；电流传感器的输入端接入电源管理电路输出的舵机供电电源；参考端和输出端分别与单片机的不同AD接口连接；参考端和输出端都串联电容接入电流传感器的接地端。

5.根据权利要求2所述的一种小型水下机器人推进控制系统，其特征在于：所述漏水检测电路包括二极管；单片机的输入端通过串联电容接地，还通过串联电阻与二极管的正极连接，二极管的负极与推进舱内的信号线连接，二极管的正极接有上拉电阻。

6.根据权利要求2所述的一种小型水下机器人推进控制系统，其特征在于：所述温度检测电路包括温度传感器；温度传感器一端连接电源管理电路输出的电源；另一端连接电阻和电容组成的并联电路，该端还与单片机的一个AD接口相连接。

7.根据权利要求2所述的一种小型水下机器人推进控制系统，其特征在于：所述电机检测电路将电机驱动器信号反馈端与单片机的I/O接口相连接。

8.根据权利要求2所述的一种小型水下机器人推进控制系统，其特征在于：所述CAN通信电路包括数字隔离器和CAN总线收发器；CAN总线信号经CAN总线收发器进行信号转换后再经数字隔离器进行信号隔离，最后接入单片机的CAN端口。

9.一种小型水下机器人推进控制系统的舵控制方法，其特征在于包括以下步骤：

1）设定单片机的分频比，设定定时器在CTC模式；设置定时器初始值为0；设定比较中断值；IO端口初始状态下输出高电平。

2）从总线获取CAN数据提取出多个舵机的控制量；

3）比较中断模式下，比较定时器的定时器计数值与比较中断模式下发生中断的临界值是否相等；

4）如相等，则发生比较中断，计数变量加1，并判断比较次数i是否小于舵机数量；

如果是，则比较计数变量与i对应舵机的控制量是否相等；

如果相等，则该舵机对应的单片机I/O端口输出低电平，并使i加1；

如果不等，则i加1；

返回步骤4）中判断比较次数i是否小于舵机数量；

如果不是，则比较计数变量与计数最大值是否相等；如果相等，则i对应的单片机I/O端口输出高电平，计数变量清零并返回步骤2）；如果不等，则比较次数i清零，返回步骤3）；

如不相等，则返回步骤3），等待相等。