[发明专利]一种多层式容错型自航船模的控制方法

说明书

本发明公开了一种多层式容错型自航船模的控制方法，属于自航模试验领域。该方法包括算法逻辑控制器根据船舶模型的第一运行数据和预定值，检测船舶模型是否发生硬件故障，若检测到船舶模型发生硬件故障则生成故障错误字；运动控制器检测计时器的数值是否大于预设时间；若检测到数值差大于预设时间则生成故障错误字；发送控制指令或故障错误字；FPGA解算器接收控制指令或故障错误字；当接收到控制指令时检测计时器的数值是否大于预设时间；若检测到计时器的数值大于预设时间或接收到故障错误字时则控制电机停止运行和水舱排水；解决了自航船模难以对多种异常情况进行全面处理的问题；达到了提高自航船模的程序容错性，提高试验安全性的效果。

技术领域

本发明实施例涉及自航模试验领域，特别涉及一种多层式容错型自航船模的控制方法。

背景技术

为了评判船舶等水下航行器的操纵性能的优劣，一般选择用自由自航模型完成特定条件下的试验公开，通过采集到的数据来预报分析船舶在实际海况下的操纵性能。

由于在试验过程中，船舶模型处于完全自由的状态，船舶模型内的控制器与岸基的主控制端通过无线连接。然而，无线连接具有很大的不确定性，一旦发生通信异常的现象，船模可能会失控，对船模和内部重要设备的安全造成极大威胁。

此外，除了通信故障，自航船模在试验过程中还会出现设备运行异常的情况。自航船模包括舵机、船桨、推进器等设备，每个设备的运行状态都会岸基的主控制端的界面上显示，然而，对于设备较多的自航船模来说，主控制端的界面上显示的繁复的数据界面使得操作者并不能第一时间发现异常情况，这种情况下也容易对船模和内部重要设备的安全造成极大的影响。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种多层式容错型自航船模的控制方法。该技术方案如下：

第一方面，提供了一种多层式容错型自航船模的控制方法，应用于多层式容错型自航船舶控制系统，多层式容错型自航船舶控制系统包括算法逻辑控制器、运动控制器和FPGA解算器；

该方法包括：

通过算法逻辑控制器，接收试验工况指令，根据试验工况指令生成运动控制信号；根据船舶模型的第一运行数据和预定值，检测船舶模型是否发生硬件故障，若检测到船舶模型发生硬件故障，则生成故障错误字；向运动控制器发送运动控制信号或故障错误字；

通过运动控制器，接收运动控制信号或故障错误字；当接收到运动控制信号时，检测接收到运动控制信号时计时器的数值是否大于预设时间；若检测到计时器的数值不大于预设时间，则检测船舶模型的第二运行数据和预定值之间的差值是否大于误差范围，若检测到差值大于误差范围，则生成故障错误字，若检测到差值小于误差范围，则根据运动控制信号生成控制指令；若检测到计时器的数值大于预设时间，则生成故障错误字；发送控制指令或故障错误字；

通过FPGA解算器，接收控制指令或故障错误字；当接收到控制指令时，检测接收到控制指令时计时器的数值是否大于预设时间；若检测到计时器的数值不大于预设时间，则根据控制指令控制舵机和水舱的电机以及推进器的驱动器；若检测到计时器的数值大于预设时间，则控制舵机的电机和推进器的驱动器停止运行并控制水舱的电机进行水舱排水；当接收到故障错误字时，根据故障错误字控制舵机的电机和推进器的驱动器停止运行并控制水舱的电机进行水舱排水；

其中，试验工况指令包括船舶模型的预定运行深度、推进器的预定转速和每组舵的预定角度；船舶模型的第一运行数据包括姿态数据和深度数据；船舶模型的第二运行数据包括舵机的舵角、推进器的转速和水舱水位；运动控制信号包括舵机的舵角、水舱水位和推进器的转速；

运动控制器中的计时器在接收到运动控制信号或故障错误字后清零，FPGA解算器中的计时器在接收到控制指令或故障错误字后清零；

故障错误字用于控制舵机的电机和推进器的驱动器停止运行并控制水舱的电机进行水舱排水。