[发明专利]一种基于光纤惯导的波浪补偿装置专用单环控制器

说明书

本发明涉及一种基于光纤惯导的波浪补偿装置专用单环控制器，包括控制器本体、光纤惯导系统、A/D转换器模块、D/A转换器模块、接口电路、伺服电机驱动模块、电液比例阀、液压驱动模块、显示器模块、矩阵键盘、电源模块和传感器模块；所述控制器本体包括主控模块和I/O口，光纤惯导系统测量船舶姿态信息，并把测得的数据传递给主控模块，在主控模块中计算当前波浪补偿装置状态与水平位置之间的偏差，并作出响应；根据波浪补偿装置结构和执行机构的类型对应连接控制器的驱动装置，并接入相应反馈传感器，通过执行机构的驱动，实现波浪补偿。本发明的优点在于：本发明专用单环控制器，能够适用不同动力装置和控制要求的波浪补偿装置。

技术领域

本发明涉及一种控制器，特别涉及一种基于光纤惯导的波浪补偿装置专用单环控制器。

背景技术

船舶在海洋中航行工作时，由于海风、海浪、洋流的作用及船舶自身航行运动的影响，船体会产生横摇、纵摇、升沉等摇荡运动，船舶上工作的仪器设备不可避免地会和船随风浪起伏，导致无法正常工作，在实际应用中，一般通过在船舶上设计波浪补偿装置解决这一技术问题。传统波浪补偿装置的研制的关键在于控制系统的设计，这往往需要综合考虑诸多因数，如波浪补偿装置的动力系统、船舶运动信息采集方式、执行元件的驱动方式、多传感器通信技术等，从控制系统设计到各部件的选型再到调试往往需要花费大量的人力物力，同时延长整个装置的开发时间，这就导致导致船舶上仪器设备装配使用延期，经济效益降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于光纤惯导的波浪补偿装置专用单环控制器，能够适用不同动力装置和控制要求的波浪补偿装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种基于光纤惯导的波浪补偿装置专用单环控制器，其创新点在于：包括控制器本体、光纤惯导系统、A/D转换器模块、D/A转换器模块、接口电路、伺服电机驱动模块、电液比例阀、液压驱动模块、显示器模块、矩阵键盘、电源模块和传感器模块；

所述控制器本体用于多种类具有不同结构和执行机构的波浪补偿装置，且所述控制器本体主要用于船舶的单自由度波浪补偿控制，即横摇、纵摇或垂荡方向；所述控制器本体包括主控模块和I/O口，且所述主控模块为控制器本体的核心控制单元，I/O口用于主控模块与控制器本体中其他模块之间是数据传输；

所述光纤惯导系统测量船舶姿态信息，并把测得的数据传递给主控模块，在主控模块中计算当前波浪补偿装置状态与水平位置之间的偏差，并作出响应；

所述A/D转换器用于把传感器模块的模拟量输出转换成数字量输出，D/A转换器用于把主控模块处理后的控制数据转换成模拟信号；所述控制器本体通过接口电路连接伺服电机驱动模块、电液比例阀和液压驱动模块，所述伺服电机驱动模块、电液比例阀和液压驱动模块用于驱动不同波浪补偿装置与其对应的执行机构；所述伺服电机驱动模块用于波浪补偿装置执行机构为伺服电机时的驱动，所述电液比例阀用于波浪补偿装置执行机构为液压马达时的驱动，所述液压驱动模块用于波浪补偿装置执行机构为液压缸时的驱动；

所述显示器模块用作显示船舶的运动信息和波浪补偿装置的补偿信息；所述矩阵键盘用作外接输入模块，用于改变程序设计参数；

所述矩阵键盘与控制器本体的I/O口连接，作为外接输入模块，用于改变程序设计中的参数，实现实时控制；所述电源模块用于给控制器中的各个模块供电。

进一步地，所述主控模块包括微处理器，复位电路，晶振电路，外部扩展ROM和RAM电路。

进一步地，所述光纤惯导系统由一个三轴陀螺仪和一个三轴加速度计组成。

进一步地，所述传感器模块包括线位移传感器和编码器，所述线位移传感器用于测量波浪补偿装置动力装置是液压系统时的执行装置油缸的伸长量，所述编码器用于测量波浪补偿装置动力装置是机电系统时的执行装置电机转速。