[发明专利]一种X型舵潜航器及其舵卡抗沉方法

说明书

本申请属于潜航器设计技术领域，尤其涉及一种X型舵潜航器及其舵卡抗沉方法。包括艇体、驱动系统、电控系统；驱动系统包括舵叶、舵机、螺旋桨、驱动电机；电控系统包括上位控制组件、电源组件、驱动组件、数据采集组件、运动控制组件、嵌入组件；上位控制组件包括PC上位机；电源组件包括电池组、电平稳压功率电源组件；数据采集组件包括传感器组；控制组件包括控制采集板、JetsonNano开发板、差分转换器、隔离驱动器、继电器、LDO稳压器；本申请的X型舵抗沉自主潜航器结构的生存能力高，便于实现挽回操作，能够快速进行适应性改造，运用于各类型尺寸和吨位的潜航器结构，相对于传统潜航设备，在复杂环境下能具有更好的控制性能。

技术领域

本申请属于潜航器设计技术领域，尤其涉及一种X型舵潜航器及其舵卡抗沉方法。

背景技术

自主潜航器作为水下作业无人载具，在科考领域扮演重要角色，可在水下自主勘探；在军事领域，具有隐蔽性，可在危险海域侦查敌情、援潜救生等。随着海洋资源探索需求不断提高，各国更加重视对自主潜航器技术的研究，根据作业性质，以桨、舵联合操纵型自主潜航器最常见，传统控制结构的潜航器难以应对变模型、变工况的抗沉问题。例如中国专利CN107264752A公开了一种四螺旋桨推进的无舵水下无人潜航器，其本身由四台电机分别带动四个螺旋桨转动来推进潜航器前行，且尾舵不设调整方向，推动效率高，但可控性差，容错性能低，不具备应对螺旋桨故障险情突发情况的应对能力。CN107792325B适用于微型无人潜航器的尾部集成结构及其操舵方法提供以一种适用于X形尾舵结构的驱动控制结构，虽然能够实现尾舵独立控制，但由于其采用拉杆、转轴结构隔离控制的方式，舵机驱动动作需经由较长的传递渠道转换为尾舵的动作，这导致实际应用时，舵机的转角动作无法精准快速的转换为尾舵的对应动作。在可靠性方面，没有应对舵卡抗沉异常情况容错控制。

发明内容

本申请的目的在于，提供一种操纵性、机动性和生存性好，在变工况下具有更好适应性，能够提升潜航器稳态工况下的控制性和危险工况下的安全性的X型舵潜航器及其舵卡抗沉方法。

为实现上述目的，本申请采用如下技术方案。

一种X型舵抗沉自主潜航器，包括艇体、驱动系统、电控系统；

驱动系统包括：设于艇体艉部呈X型布置的四个舵叶、设于艇体内部与各舵叶连接的四个独立的大扭力防水舵机；设于艇体艉部的螺旋桨、设于艇体内部用于驱动螺旋桨的驱动电机；

电控系统包括：上位控制组件、电源组件、驱动组件、数据采集组件、运动控制组件、嵌入组件；具体而言：

所述上位控制组件，包括PC上位机，所述PC上位机内建CVI交互组件，并通过Lora模块与控制组件通讯；

所述电源组件包括电池组、电平稳压功率电源组件；所述电池组经电平稳压功率电源组件转换电压并输出5V和12V直流电；

所述数据采集组件包括传感器组；传感器组包括惯性传感器、深度传感器、电导率传感器、水下距离传感器，各组件采用两路485总线传输，以保证满足不同波特率通讯需求；

所述控制组件包括控制采集板、JetsonNano开发板、差分转换器、隔离驱动器、继电器、LDO稳压器；