[发明专利]一种循环电磁射流装置的控制系统及控制方法

说明书

一种循环电磁射流装置的控制系统，属于水下动力技术领域，所述控制系统包括电源模块，所述电源模块为微控制单元和依次连接的升压模块、电容充放电模块与线圈功率放大模块充电，所述微控制单元还连接按键模块和显示模块，控制系统控制连接循环电磁射流装置的电磁线圈。本申请的循环电磁射流装置的控制系统通过多进水管、多级电磁推进方式，相对其它推进方式，可形成连续动态射流，推进效率更高，瞬间可使水流获得较大动能，且无其它复杂传动机构，无需复杂的电气设备，噪音更小，使用方便。

技术领域

本发明属于水下动力技术领域，更具体地，涉及一种循环电磁射流装置的控制系统及控制方法。

背景技术

目前推进器有螺旋桨推进、泵喷推进和磁流体推进等方式。螺旋桨推进效率较低，需要转轴带动桨叶，还会产生额外的扭矩；作动时易产生空泡，从而产生很大的噪声，影响其推力和巡航速度。泵喷推进装置的传动机构复杂、体积庞大，制造时对材料和工艺有很高的要求，且后期拆卸、检修复杂。磁流体推进器噪音较小，但功耗非常大，成本高，速度比较慢。

如公开号为CN205469739U，名为一种基于移动磁场的射流推进器的专利，包括电磁缸体、管路、电磁换向阀、喷管、运动线圈、活塞、加速线圈组，由环绕于缸体外的一系列固定的加速线圈与缸体内的活塞运动之间互感时产生的电磁力作为活塞的加速力，经过多级加速线圈的加速，逐级把活塞加速到高速，从而以高速推出水流，产生反向推力，从而推动水下机器人、船舶等设备行进。该推进器利用电磁感应原理推动活塞运动从而使水流挤出产生推力，但该推进器只有一个进水管，活塞往复运动切换需要时间，使得高速水流出现断续，不能形成连续射流，严重影响系统的工作效能。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提出一种循环电磁射流装置的控制系统及控制方法，旨在通过多进水管、多级电磁推进方式，提供连续稳定强大的射流能力。

本发明采用以下具体的技术方案：

一种循环电磁射流装置的控制系统，所述控制系统包括电源模块，所述电源模块为微控制单元和依次连接的升压模块、电容充放电模块与线圈功率放大模块充电，所述微控制单元还连接按键模块和显示模块，控制系统控制连接循环电磁射流装置的电磁线圈。

优选的，所述循环电磁射装置包含两根尾端交汇于汇流喷管的进水管，所述进水管外部分别设置若干电磁线圈、内部分别设置一个软磁活塞。

优选的，两根所述进水管的尾端交汇处可转动的连接切换阀板的一侧，控制汇流喷管与进水管之间的开通。

优选的，所述电磁线圈按间隔独立的缠绕在进水管外周。

优选的，所述微控制单元可采用单片机、DSP或FPGA实现。

优选的，所述电容充放电模块的电路包括并联的充放电电容与反向设置的二极管，所述升压模块的输出电压给充放电电容充电。

优选的，所述线圈功率放大模块的电路为由若干个四个功率开关管组成的H桥构成，所述H桥的输出接电磁线圈。

优选的，所述按键模块发送升压指令、电容充/放电指令和打开/闭合线圈功率放大模块中对应功率开关管的指令。

一种基于上述所述控制系统的循环电磁射流装置控制方法，包括以下步骤：

S0：设两软磁活塞起始时均位于两根进水管的最左侧；

S1：先将一根进水管中的软磁活塞由左至右输送，使水流推开切换阀板从汇流喷管喷出：

S1.1：通过按键模块发送指令使控制系统对该进水管最左侧电磁线圈正向通电，软磁活塞从左至右穿过最左侧电磁线圈；

S1.2：软磁活塞从左至右穿过最左侧电磁线圈后，立即对S1.1中的电磁线圈断电；