CN104881024B - 船用手动和远程控制装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船用手动和远程控制装置及控制方法，其包括：船舶操控台，用于输入手动预定值，并手动控制档位以及方向盘；远程操控装置，用于输入远程预定值，远程控制档位以及方向盘；控制装置，分别控制档位和方向盘；反馈装置，用于实时反馈档位以及方向盘的数据；控制系统，接收两路预定值，并通过将反馈装置检测的数据与输入的预定值进行比较，并根据比较的结果使控制装置控制档位和方向盘动作，直到检测的数据与预定值的比较结果在误差允许范围内，提供两种手自动切换方式，危机情况一键切换手动，完全无障碍的手动操控，在船舶操控台与远程控制下，都可以实现从手动到远程、远程到手动的切换。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制装置及控制方法，特别涉及一种船用手动和远程控制装置以及其控制方法。
背景技术
现阶段的船舶操控主要还是靠人工，需要海员时刻不离操控台，需要额外的船员；时间过长后，海员容易产生疲劳，存在安全隐患。
发明内容
为了解决上述技术的不足，本发明的目的在于提供一种船用手动和远程控制装置。
本发明提供：一种船用手动和远程控制装置，其包括：
船舶操控台，用于输入手动预定值，并手动控制档位以及方向盘；
远程操控装置，用于输入远程预定值，远程控制档位以及方向盘；
控制装置，分别控制档位和方向盘；
反馈装置，用于实时反馈档位以及方向盘的数据；
控制系统，接收两路预定值，并通过将反馈装置检测的数据与输入的预定值进行比较，并根据比较的结果使控制装置控制档位和方向盘动作，直到检测的数据与预定值的比较结果在误差允许范围内，
所述控制系统还设有用于识别船舶操控台控制或远程操控装置控制的识别单元以及用于在自动控制状态下，防止船舶操控台误操作的误操作复位单元。
所述控制装置包括：
电机，两个电机，分别控制档位和方向盘；
电机驱动板，接收控制系统输出的脉冲信号并控制电机的旋转方向和旋转角度；
DSP控制板，接收预定位置信号、反馈信号，进行运算，输出相应的PWM波形，对电机驱动板进行控制。
所述反馈装置为电位器或编码器，电位器或编码器为2个，分别与档位和方向盘连接。
所述船用手动和远程控制装置设有无人驾驶接入端口。
所述船用手动和远程控制装置设有在手动控制状态下，用于识别档位以及方向盘与远程控制装置的位置是否一致的远程校准单元。
所述船用手动和远程控制装置设有用于一键切换自动控制状态和手动控制状态的切换单元。
本发明还提供了一种基于上述的船用手动和远程控制装置的控制方法，其特征在于：其步骤如下：
第一步，通过船舶操控台或远程操控装置输入预定值；
第二步，反馈装置实时反馈档位以及方向盘的位置数据；
第三步，通过将位置数据与预定值进行比较，当比较值在误差范围之外时，将比较值通过模糊PID控制算法得出电机的旋转方向与旋转角度，则通过控制装置控制档位和方向盘运动；
第四步，循环进行第二步和第三步直到比较值在误差范围之内时，停止控制装置的工作。
第三步中，位置数据经过A/D转化后与预定值进行比较。
本发明提供两种手自动切换方式，危机情况一键切换手动，完全无障碍的手动操控，在船舶操控台与远程控制下，都可以实现从手动到远程、远程到手动的切换。
附图说明
图1为本发明的原理示意图。
图2为本发明的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：
如图1所示，本发明提供一种船用手动和远程控制装置，其包括：
船舶操控台2，用于输入手动预定值，并手动控制档位以及方向盘；
远程操控装置1，用于输入远程预定值，远程控制档位以及方向盘；
控制装置，分别控制档位和方向盘；
反馈装置6，用于实时反馈档位以及方向盘的数据；
控制系统3，接收两路预定值，并通过将反馈装置检测的数据与输入的预定值进行比较，并根据比较的结果使控制装置控制档位和方向盘动作，直到检测的数据与预定值的比较结果在误差允许范围内，
所述控制系统3还设有用于识别船舶操控台控制或远程操控装置控制的识别单元以及用于在自动控制状态下，防止船舶操控台误操作的误操作复位单元，
通过误操作复位单元，在自动控制状态下，使得由于船员误操作引起的操控杆移动，会在1-3s内自动复位至远程操控装置预设位置。
所述控制装置包括：
电机5，两个电机，分别控制档位和方向盘；电机通过带动传动轮7分别控制档位和方向盘的转动。
电机驱动板4，接收控制系统输出的脉冲信号并控制电机的旋转方向和旋转角度，
DSP控制板，接收预定位置信号、反馈信号，进行运算，输出相应的PWM波形，对电机驱动板进行控制。
所述反馈装置6为电位器或编码器，电位器或编码器为2个，分别与档位和方向盘连接，使用高精度的伺服电机与测量元件（电位器），实现对档位、油门、方向盘的精确控制；在控制精度、响应速度上由于人工操控；也可实现集成化远程控制，在做别的工作时，仍然能都对船舶进行操控，节省人力。
所述船用手动和远程控制装置设有无人驾驶接入端口，提供无人驾驶仪端口，接入后，可实现无人驾驶。
所述船用手动和远程控制装置设有在手动控制状态下，用于识别档位以及方向盘与远程控制装置的位置是否一致的远程校准单元，在由手动控制切换自动控制工程中，会提示“进行远程操控杆校准”，远程位置与船舶操控台当前位置不相同，则无法进行远程控制；直至远程位置与船舶操控台位置相同，远程控制切换成功。
所述船用手动和远程控制装置设有用于一键切换自动控制状态和手动控制状态的切换单元，提供两种手自动切换方式，危机情况一键切换手动，完全无障碍的手动操控。在船舶操控台与远程控制下，都可以实现从手动到远程、远程到手动的切换。
如图2所示，本发明还提供了一种基于上述的船用手动和远程控制装置的控制方法，其特征在于：其步骤如下：
第一步，通过船舶操控台或远程操控装置输入预定值；通过选择模式，选择手动操控模式或自动操控模式，当手动操控模式时，则通过船舶操控台输入操作预定值，而当采用自动操控模式时，则通过远程操控装置输入预定值。
第二步，反馈装置实时反馈档位以及方向盘的位置数据，电位器通过实时传输当前档位和方向盘的位置，并以电压的形式传输到控制系统。
第三步，通过将位置数据与预定值进行比较，当比较值在误差范围之外时，位置数据经过A/D转化后与预定值进行比较，将比较值通过模糊PID控制算法得出电机的旋转方向与旋转角度，则通过控制装置控制档位和方向盘运动；
第四步，循环进行第二步和第三步直到比较值在误差范围之内时，停止控制装置的工作。
实施例不应视为对本发明的限制，但任何基于本发明的精神所作的改进，都应在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种船用手动和远程控制装置，其特征在于：其包括：
船舶操控台，用于输入手动预定值，并手动控制档位以及方向盘；
远程操控装置，用于输入远程预定值，远程控制档位以及方向盘；
控制装置，分别控制档位和方向盘；
反馈装置，用于实时反馈档位以及方向盘的数据；
控制系统，接收两路预定值，并通过将反馈装置检测的数据与输入的预定值进行比较，并根据比较的结果使控制装置控制档位和方向盘动作，直到检测的数据与预定值的比较结果在误差允许范围内，
所述控制系统还设有用于识别船舶操控台控制或远程操控装置控制的识别单元以及用于在自动控制状态下，防止船舶操控台误操作的误操作复位单元, 所述船用手动和远程控制装置设有在手动控制状态下，用于识别档位以及方向盘与远程控制装置的位置是否一致的远程校准单元。
2.根据权利要求1所述的船用手动和远程控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：
电机，两个电机，分别控制档位和方向盘；
电机驱动板，接收控制系统输出的脉冲信号并控制电机的旋转方向和旋转角度；
DSP控制板，接收预定位置信号、反馈信号，进行运算，输出相应的PWM波形，对电机驱动板进行控制。
3.根据权利要求1所述的船用手动和远程控制装置，其特征在于，所述反馈装置为电位器或编码器，电位器或编码器为2个，分别与档位和方向盘连接。
4.根据权利要求1所述的船用手动和远程控制装置，其特征在于，所述船用手动和远程控制装置设有无人驾驶接入端口。
5.根据权利要求1所述的船用手动和远程控制装置，其特征在于，所述船用手动和远程控制装置设有用于一键切换自动控制状态和手动控制状态的切换单元。
6.一种基于上述权利要求1、2、3、4或5所述的船用手动和远程控制装置的控制方法，其特征在于：其步骤如下：
第一步，通过船舶操控台或远程操控装置输入预定值；
第二步，反馈装置实时反馈档位以及方向盘的位置数据；
第三步，通过将位置数据与预定值进行比较，当比较值在误差范围之外时，将比较值通过模糊PID控制算法得出电机的旋转方向与旋转角度，则通过控制装置控制档位和方向盘运动；
第四步，循环进行第二步和第三步直到比较值在误差范围之内时，停止控制装置的工作。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，第三步中，位置数据经过A/D转化后与预定值进行比较。
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