CN1089560A - 水翼船数字控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明是一个全浸式水翼船的全数字化控制系
统，适用于各种水翼船的翼航控制。本发明的目的在
于为全浸式水翼船提供一个全新的、数字化的控制系
统；它不但具有高度可靠性和灵活性，而且可以完成
模拟控制系统无法实现的多种功能。在本发明中多
处设计和使用了容错技术，使系统的可靠性和航行的
安全性大大提高。
Description
本发明是一个水翼船翼航控制系统，适用于各种水翼船的翼航控制。
全浸式水翼船是一种新型高速船舶，船体上装有类似于飞机机翼的水翼系统。每个水翼的后缘装有可控制襟翼，称为控制面;它们包括：前控制面，后左控制面，后右控制面，艏舵控制面。当水翼船在水上航行时，随著航速不断增加，水翼在水下运动时产生的升力将船体托出水面。因此，水翼船翼航时的航行阻力远远小于排水型船舶。全浸式水翼船具有优异的快速性能，但它本身并不具有自稳性：其优异的适航性能，翼航稳定性以及灵活的操纵性必须依靠自动控制系统来保证。自动控制系统由状态传感器，计算机和伺服执行机构组成。计算机接收各传感器输出信号，经处理后送到各伺服放大器使相应的控制面动作，控制水翼船平稳起飞、翼航、回转和降落。
现在的全浸式水翼船自动控制系统都是模拟控制系统。虽然这种控制系统能够控制船稳定航行，但是它所完成的功能具有局限性，而且有些功能是不能稳妥地完成的。
本发明的目的在于为全浸式水翼船提供一个全新的、技术先进的控制系统，它不但具有高度可靠性和灵活性，而且可以完成模拟控制系统无法实现的多种功能。本发明的数字控制系统表征了水翼船控制系统的发展方向。
以下将结合附图3描述的一个实例来解释发明。
图1是全浸式水翼船的侧视图：
（1）-水翼船船体;
（2）-前水翼支柱（艏舵控制面）;
（3）-后水翼支柱。
图2是全浸式水翼船从底部向上的仰视图：
（4）-前水翼;
（5）-前控制面;
（6）-后水翼;
（7）-右控制面;
（8）-左控制面。
图3是本发明的数字控制系统原理方框图：
（9）-容错电路;
（10）-模-数转换器;
（11）-中央处理器;
（12）-数-模转换器;
（13）-前控制面;
（14）-后左控制面;
（15）-后右控制面;
（16）-艏舵控制面。
本发明是一个全浸式水翼船数字控制系统，主要由三个部分组成：状态传感器和指令发生器;容错计算机以及液压伺服系统。
状态传感器包括：一套容错陀螺装置，用来感受船的纵倾和横倾;一个数字高度传感器，用来测量船艏离水面的高度;一个电控罗经，用来测量船的航向;三个垂向加速度计和侧向加速计，用来测量其安装处船的加速度。指令发生器包括：一个高度设置器，设定船的飞高;一个舵轮，产生使船回转的指令。
容错数字计算机由三个中央处理器（11），接口装置和多个容错电路（9）组成。三个中央处理器（11）并联工作。接口装置包括模-数转换器（10）和数-模转换器（12）。
每个控制面由一个独立液压伺服系统驱动。每个液压伺服系统包括：放大器，伺服阀和油缸。
各传感器输出信号和指令发生器输出信号经模-数转换器（10）后变为数字信号，经数字计算机按所设计的控制规律进行综合处理后再经数-模转换器（12）变成模拟信号，送至四个控制面的伺服放大器输入端，控制各相应的控制面动作，使船能平稳起飞、翼航、回转及降落。
在上面所述的全浸式水翼船控制系统中，前控制面（13）主要控制船的飞高;后控制面（14），（15）同步动作主要控制船的纵倾;后左右控制面（14），（15）差动动作控制船的横倾;后控制面（14），（15）与艏舵控制面（16）协同动作控制船的回转。
数字控制系统应用了先进的计算机硬件，并对计算机硬件和陀螺进行了容错设计，因此大大提高了系统的可靠性。在一个陀螺单元和一个中央处理器（11）同时出现故障时，水翼船仍能继续正常航行。
数字控制系统应用软件编程设计，因此可以按要求任意扩展功能，修改方便。如果将数字控制系统应用于其它水翼船，只需对硬件稍作修改，改变软件程序即可。
数字控制系统具有自动检测、报警和显示功能，比模拟控制系统更快更准确。
Claims (5)
1、对于一个全浸式水翼船数字控制系统，本发明的特征在于数字计算机用于水翼船翼航控制，该数字控制系统是一个容错控制系统。
2、按照权利要求1所述的数字控制系统，其特征在于数字计算机硬件有模-数转换器，中央处理器，数-模转换器和存储单元等数字器件组成。
3、按照权利要求1和2所述的容错控制系统，其特征是：三台或三台以上数字计算机的输出接至容错电路，容错电路的输出送至各伺服系统，实现硬件容错。
4、按照权利要求1和2所述的数字控制系统，其特征在于应用软件编程，可以按要求任意扩展功能，采用计算机软件诊错，可实现对控制系统硬件进行重构。
5、按照权利要求1所述的数字控制系统，其特征在于至少有一个控制面，数字控制系统可应用在多个控制面的水翼船翼航控制。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN93112312A CN1043206C (zh) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 水翼船数字控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN93112312A CN1043206C (zh) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 水翼船数字控制系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1089560A true CN1089560A (zh) | 1994-07-20 |
| CN1043206C CN1043206C (zh) | 1999-05-05 |
Family
ID=4989935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN93112312A Expired - Fee Related CN1043206C (zh) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 水翼船数字控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1043206C (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102830707A (zh) * | 2012-09-21 | 2012-12-19 | 中国航空无线电电子研究所 | 航行器起降俯仰姿态控制系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3886884A (en) * | 1972-10-31 | 1975-06-03 | Boeing Co | Control system for hydrofoil |
-
1993
- 1993-01-12 CN CN93112312A patent/CN1043206C/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102830707A (zh) * | 2012-09-21 | 2012-12-19 | 中国航空无线电电子研究所 | 航行器起降俯仰姿态控制系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1043206C (zh) | 1999-05-05 |
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