CN113726025B - 一种非接触式电能与数据交互的时敏信标及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种非接触式电能与数据交互的时敏信标及控制方法，时敏信标位于水下航行器的外部，且与水下航行器之间没有电气连接；在水下航行器遇到故障无法上浮时，时敏信标获取设备自身的状态信息，通过信标内的主控单元利用决策树判断水下航行器是否遇到故障，以及是否需要上浮，水面搜救人员可根据信标准确的定位航行器的位置；并利用基于电磁耦合的无线充电技术为信标内部的电池进行充电，同时将无线充电技术与基于模糊逻辑的电池电流估计相结合以实现恒流‑恒压的信标电池快速充电；当航行器没电时，信标仍然可以正常工作或进行释放；本方案成本低，无需提前部署声学发射源，不依赖外部供电，具有更广泛的实际应用及推广价值。

Description

一种非接触式电能与数据交互的时敏信标及控制方法

技术领域

本发明属于水下航行器应急自救设备技术领域，具体涉及一种非接触式电能与数据交互的时敏信标及控制方法。

背景技术

随着海洋资源的不断开发，对水下潜器的需求越来越高，水下潜器要搭载许多传感器，这就导致造价会比较昂贵，但是水下环境的复杂性决定了其工作环境的恶劣。所以为了保证水下潜器的安全，设计一种可以自主救援的设施就很有必要了。

目前常用应急自救设备包括设置抛载应急、设置水下航行器设备自身的软件应急以及水下航行器上安装声学通信及定位设备等，可以通过设置最大工作时间、抛载自救、设置声信标等方法来实现自主救援。

但是，对于现有的应急自救设备存在以下问题：

1、设置抛载应急：该抛载应急为设备外部一次性应急自救设备。即当水下航行器遇到意外状态时将自身安装的压载配重丢弃，使自身浮力大于重力，实现应急上浮。但当设备被渔网等缠绕住，该方法无法保证设备能够上浮，同时搜救人员也无法确定设备的准确位置，一旦出现被缠绕或电量用完等情况则作用不大；

2、设置水下航行器设备自身的软件应急：该方法与上述方法类似，但却是依赖水下航行器自身的执行机构产生上浮的力，同样当设备被缠住时，搜救人员无法得知设备当前所处的位置。且当设备电力不足时，该方法无法继续使用；

3、水下航行器上安装声学通信及定位设备：该类设备需要提前在指定海域进行安置，若没有提前布置则无法反应当前水下航行器的位置。并且该类设备存在定位误差，即便知道了具体经纬度坐标仍可能无法搜救到，造价昂贵也是制约这一类设备使用的难点。

发明内容

本发明为解决现有技术中存在的缺陷，提出一种基于决策树的非接触式电能与数据交互的时敏信标及控制方法，以更好的实现对水下航行器的应急自救。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种非接触式电能与数据交互的时敏信标，所述时敏信标位于水下航行器的外部，且与水下航行器之间没有电气连接；

所述水下航行器包括航行器电池、逆变器、第一电力载波模块、第一电磁耦合模块以及模糊逻辑模块和第一数据交互模块，逆变器用以将水下航行器电池提供的直流电转换为高频交流电，第一电力载波模块用以将第一数据交互模块内的数据进行调制，以逆变器生成的高频交流电为载波将数据通过第一电磁耦合模块发送出去；模糊逻辑模块以信标电池电压和信标电池电压变化率为输入，输出当前电池需要的电流，并调节逆变器的输出波形；

所述时敏信标包括整流滤波电路、信标电池、释放机构、第二电力载波模块、第二电磁耦合模块以及决策树和第二数据交互模块，第二电磁耦合模块用以接收第一电磁耦合模块发送的能量和数据；时敏信标接收的能量首先经过整流滤波电路，变成较为平滑的直流电用以给信标电池充电，时敏信标接收的数据则经过第二电力载波模块进行信号解调，以传输给第二数据交互模块得到姿态、深度和速度信息，将这些信息送入至决策树中判断当前水下航行器是否为异常状态，若为异常状态，则触发释放机构将时敏信标释放。

本发明另外还提出一种非接触式电能与数据交互的时敏信标的控制方法，包括：

步骤A、基于决策树的时敏信标释放判断；

A1、在水下航行器航行过程中，基于第一电磁耦合模块将水下航行器的状态数据，通过第一电力载波模块传输至时敏信标，所述状态数据包括姿态、深度和速度信息；

A2、时敏信标在获取到状态数据信息后，基于决策树对水下航行器的状态信息进行处理，以确定正常状态和异常状态；

A3、当监测到为异常状态时，通过第二电力载波模块获取当前水下航行器的位置信息，随后切断释放机构使时敏信标上浮，实现应急自救；

步骤B、基于模糊逻辑的电池充电控制；

B1、基于信标电池电压和信标电池电压变化率作为输入，利用模糊逻辑结合实际电池放电曲线构建电压与电流的映射关系，即根据信标电池电压与信标电池电压变化率推理出此时电池的理想充电电流，将该电流作为逆变器的期望输出，调节逆变器的输出频率使逆变器的实际输出电流始终跟随期望电流值，以实现电池的充电；

B2、同时在模糊逻辑的输出增加数据监测模块，即当逆变器执行了模糊逻辑的输出后，如果数据无法正常传输，通过数据监测模块修正模糊逻辑的输出值，直到第二电力载波模块能够实现数据传输。

进一步的，所述步骤A2中，决策树的判断原理具体如下：

(1)对深度进行检测，设定当水下航行器的深度在H1以内认为是在水面，H1取0.3-0.5m，在H1以内时敏信标无需释放，否则是在水下，进行下一步判断；

(2)当水下航行器位于水下时，设定水下航行器的深度变化率大于dH1时认为是正常工作，dH1取0.05-0.1m/s，时敏信标无需释放；当深度变化率小于dH1时，则进行下一步分析判断；

(3)设定当俯仰角变化率大于dP1时水下航行器正常工作，dP1取1-3度/秒，时敏信标不释放，当俯仰角变化率小于dP1时，进行下一步分析判断；

(4)当电机转速不为0，且水下航行器有速度时，水下航行器在正常工作，时敏信标不释放；当电机转速为0，且水下航行器的速度不为0时，时敏信标无需释放；当电机转速不为0，且水下航行器无速度，水下航行器在水下出现异常运动状态，需要释放时敏信标；当电机转速为0，且水下航行器的速度为0，需要释放时敏信标。

进一步的，所述步骤B1中，信标电池电压的输入隶属度函数范围为10V-13V，以1V为间隔将信标电池电压的输入隶属度函数分割成10V，11V，12V，13V，10-12V记为S状态，11-13V记为M状态，大于13V记为B状态；信标电池电压变化率的输入隶属度函数范围为0-1.5V，将信标电池电压变化率分为了0.5V/s，1V/s，1.5V/s，0-1V/s记为S状态，0.5-1.5V/s记为M状态，大于1.5V/s记为B状态；模糊逻辑的输出以0.5A，1A，1.5A及1.5A以上进行划分，0-1A记为S状态，0.5-1.5A记为M状态，大于1.5A记为B状态；

模糊规则如下：

当信标电池电压处于S状态，信标电池电压变化率处于S状态，则此时模糊逻辑输出为B状态；

当信标电池电压处于M状态，信标电池电压变化率处于S状态，则此时模糊逻辑输出为M状态；

当信标电池电压处于B状态，信标电池电压变化率处于S状态，则此时模糊逻辑输出为M状态；

当信标电池电压处于S状态，信标电池电压变化率处于M状态，则此时模糊逻辑输出为B状态；

当信标电池电压处于M状态，信标电池电压变化率处于M状态，则此时模糊逻辑输出为M状态；

当信标电池电压处于B状态，信标电池电压变化率处于M状态，则此时模糊逻辑输出为M状态；

当信标电池电压处于S状态，信标电池电压变化率处于B状态，则此时模糊逻辑输出为M状态；

当信标电池电压处于M状态，信标电池电压变化率处于B状态，则此时模糊逻辑输出为S状态；

当信标电池电压处于B状态，信标电池电压变化率处于B状态，则此时模糊逻辑输出为S状态。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

在水下航行器遇到故障无法上浮时，时敏信标获取设备自身的状态信息，通过时敏信标内的主控单元利用决策树判断水下航行器是否遇到故障，以及是否需要上浮，水面搜救人员可根据时敏信标准确的定位水下航行器的位置；

考虑到时敏信标内部空间有限，所装载的电池容量有限，本方案利用基于电磁耦合的无线充电技术为时敏信标内部的电池进行充电，同时将无线充电技术与基于模糊逻辑的电池电流估计相结合以实现恒流-恒压的信标电池快速充电；当水下航行器没电时，时敏信标仍然可以正常工作或进行释放；

利用电力载波技术依托电磁耦合结构实现水下航行设备与时敏信标的电能与数据同步传输，以确保时敏信标能够根据水下航行器实时状态判断是否激活上浮功能，所述方案成本较低，无需提前部署声学发射源，不依赖外部供电。

附图说明

图1为本发明实施例1时敏信标与水下航行器的整体原理框图；

图2为本发明实施例2时敏信标控制方法流程示意图；

图3为本发明实施例2基于状态监测的决策树模块原理示意图；

图4为本发明实施例2基于模糊逻辑的输出调节模块原理示意图；

图5为本发明实施例2电池电压隶属度函数；

图6为本发明实施例2信标电池电压变化率隶属度函数；

图7为本发明实施例2电流隶属度函数；

图8为本发明实施例2模糊规则图。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例。

本发明设计一种自带能源，通过线缆与水下航行器连接的时敏信标，来作为应急自救设备。该设备可由水下航行器电池作为电源，利用无线充电技术为时敏信标内部电池进行充电。同时以电磁耦合结构为基础利用电力载波技术实现水下航行器与时敏信标的实时数据交互。最后以水下航行器的状态数据作为输入，利用决策树对水下航行器当前状态进行判断以控制时敏信标是否上浮自救。

实施例1，本实施例提出一种非接触式电能与数据交互的时敏信标，如图1所示，所述时敏信标位于水下航行器的外部，且与水下航行器之间并没有电气连接：

所述水下航行器包括航行器电池、逆变器、第一电力载波模块、第一电磁耦合模块以及模糊逻辑模块和第一数据交互模块，航行器电池提供直流电，逆变器用来将电池提供的直流电转换为高频交流电，第一电力载波模块负责将第一数据交互模块内的数据进行调制，以逆变器生成的高频交流电为载波将数据通过第一电磁耦合模块发送出去；模糊逻辑模块以信标电池电压和信标电池电压变化率为输入，输出当前电池需要的电流，并调节逆变器的输出波形；

所述时敏信标包括整流滤波电路、信标电池、释放机构、第二电力载波模块、第二电磁耦合模块以及决策树和第二数据交互模块。其中第二电磁耦合模块用以接收来自水下航行器通过其内部的第一电磁耦合模块发送的能量和数据。当时敏信标接收到能量和数据后，能量部分和数据部分将分别进行不同的处理，能量首先经过整流滤波电路，变成较为平滑的直流电用以给信标电池充电，数据部分则经过第二电力载波模块进行信号解调。随后第二数据交互模块得到来自水下航行器内的姿态、深度、速度等信息，将这些信息送入至决策树中判断当前水下航行器是否为异常状态，若为异常状态，则触发释放机构将时敏信标释放。

本发明主要用于在近海作业的水下航行设备，当设备在水下出现意外时，时敏信标能够根据水下航行设备的状态信息判断是否上浮。时敏信标内置电池的充电可由水下航行器通过无线充电技术实现，同时时敏信标可由电力载波技术实时与水下航行设备进行数据交互，时敏信标能够以无线(非接触式)的方式与水下航行器实现可恒压-恒流的电池充电、数据交互和根据水下航行器状态决定是否释放时敏信标。

实施例2，基于实施例1所提出的时敏信标，本实施例提出一种非接触式电能与数据交互的时敏信标的控制方法，如图2所示，包括基于决策树的时敏信标释放判断和基于模糊逻辑的电池充电控制；

A、基于决策树的时敏信标释放判断；

本实施例所设计的时敏信标在释放时主要利用水下航行器的状态数据(姿态、深度、速度等)作为依据，在水下航行器航行过程中，其状态信息以第一电磁耦合模块为基础，通过第一电力载波模块将数据传递至时敏信标内的MCU。MCU在获取到状态信息后，利用内部运行的决策树对水下航行器的状态信息进行处理，区分出正常状态和异常状态。当监测到水下航行器处于异常状态时，MCU首先通过第二电力载波模块获取当前水下航行器的位置信息，随后切断释放机构使时敏信标上浮。当时敏信标上浮至水面后首先将水下航行器的位置发送至用户手机，随后以固定频率将时敏信标的位置发送至用户。

图3所示的用于决定时敏信标是否释放的决策树模块。所述的决策树利用水下航行器的姿态信息、深度信息和速度信息作为输入。并按照深度、姿态、电机转速、水下航行器的速度依次进行判断，这样能够快速有效的决定是否释放时敏信标。该方法用于时敏信标内部具有结构简单、逻辑清晰和运算速度快的特点，具体原理为：

首先对深度进行检测，设定当水下航行器的深度在H1以内则认为是在水面，考虑到水下航行器在水面漂浮时，深度计测量值一般为0.25m左右，本实施例取H1为0.3-0.5m，此时时敏信标无需释放，否则是在水下，需要进行后续处理；

当水下航行器位于水下时，其深度是围绕设定值不断波动的，结合已有深度数据，考虑控制误差，设定当水下航行器的深度变化率(△深度)大于dH1时认为是正常工作，时敏信标无需释放。当深度变化率小于dH1时，则存在缠绕、触底等问题需要进一步进行分析，其中dH1取0.05-0.1m/s，优选0.08m/s；

然后基于俯仰角变化率进行进一步判断：通常情况下深度数据往往与水下航行器的俯仰角有直接的联系。当决策树监测到深度数据出现异常时，会再次对俯仰角数据进行检测。水下航行器在定深航行时俯仰角随着深度变化而波动。深度变化越大，俯仰角波动的越剧烈。基于此，本实施例设定当俯仰角变化率(△俯仰角)大于dP1时此时水下航行器正常工作，时敏信标不释放，本实施例dP1取1-3度/秒，当俯仰角变化率小于dP1时，则说明水下航行器保持某一固定姿态未发生变化，此时水下航行器可能存在异常运动状态，仍需要进行后续的分类；

即需要结合电机转速及航速进行进一步的判断，考虑到电机作为水下航行器的主要动力源，即水下航行器的姿态变化与航速变化均与电机转速有着直接的关系。因此在水下航行器俯仰角的下一级设定了电机速度检测。当电机转速不为0时，那么可以认为水下航行器处于理论上的正常状态。当电机转速为0时，则说明此时水下航行器并未处于运动状态。为了进一步判断水下航行器的状态，本实施例设定了对航速的检测，具体为：

当电机转速不为0，且水下航行器有速度时，则可以认为水下航行器在正常工作，因此时敏信标可以不释放。当电机转速为0，且水下航行器的速度不为0时。此时可以认为由于海流较大，可以带着水下航行器以某一速度前进，此时也可以认定时敏信标无需释放。当电机转速不为0时，且水下航行器无速度，则可认为水下航行器在水下出现异常运动状态，需要释放时敏信标。当电机转速为0时，且水下航行器的速度为0，则可认为此时水下航行器被挂住或缠住，需要释放时敏信标。

B、基于数据监测模块对电力载波模块信息进行判断，以确定是否基于模糊逻辑对电池进行充电；

基于步骤A的分析判断，在释放时敏信标时，需要确定时敏信标有足够的电量，为了保证时敏信标内部的信标电池始终具有健康的电量，有必要对信标电池进行充电。考虑到时敏信标内部空间有限，因此本实施例只测量电池的电压，并调节位于水下航行器内的无线充电模块以实现电池的快速充电，这也是为时敏信标的释放与应急自救而设计。

常规电池充电往往采用较为成熟的恒流-恒压策略即先恒流充电，当电量达到某一值后转变为恒压充电。考虑到时敏信标内部未安装电流传感器，因此无法直接对电池进行恒压-恒流充电，需要实时的估计电流值，建立充电策略和当前电压及电压变化利率的映射关系。同时考虑到逆变器在开启后会在内部IGBT的导通与关断期间产生较大的尖峰(额定电压的2-10倍)。这种尖峰会在电磁耦合器上产生一个高频干扰(1MHz-5MHz)，该高频干扰与电力载波模块的中心频率(1.66MHz)有着部分重叠，这将会影响数据的传输。

基于上述问题，本实施例利用信标电池电压和信标电池电压变化率作为输入，利用模糊逻辑结合实际电池放电曲线构建电压与电流的映射关系，即根据信标电池电压与信标电池电压变化率推理出此时电池的理想充电电流，将该电流作为逆变器的期望输出，调节逆变器的输出频率使逆变器的实际输出电流始终跟随期望电流值，以实现电池的充电。同时在模糊逻辑的输出增加数据监测模块。即当逆变器执行了模糊逻辑的输出后，如果数据无法正常传输，则说明电力载波受到干扰的影响，因此数据监测模块将修正模糊逻辑的输出值，直到第二电力载波模块能够实现数据传输。

图4-图8是本实施例针对时敏信标内部电池充电策略设置的模糊逻辑流程图及输入输出隶属度函数。图4是本发明所提出的改进型模糊逻辑流程图，整个过程包括：

输入隶属度函数(信标电池电压隶属度函数和信标电池电压变化率隶属度函数)用于将输入信号进行模糊化，推理机结合知识库对模糊化之后的输入进行推断，输出隶属度函数则是将由推理机推出的值对应到相应的输出隶属度函数上，最终进行去模糊化得到准确的值。

与一般的模糊逻辑不同，本实施例改进的模糊逻辑在输出端增加了数据监测模块，以检测数据是否存在。当检测到数据受到噪声干扰时无法正常传输时，通过对模糊逻辑的输出进行调整来降低噪声影响以保证数据能够正常传输(降低逆变器的输出频率以减小干扰噪声)。

图5是信标电池电压的输入隶属度函数，考虑到时敏信标内使用的锂电池最低电压是10V，最高电压是13V。因此信标电池电压的输入隶属度函数的范围为10V-13V。同时为了能够保证不同的信标电池电压范围均有合理的输出。本实施例以1V为间隔将信标电池电压隶属度函数分割成10V，11V，12V，13V，同时考虑降低计算量，在隶属度函数中选择了较为简单的梯形和三角形函数；

图6是信标电池电压变化率的输入隶属度函数。为了避免信标电池电压变化较快带来的过放或者过充问题，在对电池进行充电时一定要考虑信标电池电压变化率。信标电池的电压变化率越大，则说明在一段时间内电池放电或者充电的电流越大。因此为了使电池充电速率较为平缓，将信标电池电压变化率分为了0.5V/s，1V/s，1.5V/s。同样也选择了容易计算的三角函数和梯形函数作为隶属度函数；

图7是模糊逻辑输出隶属度函数。考虑到时敏信标内安装了容量较低的锂电池，因此在充电时不应该使用大电流。因此将模糊逻辑的输出以0.5A，1A，1.5A及1.5A以上进行划分，这样可以保证给电池充电的最大电流不超过2A，这样既能够提高锂电池的充电速度，又能够保证锂电池的安全性。同样为了降低计算量输出的隶属度函数也采用三角形函数和梯形函数。

图8是输入输出的模糊规则表。信标电池电压的输入隶属度函数范围为10V-13V，以1V为间隔将信标电池电压的输入隶属度函数分割成10V，11V，12V，13V，10-12V记为S状态，11-13V记为M状态，大于13V记为B状态；信标电池电压变化率的输入隶属度函数范围为0-1.5V，将信标电池电压变化率分为了0.5V/s，1V/s，1.5V/s，0-1V/s记为S状态，0.5-1.5V/s记为M状态，大于1.5V/s记为B状态；模糊逻辑的输出以0.5A，1A，1.5A及1.5A以上进行划分，0-1A记为S状态，0.5-1.5A记为M状态，大于1.5A记为B状态；

比如，当信标电池电压处于S状态(即位于10V-12V之间)，信标电池电压变化率越大(大于1.5V/s)则需要提供较大的充电电流，此时模糊逻辑输出的应该位于B状态(大于1.5A)，此时逆变器执行由模糊逻辑输出的指令为时敏信标内电池提供大的充电电流。当电压处于M状态(位于11V-13V之间)，此时考虑到信标电池电压的变化率，若变化率处于S状态(0-1V/s)，那么则认为此时的充电电流较小，需要提高充电功率即模糊逻辑输出为M状态(0.5A-1.5A)。当电压处于B状态(电压大于13V)，此时信标电池电压已接近满充，应该使用较小的电流对电池进行缓慢冲电，因此无论信标电池电压变化率取何值，模糊逻辑的输出不会出现大电流(大于1.5A)。若信标电池电压变化率小，则模糊逻辑输出中电流(0.5A-1.5A)。若信标电池电压变化率处于中或者大，则此时按照信标电池充电的经验则设置模糊逻辑输出小电流(0-1A)。

另外，需要说明的是，本实施例中，利用决策树来决定是否释放时敏信标的方法还可以采用如贝叶斯相关方法、因果推理方法以及神经网络等实现，其基本原理不变；模糊逻辑可替换为神经网络等其他方法，基于电磁耦合器的无线传输技术可替换为基于谐振线圈的无线传输技术等。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种非接触式电能与数据交互的时敏信标的控制方法，所述时敏信标位于水下航行器的外部，且与水下航行器之间没有电气连接，其中：

所述水下航行器包括航行器电池、逆变器、第一电力载波模块、第一电磁耦合模块、模糊逻辑模块和第一数据交互模块，逆变器用以将航行器电池提供的直流电转换为高频交流电，第一电力载波模块用以将第一数据交互模块内的数据进行调制，以逆变器生成的高频交流电为载波将数据通过第一电磁耦合模块发送出去；模糊逻辑模块以信标电池电压和信标电池电压变化率为输入，输出当前信标电池需要的电流，并调节逆变器的输出波形；

所述时敏信标包括整流滤波电路、信标电池、释放机构、第二电力载波模块、第二电磁耦合模块、决策树和第二数据交互模块，第二电磁耦合模块用以接收第一电磁耦合模块发送的能量和数据；时敏信标接收的能量首先经过整流滤波电路，变成平滑的直流电用以给信标电池充电，时敏信标接收的数据则经过第二电力载波模块进行信号解调，以传输给第二数据交互模块得到姿态、深度和速度信息，将这些信息送入至决策树中判断当前水下航行器是否为异常状态，若为异常状态，则触发释放机构将时敏信标释放；

其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

步骤A、基于决策树的时敏信标释放判断；

A1、在水下航行器航行过程中，基于第一电磁耦合模块将水下航行器的状态数据，通过第一电力载波模块传输至时敏信标，所述状态数据包括姿态、深度和速度信息；

A2、时敏信标在获取到状态数据后，基于决策树对水下航行器的状态数据进行处理，以确定正常状态和异常状态；

A3、当监测到异常状态时，通过第二电力载波模块获取当前水下航行器的位置信息，随后切断释放机构使时敏信标上浮，实现应急自救；

步骤B、基于模糊逻辑的电池充电控制；

B1、以信标电池电压和信标电池电压变化率作为输入，利用模糊逻辑结合实际电池放电曲线构建电压与电流的映射关系；

B2、同时在模糊逻辑的输出增加数据监测模块，即当逆变器执行了模糊逻辑的输出后，如果数据无法正常传输，通过数据监测模块修正模糊逻辑的输出值，直到第二电力载波模块能够实现数据传输。

2.根据权利要求1所述的非接触式电能与数据交互的时敏信标的控制方法，其特征在于：所述步骤A2中，决策树的判断原理具体如下：

(1)对深度进行检测，设定当水下航行器的深度在H1以内认为是在水面，H1取0.3-0.5m，在H1以内时敏信标无需释放，否则是在水下，进行下一步判断；

(2)当水下航行器位于水下时，设定水下航行器的深度变化率大于dH1时认为是正常工作，dH1取0.05-0.1m/s，时敏信标无需释放；当深度变化率小于dH1时，则进行下一步分析判断；

(3)设定当俯仰角变化率大于dP1时水下航行器正常工作，dP1取1-3度/秒，时敏信标不释放，当俯仰角变化率小于dP1时，进行下一步分析判断；

(4)当电机转速不为0，且水下航行器有速度时，水下航行器在正常工作，时敏信标不释放；当电机转速为0，且水下航行器的速度不为0时，时敏信标无需释放；当电机转速不为0，且水下航行器无速度，水下航行器在水下出现异常运动状态，需要释放时敏信标；当电机转速为0，且水下航行器的速度为0，需要释放时敏信标。

3.根据权利要求1所述的非接触式电能与数据交互的时敏信标的控制方法，其特征在于：所述步骤B1中，信标电池电压的输入隶属度函数范围为10V-13V，以1V为间隔将信标电池电压的输入隶属度函数分割成10V，11V，12V，13V，10-12V记为S状态，11-13V记为M状态，大于13V记为B状态；信标电池电压变化率的输入隶属度函数范围为0-1.5V，将信标电池电压变化率分为了0.5V/s，1V/s，1.5V/s，0-1V/s记为S状态，0.5-1.5V/s记为M状态，大于1.5V/s记为B状态；模糊逻辑的输出以0.5A，1A，1.5A及1.5A以上进行划分，0-1A记为S状态，0.5-1.5A记为M状态，大于1.5A记为B状态；

模糊逻辑规则如下：

当信标电池电压处于S状态，信标电池电压变化率处于S状态，则此时模糊逻辑输出为B状态；

当信标电池电压处于M状态，信标电池电压变化率处于S状态，则此时模糊逻辑输出为M状态；

当信标电池电压处于B状态，信标电池电压变化率处于S状态，则此时模糊逻辑输出为M状态；

当信标电池电压处于S状态，信标电池电压变化率处于M状态，则此时模糊逻辑输出为B状态；

当信标电池电压处于M状态，信标电池电压变化率处于M状态，则此时模糊逻辑输出为M状态；

当信标电池电压处于B状态，信标电池电压变化率处于M状态，则此时模糊逻辑输出为M状态；

当信标电池电压处于S状态，信标电池电压变化率处于B状态，则此时模糊逻辑输出为M状态；

当信标电池电压处于M状态，信标电池电压变化率处于B状态，则此时模糊逻辑输出为S状态；

当信标电池电压处于B状态，信标电池电压变化率处于B状态，则此时模糊逻辑输出为S状态。

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