CN206282143U - 一种靶船自主航行控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种靶船自主航行控制系统，包括航行控制盒壳体，设置于航行控制盒壳体的面板上的若干个圆形电连接器，内设于航行控制盒壳体的AC‑DC开关电源、电源模块和航行控制板，以及设置在航行控制板上并位于航行控制盒壳体里的航行控制计算机；所述AC‑DC开关电源、电源模块、航行控制板和航行控制计算机与若干个圆形电连接器相连，所述航行控制计算机通过圆形电连接器分别与位置姿态测量设备、发动机机组监测设备和航行控制板相连。有益效果：提供能实现靶船始终保持在预定航向（即计划航向）上航行的靶船自主航行控制系统，而且控制系统整体结构紧凑、功能模块集成高效。

Description

一种靶船自主航行控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种控制系统，特别是涉及一种靶船自主航行控制系统，属于舰船设备技术领域。

背景技术

为了模拟实战目标和背景，为对舰的反辐射导弹试验提供目标信号及特性，需要研制海上试验靶船，目的就是在海面上布局一艘能够模拟大型水面舰艇的电磁辐射特性和运动特性的靶船，具有必要的指控通信、遥控遥测、现场指控、现场保障等设备设施，形成一个功能齐全，方便实用，可反复使用的靶试试验平台，为反舰弹道导弹的靶试提供可靠的靶船保障。

目前所用的靶船自主航行控制系统可以实现靶船自动驶向目的地，然而，其在运用方面存在许多问题，归结如下：外力原因引起航向偏差，例如潮流影响，那么靶船航向与航迹向就不一致；无法记录航线，包括靶船航迹点、航向、航速及其它信息；没有信息交互功能；没有失控自保措施等。而且，现有的控制系统还存在以下不足：硬件结构上不紧凑，整体结构大而重；监测性能严重缺失；以及计算机处理能力不高等。因此，迫切地需要一种新的靶船自主航行控制系统解决现有技术中存在的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种靶船自主航行控制系统，不仅结构紧凑、体积小、方便携带，而且实现靶船始终保持在预定航向（即计划航向）上航行。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种靶船自主航行控制系统，包括航行控制盒壳体，设置于航行控制盒壳体的面板上的若干个圆形电连接器，内设于航行控制盒壳体的AC-DC开关电源、电源模块和航行控制板，以及设置在航行控制板上并位于航行控制盒壳体里的航行控制计算机；

所述AC-DC开关电源、电源模块、航行控制板和航行控制计算机与若干个圆形电连接器相连，所述航行控制计算机通过圆形电连接器分别与位置姿态测量设备、发动机机组监测设备和航行控制板相连；

所述航行控制计算机，用于接收来自靶船所具中央控制设备的实时控制指令和航迹指令、接收来自位置姿态测量设备的姿态信息、接收来自发动机机组监测设备的发动机仪表参数，并根据姿态信息和航迹指令解算期望舵角，将实时控制指令、发动机仪表参数和期望舵角发送给航行控制板，以及接收航行控制板反馈的实际舵角信息；

所述航行控制板，用于接收实时控制指令、发动机仪表参数和期望舵角，接收采集端输入的实际舵角信息、航速、航向，解算后根据航行计划所设的预定航向输出发动机运行指令给发动机、并发送舵角执行指令指挥操舵仪工作。

本实用新型进一步设置为：还包括与航行控制计算机相连的存储器，所述存储器位于航行控制盒壳体里、用于记录并存储航线信息。

本实用新型进一步设置为：所述航行控制计算机通过cPCI连接器与航行控制板相连。

本实用新型进一步设置为：所述控制指令包括发动机启动、发动机停止、对应油门电压的航速、航向、发动机档位。

本实用新型进一步设置为：所述若干个圆形电连接器包括接口有，发动机油门1、发动机油门2、发动机启停1、发动机启停2、电控齿轮箱1、电控齿轮箱2、液压舵机、电源开关和LED状态指示灯，以及RS485_监测仪表1、RS485_监测仪表2、RS422_舵角传感、RS422_航姿仪、AC220V电源入口、DC24V出口、以太网口、RS232_调试口和保险丝。

本实用新型进一步设置为：所述航行控制计算机通过RS422_航姿仪这一接口与位置姿态测量设备相连；所述发动机机组监测设备有两台，航行控制计算机通过RS485_监测仪表1和RS485_监测仪表2这两个接口分别与两台发动机机组监测设备相连；所述AC-DC开关电源与保险丝串接后与AC220V电源入口和DC24V出口相连，所述电源模块与电源开关相连，所述航行控制板与发动机油门1、发动机油门2、发动机启停1、发动机启停2、电控齿轮箱1、电控齿轮箱2、液压舵机和RS422_舵角传感相连，所述以太网口用于远程遥控时与主控设备相连，所述RS232_调试口用于调试时与上位机相连。

本实用新型进一步设置为：所述发动机油门1、发动机油门2、发动机启停1、发动机启停2、电控齿轮箱1、电控齿轮箱2、液压舵机、电源开关和LED状态指示灯均设置在航行控制盒壳体的前面板上；所述RS485_监测仪表1、RS485_监测仪表2、RS422_舵角传感、RS422_航姿仪、AC220V电源入口、DC24V出口、以太网口、RS232_调试口和保险丝均设置在航行控制盒壳体的后面板上。

本实用新型进一步设置为：所述AC-DC开关电源的型号为RV-Z8362I。

本实用新型进一步设置为：所述航行控制计算机采用PC104-PLUS计算模块。

本实用新型进一步设置为：所述航行控制计算机栈接在航行控制板上。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：

通过航行控制盒壳体、圆形电连接器、AC-DC开关电源、电源模块、航行控制板和航行控制计算机的设置，其中航行控制计算机根据姿态信息和航迹指令解算期望舵角、接收航行控制板反馈的实际舵角信息，航行控制板根据航行计划所设的预定航向输出发动机运行指令给发动机、并发送舵角执行指令指挥操舵仪工作，使得靶船始终保持在预定航向（即计划航向）上航行，控制系统整体结构紧凑、功能模块集成高效、方便实用。

上述内容仅是本实用新型技术方案的概述，为了更清楚的了解本实用新型的技术手段，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

附图说明

图1为本实用新型一种靶船自主航行控制系统的结构框图；

图2为本实用新型一种靶船自主航行控制系统中航行控制盒壳体的正视结构示意图；

图3为本实用新型一种靶船自主航行控制系统中航行控制盒壳体的后视结构示意图；

图4为本实用新型一种靶船自主航行控制系统中航行控制盒壳体的俯视结构剖示图；

图5为本实用新型一种靶船自主航行控制系统中PC104-PLUS计算模块的结构框图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。

如图1至图4所示，一种靶船自主航行控制系统，包括航行控制盒壳体1，设置于航行控制盒壳体1的面板上的若干个圆形电连接器，内设于航行控制盒壳体1的AC-DC开关电源A1、电源模块A4~A5两个和航行控制板A2，以及设置在航行控制板A2上并位于航行控制盒壳体1里的航行控制计算机A3；其中，AC-DC开关电源A1的型号为RV-Z8362I，航行控制计算机A3采用PC104-PLUS计算模块、且栈接在航行控制板A2上。

所述AC-DC开关电源A1、电源模块A4~A5、航行控制板A2和航行控制计算机A3与若干个圆形电连接器相连，所述航行控制计算机A3通过圆形电连接器分别与位置姿态测量设备（即航姿仪）、发动机机组监测设备（即发动机监测仪表）和航行控制板A2相连。

所述航行控制计算机A3，用于接收来自靶船所具中央控制设备的实时控制指令和航迹指令、接收来自位置姿态测量设备的姿态信息、接收来自发动机机组监测设备的发动机仪表参数，并根据姿态信息和航迹指令解算期望舵角，将实时控制指令、发动机仪表参数和期望舵角发送给航行控制板，以及接收航行控制板反馈的实际舵角信息；其中，控制指令包括发动机启动、发动机停止、对应油门电压的航速、航向、发动机档位。

所述航行控制板A2，用于接收实时控制指令、发动机仪表参数和期望舵角，接收采集端输入的实际舵角信息、航速、航向，解算后根据航行计划所设的预定航向输出发动机运行指令给发动机、并发送舵角执行指令指挥操舵仪工作。

如图1所示，一种靶船自主航行控制系统还包括与航行控制计算机A3相连的存储器，所述存储器位于航行控制盒壳体1里、用于记录并存储航线信息，使得靶船自主航行控制系统具备数据存储功能。

如图2、图3所示，若干个圆形电连接器包括接口有，均位于航行控制盒壳体1的前面板上（如图2所示）的发动机油门1XS12、发动机油门2 XS13、发动机启停1 XS14、发动机启停2 XS15、电控齿轮箱1 XS9、电控齿轮箱2 XS10、液压舵机XS11、电源开关11和LED状态指示灯12，以及均位于航行控制盒壳体1的后面板上（如图3所示）的RS485_监测仪表1 XS5、RS485_监测仪表2 XS6、RS422_舵角传感XS7、RS422_航姿仪XS8、AC220V电源入口XS1、DC24V出口XS2、以太网口XS3、RS232_调试口XS4和保险丝FU。

如图1所示，所述航行控制计算机A3通过RS422_航姿仪XS8这一接口与位置姿态测量设备相连，通过cPCI连接器与航行控制板A2相连；所述发动机机组监测设备有两台，航行控制计算机A3通过RS485_监测仪表1 XS5和RS485_监测仪表2 XS6这两个接口分别与两台发动机机组监测设备相连；所述AC-DC开关电源A1与保险丝FU串接后与AC220V电源入口XS1和DC24V出口XS2相连，所述电源模块A4~A5与电源开关11相连，所述航行控制板A2与发动机油门1XS12、发动机油门2 XS13、发动机启停1 XS14、发动机启停2 XS15、电控齿轮箱1 XS9、电控齿轮箱2 XS10、液压舵机XS11和RS422_舵角传感XS7相连，所述以太网口XS3用于远程遥控时与主控设备相连，所述RS232_调试口XS4用于调试时与上位机相连。

如图5所示，航行控制计算机A3采用PC104-PLUS计算模块，具体性能包括，采用处理器Intel® Atom™ Processor N455（1.66GHz）、1G单通道DDR3内存空间、支持PC104-Plus总线、Intel ICH8-M芯片组、串口、4个USB、4GB SSD onboard并可外扩大容量固态盘、温度等级-40°C~+85°C，满载时功耗13W。PC104-PLUS计算模块处理能力高，体积小，自带固态存储器，适用工作环境范围宽，特别适用于海边高低温、水雾盐雾等恶劣环境。

本实用新型的创新点在于，提供结构紧凑、小巧便携的能实现靶船始终保持在预定航向（即计划航向）上航行的靶船自主航行控制系统。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种靶船自主航行控制系统，其特征在于：包括航行控制盒壳体，设置于航行控制盒壳体的面板上的若干个圆形电连接器，内设于航行控制盒壳体的AC-DC开关电源、电源模块和航行控制板，以及设置在航行控制板上并位于航行控制盒壳体里的航行控制计算机；

所述AC-DC开关电源、电源模块、航行控制板和航行控制计算机与若干个圆形电连接器相连，所述航行控制计算机通过圆形电连接器分别与位置姿态测量设备、发动机机组监测设备和航行控制板相连；

所述航行控制计算机，用于接收来自靶船所具中央控制设备的实时控制指令和航迹指令、接收来自位置姿态测量设备的姿态信息、接收来自发动机机组监测设备的发动机仪表参数，并根据姿态信息和航迹指令解算期望舵角，将实时控制指令、发动机仪表参数和期望舵角发送给航行控制板，以及接收航行控制板反馈的实际舵角信息；

所述航行控制板，用于接收实时控制指令、发动机仪表参数和期望舵角，接收采集端输入的实际舵角信息、航速、航向，解算后根据航行计划所设的预定航向输出发动机运行指令给发动机、并发送舵角执行指令指挥操舵仪工作。

2.根据权利要求1所述的一种靶船自主航行控制系统，其特征在于：还包括与航行控制计算机相连的存储器，所述存储器位于航行控制盒壳体里、用于记录并存储航线信息。

3.根据权利要求1所述的一种靶船自主航行控制系统，其特征在于：所述航行控制计算机通过cPCI连接器与航行控制板相连。

4.根据权利要求1所述的一种靶船自主航行控制系统，其特征在于：所述控制指令包括发动机启动、发动机停止、对应油门电压的航速、航向、发动机档位。

5.根据权利要求1所述的一种靶船自主航行控制系统，其特征在于：所述若干个圆形电连接器包括接口有，发动机油门1、发动机油门2、发动机启停1、发动机启停2、电控齿轮箱1、电控齿轮箱2、液压舵机、电源开关和LED状态指示灯，以及RS485_监测仪表1、RS485_监测仪表2、RS422_舵角传感、RS422_航姿仪、AC220V电源入口、DC24V出口、以太网口、RS232_调试口和保险丝。

6.根据权利要求5所述的一种靶船自主航行控制系统，其特征在于：所述航行控制计算机通过RS422_航姿仪这一接口与位置姿态测量设备相连；所述发动机机组监测设备有两台，航行控制计算机通过RS485_监测仪表1和RS485_监测仪表2这两个接口分别与两台发动机机组监测设备相连；所述AC-DC开关电源与保险丝串接后与AC220V电源入口和DC24V出口相连，所述电源模块与电源开关相连，所述航行控制板与发动机油门1、发动机油门2、发动机启停1、发动机启停2、电控齿轮箱1、电控齿轮箱2、液压舵机和RS422_舵角传感相连，所述以太网口用于远程遥控时与主控设备相连，所述RS232_调试口用于调试时与上位机相连。

7.根据权利要求5所述的一种靶船自主航行控制系统，其特征在于：所述发动机油门1、发动机油门2、发动机启停1、发动机启停2、电控齿轮箱1、电控齿轮箱2、液压舵机、电源开关和LED状态指示灯均设置在航行控制盒壳体的前面板上；

所述RS485_监测仪表1、RS485_监测仪表2、RS422_舵角传感、RS422_航姿仪、AC220V电源入口、DC24V出口、以太网口、RS232_调试口和保险丝均设置在航行控制盒壳体的后面板上。

8.根据权利要求1所述的一种靶船自主航行控制系统，其特征在于：所述AC-DC开关电源的型号为RV-Z8362I。

9.根据权利要求1所述的一种靶船自主航行控制系统，其特征在于：所述航行控制计算机采用PC104-PLUS计算模块。

10.根据权利要求1所述的一种靶船自主航行控制系统，其特征在于：所述航行控制计算机栈接在航行控制板上。