一种竹筏船的航速调节及转向控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种竹筏船的航速调节及转向控制装置，包括主控制器，所述主控制器分别与电池总能量管理系统、水流速度检测装置和航速计算装置相连，所述水流速度检测装置还与水流传感器相连，所述航速计算装置还与卫星定位设备相连。本发明专利技术能够消除水流对竹筏船的影响给出最佳控制方式。

A Velocity Regulation and Steering Control Device for Bamboo Raft

【技术实现步骤摘要】
一种竹筏船的航速调节及转向控制装置
本专利技术涉及电动竹筏船的转向控制
，特别是涉及一种竹筏船的航速调节及转向控制装置。
技术介绍
在纯电动竹筏船的控制器设计过程中，本专利技术的专利技术人发现，该类船舶看似结构简易，与水的亲密性好，深受游客的喜爱，而且是量大面广，但是其航行的调节和控制以及转向(电动操控)与纯电动竹筏船的耗电量有着非查密切的关联，如果无法处理两者之间的关系，利用电池能量作为竹筏船的推进动力将无法实现。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种竹筏船的航速调节及转向控制装置，能够消除水流对竹筏船的影响给出最佳控制方式。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种竹筏船的航速调节及转向控制装置，包括主控制器，所述主控制器分别与电池总能量管理系统、水流速度检测装置和航速计算装置相连，所述水流速度检测装置还与水流传感器相连，所述航速计算装置还与卫星定位设备相连。所述主控制器还连接有转向信息获取装置和转向执行装置，所述转向信息获取装置还与操控装置相连。所述主控制器还连接有远程信息接收装置。所述卫星定位设备为北斗卫星定位模块或GPS卫星定位模块。所述主控制器由数字控制器DSP+FPGA器件构成。有益效果由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本专利技术通过BMS电池管理系统获得电池信息，并计算汇总所有电池的瞬间剩余电量，通过定位装置获取竹筏船当前的航速，利用水流传感器获取水流速度，主控制器结合上述信息以及当前本次航行所需达到的航行里程，给出最优航速，以及所能达到的续航时间，并在船载显示器上报告显示当前状态下的剩余续航里程。本专利技术消除了水流对对竹筏船航行时的影响使竹筏船的电能利用效果最优。附图说明图1是本专利技术的结构方框图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本专利技术的实施方式涉及一种竹筏船的航速调节及转向控制装置，如图1所示，包括主控制器，所述主控制器分别与电池总能量管理系统、水流速度检测装置和航速计算装置相连，所述水流速度检测装置还与水流传感器相连，所述航速计算装置还与卫星定位设备相连。所述主控制器还连接有转向信息获取装置和转向执行装置，所述转向信息获取装置还与操控装置相连。本实施方式中的主控制器由数字控制器DSP+FPGA器件构成，其构成本控制装置的核心要件，整个控制装置所有的外部接口、连接于网络的数据部分都与主控制器相关。主控制器通过CAN总线网络与各个装置相连，从而实现模块级的数据通讯，CAN总线网络成为本控制装置的核心数据传输枢纽，所有信息数据在主控制器的调度下，完成相互间的传递和控制。本实施方式中的电池总能量管理系统用于计算该船舶所具有的电池能量，该能量用于给出之后的续航里程，用以指导航行过程的能力。在水域中航行，水流的瞬间流速是很重要的，水流的大小直接影响了船舶转向允许动力的大小，要是匹配不好将会出现危险，乃至翻船。因此本实施方式中的水流传感器作为检测水流速度的转换器件，其获得水流的实际电量信号，并发送给水流速度检测装置，以提供直接的水流速度电信号。水流速度检测装置根据水流传感器得到的水流速度电信号将其转换为瞬时的水流速度，并以此来判定转向的允许最高增量。本实施方式中的卫星定位设备可以是北斗卫星定位模块，也可以是GPS卫星定位模块。卫星定位设备用于提供船舶实际航行速度的信息。航速计算模块根据卫星定位设备给出的信息，计算船舶排除瞬间水流因素后的实际航速，值得一提的是，该实际航速不是实船的航速，其是扣除了水流影响后的速度值，因为这一数值才是真正能确定转向给定能量的主要因素。本实施方式中的操控装置是用来让驾驶者给出的转向信号，此转向信号转换成电量信号传输给转向信息获取装置进行处理。当无人驾驶或远程操控时，此转向信号来自于远程信息接收装置。转向信息获取装置接收到上述电量信号后能够从中获取操控装置的转向信号和梯度信号并发送给主控制器，其中梯度信号是通过变化量计算得到，该计算方式为现有技术在此不做赘述。主控制器将通过采集所获得上述的参数进行计算，给出优化的调节参数，以使电能利用效果最优，并满足整个航行过程的需求。其中包括：航行过程中的调节控制参数优化和转向控制中的调节控制参数优化。航行过程中的调节控制参数优化过程如下：主控制器接收电池总能量管理系统计算得到的船舶所具有的电池能量，结合航速计算模块计算出的实际航速，根据该实际航速计算该实际航速所输出的功率，同时结合水流速度检测装置得到的水流速度，根据本次航行所需达到的航行里程，计算出最优航速以及所能达到的续航时间，并在船载显示器上报告显示当前状态下的剩余续航里程等。该最优航速的计算方式以电量和距离为优先的方式调节参数，以获得最优最节能的方式获得航速。这些信息非常重要，直接能准确报告航行是否能满足当前需求，从而彻底解决了操控者的对电池续航能力的盲区。其计算方式如下：Ls＝[(V-Vs)*(Ps/Pv)]*(60/1000)，其中，Ls为该竹筏船剩余的续航里程数，该数值可以在显示屏就地显示，也可以远程显示，单位：Km公里；V为该竹筏船当前实际航速，单位：m/min(米/分钟)；Vs为该竹筏船当前实测的水流速度，其为带有矢量的单位，当与航行速度同向时为正，反向时为负，单位：m/min(米/分钟)；Ps为BMS电池管理系统测得的剩余电量，单位：KWh；Pv为BMS电池管理系统测得的当前航速V下的消耗电量，单位：KWh/min。(60/1000)为单位换算系数，min换算成h，m换算成Km。转向控制中的调节控制参数优化过程如下：主控制器利用水流速度检测装置检测到的水流速度以及航速计算模块计算出的实际航速，给出经过计算的转向执行信号，用以调节整船的转向，此时，其竹筏船所最终获得的实际转向相应强度是安全可靠的。假设转向信号引起的附加能量消耗为Pδ，在控制器计算单元中，保存并不断刷新Pv，Pv为BMS电池管理系统测得的当前航速V下的消耗电量(该电量值为转向信号＝0的情况下获取)，单位：KWh/min；通过BMS对消耗能量的采集，保存并不断刷新Pvz，Pvz为BMS电池管理系统测得的该航速V下的消耗电量(该电量值为转向信号≠0的情况下获取)，单位：KWh/min；则Pδ＝Pv-Pvz；注：该Pδ值为可正可负，将由水流的方向影响确定。通过Pδ值的就地屏幕显示，报告给船舶操作者，在何种水流情况下的能量的消耗情况将如何，其指导意义在于知道操作者做进一步的节能航行。不难发现，在转向控制方面，本专利技术提高了转向时的安全性和保障性。由于系统对竹筏船的航行速度、水流速度是知晓的，在水域中的转向速度是受到转向电机的控制的，因此，在相应的竹筏船航速和水流下，其转向的方向调节速度是有限制和要求的，本专利技术的装置，满足了这一需求，当竹筏船的操纵者给出转向指令后，系统将依照优化的给出参数进行操控，既能做到相应速度最快，同时又能做到安全可靠。尤其在远程操控的应用环境下，其功效更为重要需求更迫切。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种竹筏船的航速调节及转向控制装置，包括主控制器，其特征在于，所述主控制器分别与电池总能量管理系统、水流速度检测装置和航速计算装置相连，所述水流速度检测装置还与水流传感器相连，所述航速计算装置还与卫星定位设备相连。

【技术特征摘要】
1.一种竹筏船的航速调节及转向控制装置，包括主控制器，其特征在于，所述主控制器分别与电池总能量管理系统、水流速度检测装置和航速计算装置相连，所述水流速度检测装置还与水流传感器相连，所述航速计算装置还与卫星定位设备相连。2.根据权利要求1所述的竹筏船的航速调节及转向控制装置，其特征在于，所述主控制器还连接有转向信息获取装置和转向执行装置，所述转向信息获取装置还与...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆政德，帅鸿元，
申请(专利权)人：上海丰滋新能源船舶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31