【技术实现步骤摘要】
本专利技术船舶调距桨，具体涉及基于mcu的调距桨螺距发讯模块及静态校准方法。
技术介绍
1、调距桨(adjustable pitch propeller)系统在船舶和航空器中应用十分广泛，可以通过改变桨叶的角度来调整推力，实现更高效的动力传输和操控性能。在这些系统中，螺距发讯信号是用于监测和控制船舶螺旋桨角度(螺距)的一种关键技术，务必要保证其反馈后的信号具有足够的准确性和稳定性。但由于这些系统在长时间使用中可能会出现一定的漂移和误差。
2、因此，调距桨螺距发讯信号的反馈校准是确保船舶调距桨系统精确和可靠运行的关键环节。现有技术中常采用机械校准方法和模拟信号校准方法。
3、机械校准方法是传统的校准方法，广泛应用于早期的调距桨系统中。此方法通过调节机械部件，使得系统在不同螺距位置输出相应的信号，从而达到校准的目的。具体方案为：在螺距处于-100％、0％、100％位置时，分别设置机械基准点，这些基准点通常通过机械限位开关或物理标记来确定，操作者手动调整调距桨到这些基准点，并记录相应的信号输出(如电压、电流值)。随后调整连杆长度或位置，确保在各个基准点处的信号值与预期值一致，需要反复调整和测试，直到达到满意的精度。该方法虽然该方法具有一定的简单性和直接性，但在精度、稳定性和维护方面存在明显的不足，调整和校准过程耗时耗力且需要频繁维护。
4、模拟信号校准方法使用标准信号源(如精密电压源或电流源)产生已知的模拟信号，例如，在螺距位置为-100％、0％、100％时，分别产生4ma、12ma、20ma的电流
5、模拟信号校准受基准信号源精度的限制，基准信号源的任何微小误差都会影响校准结果。温度、湿度等环境变化也会影响模拟信号的稳定性，导致校准结果不稳定。需要精密的信号源和测量设备，操作复杂且耗时。需要反复测量和调整，增加了工作量和时间成本。硬件调节方法不能实时响应系统变化，存在延迟。
技术实现思路
1、为解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供基于mcu的调距桨螺距发讯模块，其包括mcu控制单元以及与mcu控制单元通讯连接的电位器传感器单元、整定与微调控制单元、信号输出单元、存储单元和指示与显示单元，其中：
2、mcu控制单元执行整个校准过程中的信号读取、处理、存储和输出控制，实时读取电位器输出的电压或电流信号，或通过rs485接口接收通信输出型电位器的反馈信号，并根据预设的算法和存储的校准数据，计算螺距反馈信号并控制输出；
3、电位器传感器单元包括电阻型电位器、电流输出型电位器和通信输出型电位器中的一种或多种；
4、整定与微调控制单元包括按键和拨码开关手动操作部件，设置有整定模式与微调模式，通过整定模式操作建立螺距位置与电位器输出值之间的初步对应关系；通过微调模式操作对螺距反馈信号进行细微的调整，使螺距发讯信号的输出与实际螺距位置之间保持一致；
5、信号输出单元包括电流输出模块和通信接口；电流输出模块根据mcu的控制，实时输出两路螺距反馈电流；通信接口发送螺距反馈电流或其他校准相关信息的通信量；
6、存储单元位于mcu内部，包括片内flash，存储校准过程中产生的各种数据，包括螺距曲线基准点、电压量或电流量偏移量；
7、指示与显示单元包括led指示灯、oled屏幕显示部件，指示校准过程中的不同状态和关键信息。
8、优选的方案中，所述mcu控制单元与电位器传感器单元通过信号线连接，接收电位器输出的电压、电流信号或通过rs485接口接收通信信号；mcu控制单元通过gpio接口连接整定与微调控制单元的按键和拨码开关，接收操作指令以进入整定或微调模式，并读取按钮输入值进行校准操作。mcu控制单元通过控制线连接信号输出单元电流输出模块，控制其输出两路4-20ma螺距反馈电流；同时，通过通信接口发送螺距反馈电流或其他校准相关信息。mcu控制单元直接访问存储单元flash，读取存储的校准数据，并在校准过程中更新存储的数据。mcu控制单元与指示与显示单元通过gpio接口或i2c/spi通信协议连接，控制led指示灯的状态和oled屏幕的显示内容。
9、优选的方案中，电阻型电位器提供随螺距位置变化的电阻值，通过外部电源供电后输出相应电压信号；电流输出型电位器直接输出与螺距位置成比例的4-20ma电流信号；通信输出型电位器通过rs485接口输出螺距反馈信号的通信量。
10、优选的方案中，整定与微调控制单元的整定模式下，操作者通过按键将调距桨调整至全倒车、零螺距和全正车三个基准位置，并触发整定操作；在微调模式下，通过拨码开关切换至微调模式，并通过按键对螺距反馈信号进行微调。
11、基于mcu的调距桨螺距发讯模块静态校准方法，按如下的步骤进行：
12、s1、系统准备：
13、确保调距桨系统处于可校准状态，基于mcu的调距桨螺距发讯模块的所有部件连接正确并正常工作；
14、开启校准系统，初始化mcu和其他相关硬件，准备进入校准流程；
15、s2、整定过程：
16、s21：调整螺距位置
17、将调距桨的机械螺距分别调整至全倒车即-100％螺距位置、零螺距即0％螺距位置和全正车即+100％螺距位置这三个关键基准点；
18、s22：读取电位器输出值
19、在每个基准点上，通过mcu读取电位器即电阻型、电流输出型或通信输出型的输出值；
20、对于电阻型电位器，mcu读取其输出电压值；对于电流输出型电位器，mcu直接读取电流值或通过高精度电阻转换为电压值；对于通信输出型电位器，mcu通过rs485接口读取通信量；
21、s23：存储基准点数据
22、将读取到的电位器输出值作为螺距曲线的基准点数据存储在mcu的存储单元flash中；
23、s24：确认整定完成
24、确认所有基准点数据已正确存储，并检查确保无错误或异常；
25、s3、微调过程：
26、s31：进入微调模式
27、通过拨码开关切换至微调模式，准备对螺距反馈信号进行精细调整；
28、s32：选择微调螺距位置
29、通过控制单元上的按钮选择需要微调的螺距位置即+100％、0％、-100％中的一个或多个；
30、s33：进行微调操作
31、在选定的螺距位置上，通过控制单元上的加、减按钮对螺距反馈信号进行微调；
32、微调过程中，mcu实时更新螺距曲线上的基准点值，并存储新的校准数据；
33、s34：确认微调结果
34、微调完成后，检查微调结果是否满足要求，确保螺距发讯信号的输出与实际螺距位本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于MCU的调距桨螺距发讯模块，其特征在于，其包括MCU控制单元以及与MCU控制单元通讯连接的电位器传感器单元、整定与微调控制单元、信号输出单元、存储单元和指示与显示单元，其中：
2.根据权利要求1所述的基于MCU的调距桨螺距发讯模块，其特征在于：所述MCU控制单元与电位器传感器单元通过信号线连接，接收电位器输出的电压、电流信号或通过RS485接口接收通信信号；MCU控制单元通过GPIO接口连接整定与微调控制单元的按键和拨码开关，接收操作指令以进入整定或微调模式，并读取按钮输入值进行校准操作；MCU控制单元通过控制线连接信号输出单元电流输出模块，控制其输出两路4-20mA螺距反馈电流；同时，通过通信接口发送螺距反馈电流或其他校准相关信息；MCU控制单元直接访问存储单元Flash，读取存储的校准数据，并在校准过程中更新存储的数据；MCU控制单元与指示与显示单元通过GPIO接口或I2C/SPI通信协议连接，控制LED指示灯的状态和OLED屏幕的显示内容。
3.根据权利要求1所述的基于MCU的调距桨螺距发讯模块，其特征在于：电阻型电位器提供随螺距位置变化的电
4.根据权利要求1所述的基于MCU的调距桨螺距发讯模块，其特征在于：整定与微调控制单元的整定模式下，操作者通过按键将调距桨调整至全倒车、零螺距和全正车三个基准位置，并触发整定操作；在微调模式下，通过拨码开关切换至微调模式，并通过按键对螺距反馈信号进行微调。
5.如权利要求1-4任一所述的基于MCU的调距桨螺距发讯模块的静态校准方法，其特征在于，按如下的步骤进行：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S2的具体过程包括：
...【技术特征摘要】
1.基于mcu的调距桨螺距发讯模块，其特征在于，其包括mcu控制单元以及与mcu控制单元通讯连接的电位器传感器单元、整定与微调控制单元、信号输出单元、存储单元和指示与显示单元，其中：
2.根据权利要求1所述的基于mcu的调距桨螺距发讯模块，其特征在于：所述mcu控制单元与电位器传感器单元通过信号线连接，接收电位器输出的电压、电流信号或通过rs485接口接收通信信号；mcu控制单元通过gpio接口连接整定与微调控制单元的按键和拨码开关，接收操作指令以进入整定或微调模式，并读取按钮输入值进行校准操作；mcu控制单元通过控制线连接信号输出单元电流输出模块，控制其输出两路4-20ma螺距反馈电流；同时，通过通信接口发送螺距反馈电流或其他校准相关信息；mcu控制单元直接访问存储单元flash，读取存储的校准数据，并在校准过程中更新存储的数据；mcu控制单元与指示与显示单元通过gpio接口或i2c/spi...
【专利技术属性】
技术研发人员：张兆春，张玮炜，付黄龙，汪华，娄康，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇四研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。