一种高速双体靶船自动航行控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种高速双体靶船自动航行控制系统，属于舰船设备技术领域。

背景技术：

海上打靶是检验海军战斗力水平的重要方法之一，高速双体靶船是海军不可或缺的训练装备，靶船除了在演习训练中充当被攻击的角色，通常还可测试对舰攻击武器的性能、准确性、破坏威力等。如今对靶船的要求越来越高，除了当靶子，还要当敌舰；不仅要可以模拟各型舰艇的传感信号，还要具备一定的防御能力；不仅能够高速行驶，还能释放电磁干扰信号。

在操作上，只要把高速双体靶船开至预定海域，如高原无人区陆湖或广阔的偏僻海域，把各操纵控制装置改为自动控制，试验人员就可以撤离靶船，由自动航行控制系统接管控制，按照预定航迹自动航行。

目前所用靶船控制系统能够满足打靶试验的使用要求，但是在运用方面存在很多问题和待完善的功能，归结如下：控制系统的硬件水平偏低，后续许多软件算法的开发受限；控制系统在控制台设计上没有常规操纵模式，不符合驾驶员的驾驶习惯；控制系统单一考虑了军队实验要求，没有考虑军民融合的需求；设备状态监测不明确等。因此，迫切的需要一种新的技术方案解决现有技术中存在的技术问题。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种高速双体靶船自动航行控制系统，能够提高打靶试验的需要，增强靶船的可操作性。

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：

一种高速双体靶船自动航行控制系统，其特征是，包括驾控台控制分系统和驱动控制分系统；所述驾控台控制分系统和驱动控制分系统之间通过网线连接；

所述驾控台控制分系统包括航行控制盒和控制组件，所述航行控制盒设有第一PC104-PLUS核心模块、第一PC104-PLUS扩展模块、航行控制板、第一光电连接器；所述第一PC104-PLUS扩展模块安装在航行控制板上面，第一PC104-PLUS核心模块安装在第一PC104-PLUS扩展模块上面，功耗最大的板卡在最上面，方便紧贴散热器进行散热；所述第一PC104-PLUS核心模块、第一PC104-PLUS扩展模块和航行控制板通过cPCI连接器互联；

所述驱动控制分系统包括分别设在双体靶船的左边和右边的左驱动控制箱和右驱动控制箱：所述左驱动控制箱设有第二PC104-PLUS核心模块、第二PC104-PLUS扩展模块、左驱动控制板和第二光电连接器；所述右驱动控制箱设有第三PC104-PLUS核心模块、第三PC104-PLUS扩展模块、右驱动控制板和第三光电连接器；

所述第二PC104-PLUS扩展模块安装在左驱动控制板上面，第二C104-PLUS核心模块安装在第二PC104-PLUS扩展模块上面；所述第二PC104-PLUS核心模块、第二PC104-PLUS扩展模块和左驱动控制板通过cPCI连接器互联；

所述第三PC104-PLUS扩展模块安装在左驱动控制板上面，第三C104-PLUS核心模块安装在第三PC104-PLUS扩展模块上面；所述第三PC104-PLUS核心模块、第三PC104-PLUS扩展模块和右驱动控制板通过cPCI连接器互联。

进一步的，所述控制组件包括钥匙安全开关、本地远控旋钮、自动舵应急舵、油门手柄、自动舵方向盘、应急舵控制手柄、组合导航系统、备用组合导航系统、北斗接收器、北斗发射器和航天电源；所述控制组件通过屏蔽电缆与航行控制盒相连接。

进一步的，所述驱动控制分系统还包括正车闭合触点信号、倒车闭合触点信号、航天电源、一号舵机、二号舵机、第一电机、第二电机，均通过屏蔽电缆与驱动控制箱连接。

进一步的，所述航行控制盒和驱动控制箱上均设置有风机。

进一步的，所述本地远控旋钮能够进行本地驾驶、远程控制；所述自动舵应急舵旋钮用于本地驾驶模式下，自动舵应急舵控制；所述油门手柄用于在本地驾驶模式下，输出电机转速指令信号；所述自动舵方向盘用于在本地驾驶模式下输出舵角指令；所述应急舵控制手柄用于作为方向导通控制旋钮，在自动舵、应急舵旋钮的使能信号下，控制相应的舵机开环转动。

进一步的，所述驱动控制板用于控制舵机的左向控制、右向控制、供电控制、倒车斗收控制、倒车斗放控制；所述第二PC104-PLUS扩展模块和第三PC104-PLUS扩展模块负责采集舵机的舵角反馈、倒车斗角度反馈。

本实用新型所达到的有益效果：控制系统不仅考虑了打靶试验需求，同时考虑了海洋大国的军民融合需求，可军用也能民用，更能自动航行到公共海域，兼具捕鱼和监测周边军事动态的作用。

附图说明

图1是驾驶台控制分系统示意图；

图2是驱动控制分系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

本系统在驾控台设计上采用油门手柄加方向盘的常规操纵模式；控制系统不仅考虑了打靶试验需求，同时考虑了海洋大国的军民融合需求，可军用也能民用，更能自动航行到公共海域，兼具捕鱼和监测周边军事动态的作用。

图1是驾控台控制分系统组成图。

第一PC104-PLUS核心模块是性能先进的单板计算机，负责收集综合处理航行控制系统的各类数据。第一PC104-PLUS扩展模块具有高可靠、宽工作温度范围、长嵌入式生命周期的特点，实现各类设备接口的扩展连接。

本地远控旋钮使能本地驾驶、远程控制。

自动舵应急舵旋钮仅用于本地驾驶模式下，使能自动舵应急舵控制。

油门手柄仅用于本地驾驶模式下，输出电机转速指令信号。

自动舵方向盘，在本地驾驶模式下输出舵角指令。

应急舵控制手柄为方向导通控制旋钮，在自动舵、应急舵旋钮的使能信号下，控制相应的舵机开环转动。

图2是驱动控制分系统组成图。

驱动控制板主要负责舵机的左向控制、右向控制、供电控制、倒车斗收控制、倒车斗放控制。

第二PC104-PLUS扩展模块和第三PC104-PLUS扩展模块负责采集舵机的舵角反馈、倒车斗角度反馈。

本实施例中PC104-PLUS核心模块具有高性能、应用灵活、X86软件兼容、无风扇设计、宽工作温度范围、长嵌入式生命周期等特点。其基于Intel® Atom™ N455/D525处理器的超小型嵌入式核心控制模块。作为Intel的新一代凌动Atom平台，支持DDR3 667/800MHz内存，同时该GPU包含一个更新的第三代的图形核心GMA3150，并支持64位操作系统。

PC104-PLUS核心模块符合PCI/104结构，具有超小体积、超低功耗、抗恶劣环境坚固设计，支持多种总线扩展，支持多种操作系统，如Linux、Windows等。丰富的模块功能和超小体积。板载1GB/2GB DDR3内存、SSD（2G/4G/8G可选），并提供VGA、单通道LVDS、SATA、USB、10/100/1000Base-T以太网、Audio、4串口、PS/2键盘鼠标、GPIO等丰富的IO接口。

PC104-PLUS扩展模块是PCI总线接口的数据采集板。集成了数据采集和控制的完整功能，包括A/D转换、D/A转换、数字量输入、数字量输出和定时器/计数器，提供各种测量和控制功能。

航行控制板用于实现钥匙安全开关、本地远控旋钮、自动舵应急舵、应急舵控制手柄的信号接收，处理之后传给PC104-PLUS核心模块进行分析综合。

驱动控制板用于实现正车闭合触点信号、倒车闭合触点信号的信号接收，处理之后传给PC104-PLUS核心模块进行分析综合。根据指令控制舵左向、舵右向、倒车斗收控制、倒车斗放控制。

此外，航行控制盒后面板安装了光电连接器，可防水可防盐雾，方便与其他设备如自动舵方向盘、油门手柄等通信。

在本实施例中，第一PC104-PLUS核心模块、第一PC104-PLUS扩展模块、航行控制板从上到下叠加安装，牢固可靠，省却了信号电缆的制作。

驱动控制箱后面板安装了光电连接器，可防水可防盐雾，方便与其他设备如一号舵机、二号舵机、第一电机、第二电机通信。

通过对电机的转速控制，实现高速双体靶船的航速控制。

通过对舵机的喷水角度控制，实现高速双体靶船的航向控制。

从而控制高速双体靶船以一定的速度按照预设航向航行。

在军用条件下，可以控制高速双体靶船在特定区域高速行驶，等待被试武器并释放干扰信号；在民用条件下，可以控制高速双体靶船在周边海域慢速行驶，捕鱼作业的同时可以监视收集军事资料。靶船数量足够的时候，可以像一张渔网一样洒满海岸线。

驱动控制箱侧面板上装有工作指示灯，对舵左向、舵右向、倒车斗收、倒车斗放控制时，指示灯会根据相应的控制信号做出指示动作。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。