一种水下auv控制计算机的电源管理方法
【专利摘要】本发明提出了一种水下AUV控制计算机的电源管理方法，包括以下步骤：1)控制计算机包括维护状态和任务状态两种工作模式；2)如果系统需要进入任务状态，则进行步骤3)；3)主电池和应急电池同时供电；4)给主电池和应急电池电源输入分别串接第一二极管V1、第二二极管V2，然后并联形成电池电源；5)通过继电器K2、K3自动控制磁保持继电器K1；6)电池电源串接磁保持继电器K1后提供电源给控制计算机；本发明一种水下AUV控制计算机的电源管理方法，可靠性高，能够保证三种电源的自动和手动切换；保证了主电池和应急电池只在任务执行期间使用。
【专利说明】—种水下AUV控制计算机的电源管理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自主式水下航行器领域，尤其涉及一种自主式水下航行器控制计算机的电源控制方法。
【背景技术】
[0002]具有无人和自主控制特点的自主式水下航行器(AUV)在军事和民用上都有着越来越广泛的应用，作为其核心系统的控制计算机控制整个设备的航行、通信和工作状态，对AUV的正常工作、顺利完成使命具有非常重要的地位。根据AUV的使用特点和控制计算机的可靠性要求，设计时控制计算机的供电一般采用三种电源，在维护状态时主要采用控制台电源供电，在正常执行任务时采用AUV上的主电池供电，在主电池接近耗尽时，采用AUV上的应急电池供电。目前的状况很需要一种电源控制方法，有效的保证三种电源的自动或手动切换。
【发明内容】
[0003]为了解决【背景技术】中所存在的技术问题，本发明提出了一种水下AUV控制计算机的电源管理方法，可靠性高，能够保证三种电源的自动和手动切换；保证了主电池和应急电池只在任务执行期间使用。
[0004]本发明的技术解决方案是:一种水下AUV控制计算机的电源管理方法，所述方法包括以下步骤:
[0005]I)控制计算机包括维护状态和任务状态两种工作模式；
[0006]2)如果系统需要进入任务状态，则进行步骤3)，；
[0007]3)主电池和应急电池同时供电；
[0008]4)给主电池和应急电池电源输入分别串接第一二极管Vl、第二二极管V2，然后并联形成电池电源；
[0009]5)通过继电器K2、K3自动控制磁保持继电器Kl ；
[0010]6)电池电源串接磁保持继电器Kl后提供电源给控制计算机；
[0011]7)如果系统需要进入维护状态，则进行步骤8)；
[0012]8)系统启动控制台供电申旲式；
[0013]9)给控制台电源输入串接第三二极管V3后提供电源给控制计算机；
[0014]10)通过继电器SWl和SW2手动控制磁保持继电器Kl ；
[0015]11)通过磁保持继电器Kl控制台电源和主电池、应急电池之间的相互切换。
[0016]上述步骤4)的具体实现方法是:主电池电压正常时，第一二极管Vl导通，第二二极管V2截止，由主电池供电；当主电池电压低于+23V，此时第一二极管Vl截止，第二二极管V2导通，由应急电源进行供电。
[0017]上述步骤5)的具体实现方法是:自动切换控制通过控制计算机输出的离散量P_0_1和P_0_2实现，控制计算机离散量输出为+5V电压，用继电器K2和继电器K3转换为+24V的输出到继电器KI的ON线圈或者OFF线圈上。
[0018]上述步骤6)的具体实现方法是:当需要主电池和应急电池供电时，自动在ON线圈上施加脉冲信号，当不需要主电池和应急电池供电时，自动在OFF线圈上施加脉冲信号，切断电池的电源输入。
[0019]上述步骤10)的具体实现方法是:手动切换控制采用在控制台上设置按键SWl和SW2实现，当手动设置按键SWl或SW2时，相应的+24V脉冲电压输出到继电器Kl的ON线圈或者OFF线圈上。
[0020]上述步骤11)的具体实现方法是:当需要主电池和应急电池供电时，在ON线圈上施加脉冲信号，当不需要主电池和应急电池供电时，在OFF线圈上施加脉冲信号，切断电池的电源输入。
[0021]上述主电池电压大于应急电池电压至少IV ;控制台电源电压大于主电池电压至少IV。
[0022]本发明针对AUV中控制计算机的供电特点，提出一种电源的控制方法，该方法可靠性高，能够保证三种电源的自动切换；保证了主电池和应急电池只在任务执行期间使用，在其它情况下使用控制台电源，避免电池电量的无谓消耗；同时保证控制计算机在电源产生切换时的正常工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明控制计算机供电控制实现电路图；
【具体实施方式】
[0024]本发明提出了一种水下AUV控制计算机的电源管理方法，具体的电路实现参见图1，在AUV的控制计算机中，外部输入电源包括三种:控制台电源，+24V ;主电池电源，+24V ；应急电池电源，+23V。
[0025]根据AUV的使用特点，在维护时采用控制台进行供电，航行时使用主电池或者应急电池供电，此时对控制计算机的供电工作要求为:
[0026]I)在维护状态时，能够自动或者手动由控制台电源供电；
[0027]2)在维护状态时，只提供控制台电源或三种电源全部提供不影响控制计算机的正
常工作；
[0028]3)在任务状态时主要由主电池电源供电，当主电池电源不足时，自动切换到应急电源供电；
[0029]4)在任务状态时，只提供电池电源或三种电源全部提供不影响控制计算机的正常
工作；
[0030]5)各电源需要实现无缝切换，切换时不能影响控制计算机的正常工作。在控制计算机的电源输入电路设计中，需要根据这些要求进行相应的设计，以满足水下AUV控制计算机能够可靠、稳定工作的目的。
[0031]本发明的设计实现
[0032]一种水下AUV控制计算机的电源管理方法，包括以下步骤:
[0033]I)控制计算机包括维护状态和任务状态两种工作模式；[0034]2)如果系统需要进入任务状态，则进行步骤3)，；
[0035]3)主电池和应急电池同时供电；
[0036]4)给主电池和应急电池电源输入分别串接第一二极管Vl、第二二极管V2，然后并联形成电池电源；
[0037]5)通过继电器K2、K3自动控制磁保持继电器Kl ；
[0038]6)电池电源串接磁保持继电器Kl后提供电源给控制计算机；
[0039]7)如果系统需要进入维护状态，则进行步骤8)；
[0040]8)系统启动控制台供电模式；
[0041]9)给控制台电源输入串接第三二极管V3后提供电源给控制计算机；
[0042]10)通过继电器SWl和SW2手动控制磁保持继电器Kl ；
[0043]11)通过磁保持继电器Kl控制台电源和主电池、应急电池之间的相互切换。
[0044]1、主电池电源和应急电池的供电切换
[0045]当AUV在水下执行任务时，使用主电池和应急电源供电，主电池电量正常输出电压为+24V，应急电池电量正常输出电压为+23V。参见图1，设计中采用串接第一二极管V1、第二二极管V2实现自动切换，主电池电压正常时，由于主电池电压高于应急电池电压，此时第一二极管Vl导通，第二二极管截止，由主电池供电，当主电池电压低于+23V，此时第一二极管Vl截止，第二二极管V2导通，由应急电源进行供电，实现主电池和应急电池的自动切换。
[0046]2、控制台电源和电池电源的切换
[0047]在AUV进行维护状态时，需要由控制台进行供电，不能消耗电池的电源，否则由于电量不足可能导致任务失败；而在任务状态时，控制台电源和电池电源均可使用。同时由于控制台电源的电压输出变化较大，为了提高可靠性，所以不能采用上述直接串接二极管进行切换，需要采用硬件隔离二种电源的切换。参见图1，在设计中采用磁保持继电器Kl和串接二极管V3来实现此功能。
[0048]由于普通继电器在保持有效状态时线圈需要一直加电，不仅消耗功率，而且可靠性不高，所以在实际设计中采用磁保持继电器进行切换，磁保持继电器的任何一种状态只需要在相应线圈上施加脉冲信号即可完成，当需要电池供电时，在ON线圈上施加脉冲信号，当不需要电池供电时，在OFF线圈上施加脉冲信号，切断电池的电源输入。控制台电源串接二极管V3后和继电器切换后的电池电源并接实现了切换功能。
[0049]I)手动切换控制采用在控制台上设置按键SWl和SW2实现；
[0050]2)自动切换控制通过控制计算机输出的离散量P_0_1和P_0_2实现，由于控制计算机离散量输出为+5V电压，所以需要用继电器K2和K3转换为+24V的输出进行Kl的线圈控制。
【权利要求】
1.一种水下AUV控制计算机的电源管理方法，所述方法包括以下步骤: 1)控制计算机包括维护状态和任务状态两种工作模式； 2)如果系统需要进入任务状态，则进行步骤3)，； 3)主电池和应急电池同时供电； 4)给主电池和应急电池电源输入分别串接第一二极管Vl、第二二极管V2，然后并联形成电池电源； 5)通过继电器K2、K3自动控制磁保持继电器Kl； 6)电池电源串接磁保持继电器Kl后提供电源给控制计算机； 7)如果系统需要进入维护状态，则进行步骤8)； 8)系统启动控制台供电模式； 9)给控制台电源输入串接第三二极管V3后提供电源给控制计算机； 10)通过继电器SWl和SW2手动控制磁保持继电器Kl； 11)通过磁保持继电器Kl控制台电源和主电池、应急电池之间的相互切换。
2.根据权利要求1所述的水下AUV控制计算机的电源管理方法，其特征在于:所述步骤4)的具体实现方法是:主电池电压正常时，第一二极管Vl导通，第二二极管V2截止，由主电池供电；当主电池电压低于+23V，此时第一二极管Vl截止，第二二极管V2导通，由应急电源进行供电。
3.根据权利要求2所述的水下AUV控制计算机的电源管理方法，其特征在于:所述步骤5)的具体实现方法是:自动切换控制通过控制计算机输出的离散量Ρ_0_1和Ρ_0_2实现，控制计算机离散量输出为+5V电压，用继电器Κ2和继电器Κ3转换为+24V的输出到继电器Kl的ON线圈或者OFF线圈上。
4.根据权利要求3所述的水下AUV控制计算机的电源管理方法，其特征在于:所述步骤6)的具体实现方法是:当需要主电池和应急电池供电时，自动在ON线圈上施加脉冲信号，当不需要主电池和应急电池供电时，自动在OFF线圈上施加脉冲信号，切断电池的电源输入。
5.根据权利要求4所述的水下AUV控制计算机的电源管理方法，其特征在于:所述步骤10)的具体实现方法是:手动切换控制采用在控制台上设置按键SWl和SW2实现，当手动设置按键SWl或SW2时，相应的+24V脉冲电压输出到继电器Kl的ON线圈或者OFF线圈上。
6.根据权利要求5所述的水下AUV控制计算机的电源管理方法，其特征在于:所述步骤11)的具体实现方法是:当需要主电池和应急电池供电时，在ON线圈上施加脉冲信号，当不需要主电池和应急电池供电时，在OFF线圈上施加脉冲信号，切断电池的电源输入。
7.根据权利要求6所述的水下AUV控制计算机的电源管理方法，其特征在于:主电池电压大于应急电池电压至少IV;控制台电源电压大于主电池电压至少IV。
【文档编号】G06F1/26GK103729047SQ201210385514
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年10月11日 优先权日:2012年10月11日
【发明者】刘文学, 旷文聪, 张曼, 郭玉忠, 张琰 申请人:中国航空工业集团公司第六三一研究所