一種具有多收放手段的機載吊放聲納絞車及其控制方法

2023-07-21 14:10:21 1

專利名稱：一種具有多收放手段的機載吊放聲納絞車及其控制方法
技術領域：
本發明涉及機載吊放聲納絞車的技術範疇，尤其涉及內嵌預測控制的專家系統、 提供多收放手段的吊放聲納絞車。
背景技術：
裝備吊放聲納的艦載直升機是反潛的有力武器，現有技術條件下，反潛直升機與潛艇的博弈中佔據明顯優勢。吊放聲納具有尺寸小、重量輕、機動靈活、反應速度快，能探測、識別和追蹤多個目標，且可長期反覆使用等優點。「先敵發現」是信息戰獲勝的首要條件，由於吊放聲納的安裝平臺是艦載直升機，直升機的航程事實上就是反潛直升機母艦「先敵發現」的距離。另一方面，無論是潛艇或是反潛機母艦的艦載聲納均受到艦艇自身噪聲的幹擾，導致艦載聲納的效用大打折扣；而直升機與吊放聲納分別位於氣、液兩種工作介質，即直升機噪聲基本不會干擾吊放聲納的工作、也不易被潛艇聲納探測，這不僅有助於吊放聲納的「先敵發現」，更有利於直升機自身的安全。因此，機載吊放聲納得到各國海軍的極大關注；同樣，機載吊放聲納必配的收放系統一絞車亦成為研究熱點。吊放聲納起源於 20世紀40年代末的美國，最早裝備是AN/AQS-l、-3 ；其他國家通過引進美國的產品，或仿製或自行研製，如法國的HS-12，俄羅斯的B Γ C-3等。機載吊放聲納必配的收放系統--絞車，典型產品有美國的 AN/AQS-13/18、AN/AQS-22，法國的 DUAV-1 (-1Β)、HS-70、HS-71 (DUAV-4)、HS-73、HS-12 等。我國在引進國外吊放聲納絞車的基礎上，開展了全方位的消化吸收和自主研發， 取得了一系列成果。目前，吊放聲納絞車應具備的技術特徵己形成共識安全可靠和高可用性，輕量化和高效性，對不同環境(不穩定的氣流或直升機必需的戰場機動)的適應能力以及與直升機臨界設計的協調配合等。所謂臨界設計，是指直升機各系統大多按材料、器件的臨界值設計，其設計餘量大大小於通常的工程設計。顯然，滿足吊放聲納絞車的需求是對設計工作的嚴峻考驗。

發明內容
一種具有多種收放手段的機載吊放聲納絞車包括纜位角傳感器(1)、計長滑輪 (2)、張力傳感器(3)、纜繩(4)、捲筒(5)、排纜滑輪(6)、排纜軸(7)、下限傳感器(8)、測速發電機(9)、剎車(10)、接近傳感器(11)、應急電機(12)、減速箱(13)、液壓馬達(14)、伺服閥(15)、電磁閥(16)、上限傳感器(17)、斷纜裝置(18)、纜長傳感器(19)、控制盒(19)，控制盒(19)包括顯示器(1901)、控制器(1902)、應急開關(1903)、提升開關(1904)、下放開關 (1905);其中，纜繩(4) 一端固定在捲筒(5)上，纜繩(4)的另一端依次經過排纜滑輪(6)、 計長滑輪(2)、纜位角傳感器(1)、上限傳感器(17)、斷纜裝置(18)，計長滑輪(2)位於纜繩 (4)的出口處，纜長傳感器(3)安裝在計長滑輪(2)上，排纜滑輪(6)與排纜軸(7)相連，捲筒(5)分別與下限傳感器(8)、減速箱(13)相連，減速箱(13)與測速發電機(9)、剎車(10)、 接近傳感器(11)、應急電機(12)、液壓馬達(14)相連，液壓馬達(14)與伺服閥(15)相連，電磁閥(16)與剎車(10)相連，控制盒(19)分別與纜位角傳感器(1)、纜長傳感器(3)、下限傳感器(8)、測速發電機(9)、接近傳感器(11)、伺服閥(15)、電磁閥(16)、上限傳感器(17)相連。一種具有多種收放手段的機載吊放聲納絞車的纜繩根據纜長傳感器的脈衝信號， 計算出計長滑輪旋轉的圈數，根據公式Z=A^Mn計算出放纜長度，其中Z為放纜長度，#力計長滑輪旋轉圈數，々為計長滑輪直徑。一種具有多種收放手段的機載吊放聲納絞車的控制盒電路控制器的引腳22與顯示器的引腳11相連、控制器的引腳沈與顯示器的引腳12相連、控制器的引腳四與顯示器的引腳15相連、控制器的引腳30與顯示器的引腳16相連、控制器的引腳31與顯示器的引腳17相連、顯示器的引腳21與電容C1、C2的一端並聯後與Vdd相連、顯示器的引腳4與電阻Rl的一端相連、顯示器的引腳3與電容C3的一端相連、顯示器的引腳2與電容C4、C5 的一端並聯後與Vcc相連、顯示器的引腳19、20與電容Cl、C2、C3、C4、C5的另一端以及電阻Rl的另一端並聯後接地，提升開關的引腳2與控制器引腳38相連、提升開關的引腳1與電阻R3的一端相連、下放開關的引腳2與控制器引腳39相連、下放開關的引腳1與電阻R2 的一端相連、應急開關的引腳2與控制器的引進45相連、應急開關的引腳1與電阻R4的一端相連、電阻R2的另一端與電阻R3、R4的另一端並聯後接Vcc ；其中控制器採用ARM7晶片 LPC2114，顯示器採用 0S128064P。—種具有多種收放手段的機載吊放聲納絞車的控制方法採用絞車控制盒作為絞車的核心控制單元，接收來自纜位角傳感器、張力傳感器、下限傳感器、測速發電機、接近傳感器、上限傳感器、纜長傳感器的絞車狀態信號，控制電磁閥和伺服閥的動作，控制器提供 RS-422串行接口，發送絞車的狀態信息，用於直升機懸停控制以及出現緊急情況時，啟動斷纜裝置斷纜自保；絞車控制盒內嵌預測控制的專家系統，專家系統根據直升機高度變化、 速度值判別絞車的平穩/非平穩外部工況，參照纜長和直升機高度值、專家系統輸出纜繩收放速度給定值並實施速度預測控制；在平穩工況下，絞車在最短時間內使放纜速度達到 4m/s，並保持勻速直到距海平面4米時均勻減速，在距海平面1米時將速度控制在2m/s，入水後加速至4m/s，直至距目的地2米時勻減速，到達指定位置後減速停止；在非平穩工況下，絞車以均勻加速使放纜速度達到2m/s，並保持勻速直到入水，入水後加速至3. 5m/s，直至距目的地3米時勻減速，到達指定位置後減速停止；液壓馬達(14)在絞車收放聲納時以馬達/泵兩種不同模式工作；絞車提升負載時，液壓馬達(14)處於馬達工作模式高壓油經伺服閥(15)的A 口至液壓馬達(14)的A腔，推動液壓馬達(14)旋轉，油從液壓馬達(14) B腔、直接回油箱。液壓馬達(14)旋轉通過減速帶動捲筒(5)旋轉將纜繩(4)纏繞在捲筒 (5)上，纜繩(4)帶動負載提升，在提升過程中，伺服閥(15)的B 口沒有用到，四通的伺服閥 (15)當作三通在使用，停止時逐漸將伺服閥(15)控制電流減小到零，絞車速度逐漸減速至停止，然後將電磁閥(16)斷電，剎車(10)制動；絞車下放負載時，液壓馬達(14)處於泵工作模式液壓馬達(14)從B腔吸油，在液壓馬達(14)A腔泵出的油經伺服閥(15)A 口通往伺服閥(15) T 口再回到液壓馬達(14) B腔，形成了一個迴路，通過回油節流的方式平衡負載力；停止時逐漸將伺服閥(15)控制電流減小到零，閥口液阻逐漸增大，液壓馬達(14)泵出的流量逐漸減小，絞車下放速度逐漸減小，最後停止。一種具有多種收放手段的機載吊放聲納絞車的控制方法，其特徵在於所述的內嵌預測控制的專家系統包括人機界面、解釋機制、推理機、知識獲取、資料庫、知識庫6個部分組成，其中推理機中內嵌預測控制單元。專家系統對吊放聲納絞車控制基於規則的推理機， 其中，專家系統的知識庫包括如下10條規則規則1
如果限位開關閉合則電機停轉規則2
如果氣流不穩定直升機姿態調節成功則 絞車進入平穩工況規則3
如果氣流不穩定直升機姿態調節失敗則 絞車進入非平穩工況規則4
如果纜位角信號出現偏移則 直升機調節運動姿態規則5
如果直升機水平機動纜位角信號出現橫向偏移則 纜速動態修正規則6
如果接近限位開關閉合則 絞車慢速就位規則7
如果直升機高速運動則 快速收纜規則8
如果絞車液壓、電動收放控制失效則 切換手動控制模式規則9
如果開始收纜則 液壓馬達切換工作模式規則10
如果絞車出現故障直升機姿態不可控則 應急切纜
本發明的目的是克服現有纜繩絞車的不足，提供一種配置三種收放手段具有安全可靠和高可用性、採用內嵌預測控制的專家系統具備適應不同環境以及與直升機臨界設計配合的輕量化高效吊放聲納絞車。本發明與背景技術相比，具有的有益效果是
1)吊放聲納絞車提供液壓、電動、手動三種收放手段，以及危急情況下斷纜自保(直升機和機務人員)的應急措施，達到了絞車的安全可靠和高可用性；
2)絞車收放聲納時，液壓馬達分別以馬達/泵兩種不同模式工作，實現了與直升機臨界設計的良好配合；
3)纜繩出口處的計長滑輪上安裝纜長傳感器，消除了絞車多層排纜時各層排纜直徑不一的誤差，提高了控制精度；
4)吊放聲納絞車採用內嵌預測控制的專家系統，專家系統根據直升機高度變化、速度值判別絞車的平穩/非平穩外工況，參照纜長和直升機高度值、專家系統輸出纜繩收放速度給定值並實施速度預測控制，不僅滿足了環境適應性要求，而且兼顧了高效安全性要求。


圖1是吊放聲納絞車結構圖； 圖2是纜長傳感器原理圖3A是纜長傳感器順時針(CW)輸出信號圖； 圖3B是纜長傳感器逆時針(CCW)輸出信號圖； 圖4是纜長傳感器安裝圖； 圖5是吊放聲納絞車的控制盒電路圖； 圖6是吊放聲納絞車控制結構圖； 圖7是平穩工況放纜速度圖； 圖8是非平穩工控放纜速度圖； 圖9是吊放聲納絞車液壓原理圖； 圖10是內嵌預測控制的專家系統框圖； 圖11是簡化液壓系統原理圖； 圖12是專家系統規則機； 圖13是吊放聲納絞車控制系統流程圖。
具體實施例方式如圖1、圖2所示，一種具有多種收放手段的機載吊放聲納絞車包括纜位角傳感器 (1)、計長滑輪(2)、張力傳感器(3)、纜繩(4)、捲筒(5)、排纜滑輪(6)、排纜軸(7)、下限傳感器(8)、測速發電機(9)、剎車(10)、接近傳感器(11)、應急電機(12)、減速箱(13)、液壓馬達(14)、伺服閥(15)、電磁閥(16)、上限傳感器(17)、斷纜裝置(18)、纜長傳感器(19)、 控制盒(19)，控制盒(19)包括顯示器(1901)、控制器(1902)、應急開關(1903)、提升開關 (1904)、下放開關(1905);其中，纜繩(4) 一端固定在捲筒(5)上，纜繩(4)的另一端依次經過排纜滑輪(6)、計長滑輪(2)、纜位角傳感器(1)、上限傳感器(17)、斷纜裝置(18)，計長滑輪(2)位於纜繩(4)的出口處，纜長傳感器(3)安裝在計長滑輪(2)上，排纜滑輪(6)與排纜軸(7)相連，捲筒(5)分別與下限傳感器(8)、減速箱(13)相連，減速箱(13)與測速發電機 (9)、剎車(10)、接近傳感器(11)、應急電機(12)、液壓馬達(14)相連，液壓馬達(14)與伺服閥(15)相連，電磁閥(16)與剎車(10)相連，控制盒(19)分別與纜位角傳感器(1)、纜長傳感器(3)、下限傳感器(8)、測速發電機(9)、接近傳感器(11)、伺服閥(15)、電磁閥(16)、上限傳感器(17)相連。纜長傳感器的原理、輸出信號如圖2、圖3A、圖;3B所示，纜長傳感器為增量式光電旋轉編碼器(型號E6B2-CWZ6C)。本絞車選用軸式張力傳感器對張力進行直接檢測，型號為LMP20_49，量程為 (TlOOOkg，經放大後的輸出信號為4 20mA。速度傳感器檢測纜繩收放的速度，其信號作為速度閉環控制的反饋信號；本絞車的速度傳感器為測速發電機，型號為45CY004。上限傳感器用於檢車絞車是否將纜繩完全收回。上限傳感器選用微動開關用機械方式觸發。微動開關型號為XCG3Z1，使用其常閉觸點，對應端子1、2，上限被觸發時觸點斷開。下限傳感器用於檢測纜繩是否被放完。防止過量放纜導致纜繩丟失。下限傳感器也採用微動開關，型號為XCF3Z1，使用其常開觸點，對應端子1、4，到達下限前，由纜繩壓住微動開關使觸點閉合，纜繩放至下限位時，纜繩離開微動開關，觸點斷開。接近傳感器用於在纜繩完全收回前!Μ給出信號，絞車控制系統根據該信號對絞車進行限速，使絞車以慢速就位。以保護纜繩和被收放的儀器設備。接近傳感器選用微動開關，型號為XCG3Z1，使用其常閉觸點，對應端子1、2，接近時，觸點斷開。纜位角傳感器用於在直升機懸停時檢測吊放纜繩在縱向和橫向兩個方向上偏離中心位置的角度絞車平臺可根據纜位角信號調整平臺位置，使纜繩始終與水平面垂直，這樣可以保證被收放儀器設備的姿態穩定，便於儀器設備高性能工作。纜位傳感器選用霍爾型非接觸式高精密電位器，信號經放大匹配後輸出範圍為0 士5V。纜位角信號有兩路， 一路檢測橫向纜位偏移角度，一路用於檢測縱向纜位偏移角。電磁閥用於絞車啟動時液壓鬆開剎車；伺服閥用於控制液壓馬達的轉速和轉動方向，液壓馬達再通過減速器減速後驅動捲筒轉動。當液壓系統失效時，絞車可以通過應急電動機將放出去的纜收回。絞車還可以通過手搖提升在短距離內對纜進行收放，不適於長距離收放。緊急情況下，可以通過斷纜裝置迅速切斷聲納纜繩。斷纜裝置採用電點火炸藥推動切斷纜繩。如圖4所示，檢測絞車放出纜繩的長度，通常通過對捲筒轉動的圈數進行計數來實現；這種方式的固有缺點是絞車多層排纜時，由於每層排纜的直徑不一樣，捲筒轉動圈數的計數值和纜長僅在同一層是線性關係，不同層之間需要根據直徑對比例係數進行修正，計算繁瑣且引進誤差；此外，纜長的精度還受到排纜整齊程度的影響。為了提高纜長的精度，計長滑輪位於纜繩的出口處，纜長傳感器安裝在計長滑輪上，絞車收放時，控制器根據纜長傳感器的脈衝信號，計算出計長滑輪旋轉的圈數，根據公式計算出放纜長度，其中Z為放纜長度，#力計長滑輪旋轉圈數，々為計長滑輪直徑。由於纜繩過導輪時直徑為定值，導輪的圈數計數值和纜長是簡單的線性關係，且與排纜整齊度無關。如圖5所示，一種具有多種收放手段的機載吊放聲納絞車的控制盒電路控制器的引腳22與顯示器的引腳11相連、控制器的引腳沈與顯示器的引腳12相連、控制器的引腳29與顯示器的引腳15相連、控制器的引腳30與顯示器的引腳16相連、控制器的引腳31 與顯示器的引腳17相連、顯示器的引腳21與電容C1、C2的一端並聯後與Vdd相連、顯示器的引腳4與電阻Rl的一端相連、顯示器的引腳3與電容C3的一端相連、顯示器的引腳2與電容C4、C5的一端並聯後與Vcc相連、顯示器的引腳19,20與電容Cl、C2、C3、C4、C5的另一端以及電阻Rl的另一端並聯後接地，提升開關的引腳2與控制器引腳38相連、提升開關的引腳1與電阻R3的一端相連、下放開關的引腳2與控制器引腳39相連、下放開關的引腳 1與電阻R2的一端相連、應急開關的引腳2與控制器的引進45相連、應急開關的引腳1與電阻R4的一端相連、電阻R2的另一端與電阻R3、R4的另一端並聯後接Vcc ；其中控制器採用ARM7晶片LPC2114，顯示器採用0S128064P。

如圖6所示，一種具有多種收放手段的機載吊放聲納絞車的控制方法，採用絞車控制盒作為絞車的核心控制單元，接收來自纜位角傳感器、張力傳感器、下限傳感器、測速發電機、接近傳感器、上限傳感器、纜長傳感器的絞車狀態信號，控制電磁閥和伺服閥的動作，控制器提供RS-422串行接口，發送絞車的狀態信息，用於直升機懸停控制以及出現緊急情況時，啟動斷纜裝置斷纜自保；絞車控制盒內嵌預測控制的專家系統，專家系統根據直升機高度變化、速度值判別絞車的平穩/非平穩外部工況，參照纜長和直升機高度值、專家系統輸出纜繩收放速度給定值並實施速度預測控制；如圖7所示，在平穩工況下，絞車在最短時間內使放纜速度達到4m/s，並保持勻速直到距海平面4米時均勻減速，在距海平面1 米時將速度控制在2m/s，入水後加速至4m/s，直至距目的地2米時勻減速，到達指定位置後減速停止；以距海平面15米高度空中放纜至距海平面-50米處為例設聲納投放目的地距在距海平面15米到10米時，絞車均勻加速至4m/s並保持勻速運行，直至距海平面4米時開始均勻減速，在距海平面1米時速度降至2m/s，入水後加速至4m/s，在到距海平面-48 米處均減速，到達指定位置後減速停止；如圖8所示，在非平穩工況下，絞車以均勻加速使放纜速度達到2m/s，並保持勻速直到入水，入水後加速至3. 5m/s，直至距目的地3米時勻減速，到達指定位置後減速停止。以距海平面15米高度空中放纜距海平面-50米處為例在距海平面15米到10米時，絞車均勻加速至2m/s並保持勻速運行，直至入水，入水後加速至 3. 5m/s，在到距海平面-47米處均減速，到達指定位置後減速停止。如圖9所示，液壓馬達 (14)在絞車收放聲納時以馬達/泵兩種不同模式工作；絞車提升負載時，液壓馬達(14)處於馬達工作模式高壓油經伺服閥(15)的A 口至液壓馬達(14)的A腔，推動液壓馬達(14) 旋轉，油從液壓馬達(14)B腔、直接回油箱。液壓馬達(14)旋轉通過減速帶動捲筒(5)旋轉將纜繩(4)纏繞在捲筒(5)上，纜繩(4)帶動負載提升，在提升過程中，伺服閥(15)的B 口沒有用到，四通的伺服閥(15)當作三通在使用，停止時逐漸將伺服閥(15)控制電流減小到零，絞車速度逐漸減速至停止，然後將電磁閥(16)斷電，剎車(10)制動；絞車下放負載時， 液壓馬達(14)處於泵工作模式液壓馬達(14)從B腔吸油，在液壓馬達(14)A腔泵出的油經伺服閥(15)A 口通往伺服閥(15)T 口再回到液壓馬達(14)B腔，形成了一個迴路，通過回油節流的方式平衡負載力；停止時逐漸將伺服閥(15)控制電流減小到零，閥口液阻逐漸增大，液壓馬達(14)泵出的流量逐漸減小，絞車下放速度逐漸減小，最後停止。如圖10所示，一種具有多種收放手段的機載吊放聲納絞車的內嵌預測控制的專家系統包括人機界面、解釋機制、推理機、知識獲取、資料庫、知識庫6個部分組成，其中推理機中內嵌預測控制單元。為了提高專家系統推理機的工作效率，專家系統對絞車的液壓系統進行簡化，簡化後的液壓系統為一三通閥控制液壓馬達，如圖11所示。由於伺服閥的頻寬遠大於液壓固有頻率，假設伺服閥近似為比例環節，絞車提升時馬達工作在馬達工況，閥的線性化流量方程為
權利要求
1.一種具有多種收放手段的機載吊放聲納絞車，其特徵包括纜位角傳感器(1)、計長滑輪(2)、張力傳感器(3)、纜繩(4)、捲筒(5)、排纜滑輪(6)、排纜軸(7)、下限傳感器(8)、 測速發電機(9)、剎車(10)、接近傳感器(11)、應急電機(12)、減速箱(13)、液壓馬達(14)、 伺服閥(15)、電磁閥(16)、上限傳感器(17)、斷纜裝置(18)、纜長傳感器(19)、控制盒 (19)，控制盒(19)包括顯示器(1901)、控制器(1902)、應急開關(1903)、提升開關(1904)、 下放開關(1905);其中，纜繩(4)一端固定在捲筒(5)上，纜繩(4)的另一端依次經過排纜滑輪(6)、計長滑輪(2)、纜位角傳感器(1)、上限傳感器(17)、斷纜裝置(18)，計長滑輪(2)位於纜繩(4)的出口處，纜長傳感器(3)安裝在計長滑輪(2)上，排纜滑輪(6)與排纜軸(7)相連，捲筒(5)分別與下限傳感器(8)、減速箱(13)相連，減速箱(13)與測速發電機(9)、剎車 (10)、接近傳感器(11)、應急電機(12)、液壓馬達(14)相連，液壓馬達(14)與伺服閥(15)相連，電磁閥(16)與剎車(10)相連，控制盒(19)分別與纜位角傳感器(1)、纜長傳感器(3)、 下限傳感器(8)、測速發電機(9)、接近傳感器(11)、伺服閥(15)、電磁閥(16)、上限傳感器 (17)相連。
2.根據權利要求1所述的一種具有多種收放手段的機載吊放聲納絞車，其特徵在於所述的纜繩根據纜長傳感器的脈衝信號，計算出計長滑輪旋轉的圈數，根據公式計算出放纜長度，其中Z為放纜長度，#力計長滑輪旋轉圈數，々為計長滑輪直徑。
3.根據權利要求1所述的一種具有多種收放手段的機載吊放聲納絞車，其特徵在於所述的控制盒電路為控制器的引腳22與顯示器的引腳11相連、控制器的引腳沈與顯示器的引腳12相連、控制器的引腳四與顯示器的引腳15相連、控制器的引腳30與顯示器的引腳16相連、控制器的引腳31與顯示器的引腳17相連、顯示器的引腳21與電容C1、C2的一端並聯後與Vdd相連、顯示器的引腳4與電阻Rl的一端相連、顯示器的引腳3與電容C3的一端相連、顯示器的引腳2與電容C4、C5的一端並聯後與Vcc相連、顯示器的引腳19、20與電容C1、C2、C3、C4、C5的另一端以及電阻Rl的另一端並聯後接地，提升開關的引腳2與控制器引腳38相連、提升開關的引腳1與電阻R3的一端相連、下放開關的引腳2與控制器引腳39相連、下放開關的引腳1與電阻R2的一端相連、應急開關的引腳2與控制器的引進45 相連、應急開關的引腳1與電阻R4的一端相連、電阻R2的另一端與電阻R3、R4的另一端並聯後接Vcc ；其中控制器採用ARM7晶片LPC2114，顯示器採用0S128064P。
4.一種具有多種收放手段的機載吊放聲納絞車的控制方法，其特徵在於採用絞車控制盒作為絞車的核心控制單元，接收來自纜位角傳感器、張力傳感器、下限傳感器、測速發電機、接近傳感器、上限傳感器、纜長傳感器的絞車狀態信號，控制電磁閥和伺服閥的動作， 控制器提供RS-422串行接口，發送絞車的狀態信息，用於直升機懸停控制以及出現緊急情況時，啟動斷纜裝置斷纜自保；絞車控制盒內嵌預測控制的專家系統，專家系統根據直升機高度變化、速度值判別絞車的平穩/非平穩外部工況，參照纜長和直升機高度值、專家系統輸出纜繩收放速度給定值並實施速度預測控制；在平穩工況下，絞車在最短時間內使放纜速度達到4m/s，並保持勻速直到距海平面4米時均勻減速，在距海平面1米時將速度控制在2m/s，入水後加速至4m/s，直至距目的地2米時勻減速，到達指定位置後減速停止；在非平穩工況下，絞車以均勻加速使放纜速度達到2m/s，並保持勻速直到入水，入水後加速至 3. 5m/s，直至距目的地3米時勻減速，到達指定位置後減速停止；液壓馬達(14)在絞車收放聲納時以馬達/泵兩種不同模式工作；絞車提升負載時，液壓馬達(14)處於馬達工作模式高壓油經伺服閥(15)的A 口至液壓馬達(14)的A腔，推動液壓馬達(14)旋轉，油從液壓馬達(14)B腔、直接回油箱，液壓馬達(14)旋轉通過減速帶動捲筒(5)旋轉將纜繩(4)纏繞在捲筒(5)上，纜繩(4)帶動負載提升，在提升過程中，伺服閥(15)的B 口沒有用到，四通的伺服閥(15)當作三通在使用，停止時逐漸將伺服閥(15)控制電流減小到零，絞車速度逐漸減速至停止，然後將電磁閥(16)斷電，剎車(10)制動；絞車下放負載時，液壓馬達(14)處於泵工作模式液壓馬達(14)從B腔吸油，在液壓馬達(14)A腔泵出的油經伺服閥(15)A 口通往伺服閥(15)T 口再回到液壓馬達(14)Β腔，形成了一個迴路，通過回油節流的方式平衡負載力；停止時逐漸將伺服閥(15)控制電流減小到零，閥口液阻逐漸增大，液壓馬達(14)泵出的流量逐漸減小，絞車下放速度逐漸減小，最後停止。
5.根據權利要求4所述的一種具有多種收放手段的機載吊放聲納絞車的控制方法，其特徵在於所述的內嵌預測控制的專家系統包括人機界面、解釋機制、推理機、知識獲取、資料庫、知識庫6個部分組成，其中推理機中內嵌預測控制單元，專家系統對吊放聲納絞車控制基於規則的推理機，其中，專家系統的知識庫包括如下10條規則規則1如果限位開關閉合則電機停轉規則2如果氣流不穩定直升機姿態調節成功則絞車進入平穩工況規則3如果氣流不穩定直升機姿態調節失敗則絞車進入非平穩工況規則 4如果纜位角信號出現偏移則 直升機調節運動姿態規則 5如果直升機水平機動纜位角信號出現橫向偏移則 纜速動態修正規則 6如果接近限位開關閉合則 絞車慢速就位規則 7如果直升機高速運動則 快速收纜規則 8如果絞車液壓、電動收放控制失效則切換手動控制模式規則 9 如果開始收纜則 液壓馬達切換工作模式規則10如果絞車出現故障直升機姿態不可控則 應急切纜。
全文摘要
本發明公開了具有多種收放手段的機載吊放聲納絞車及其控制方法，吊放聲納絞車包括纜位角傳感器(1)、計長滑輪(2)、纜長傳感器(3)、纜繩(4)、捲筒(5)、排纜滑輪(6)、排纜軸(7)、下限傳感器(8)、測速發電機(9)、剎車(10)、接近傳感器(11)、應急電機(12)、減速箱(13)、液壓馬達(14)、伺服閥(15)、電磁閥(16)、上限傳感器(17)、斷纜裝置(18)、控制盒(19)；提供液壓、電動、手搖三種收放手段和馬達/泵兩種液壓馬達模式工作；通過計長滑輪和纜長傳感器，提高纜繩控制精度；採用內嵌預測控制的專家系統根據絞車的平穩/非平穩工況控制纜繩收放速度。
文檔編號B66D1/48GK102249162SQ201110169280
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月22日 優先權日2011年6月22日
發明者吳明光, 徐曉忻, 陳立新, 顧海東, 龔方友 申請人:中國船舶重工集團公司第七一五研究所, 浙江大學