一种舵传令钟控制系统及方法

本发明涉及舵传令钟控制，具体是指一种舵传令钟控制系统及方法。

背景技术：

1、舵传令钟是船舶操纵系统的核心组件之一。在航海中，舵传令钟通过监测和反馈舵机的状态，提供实时的舵角信息，使船舶操纵员能够精准地掌握船舶的舵角，从而实现对船舶的方向控制。这对于保持船舶在航道上、避免碰撞以及执行各类导航操作至关重要。目前现有的舵传令钟技术主要局限于单一的舵角发送器、三面舵角复示器、舵传令钟发送器等组件。缺少对舵传令钟控制系统整体设计的整合，造成系统协同工作的不足。且传统舵传令钟系统在数据传输方面存在效率低、速度慢、传输距离短的问题，影响了系统的稳定性和实时性，因此需要更先进的数据传输技术来提高传输效率、速度和距离。同时现有技术中对各模块的接收器、发送器、复视机、舵机等进行实时反馈和检测的手段有限，这限制了对整个系统误差的校正和补偿的能力。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服以上的技术缺陷，提供一种舵传令钟控制系统及方法。

2、为解决上述技术问题，本发明的第一个目的是提供一种舵传令钟控制系统，包括驾驶室信号发送显示机、数据采集控制器、舵角复视机、三面舵指针接收机、左舵反馈机以及右舵反馈机；

3、所述数据采集控制器通过rs485总线与驾驶室信号发送显示机、三面舵指针接收机、舵角复视机、左舵反馈机以及右舵反馈机通信；

4、所述驾驶室信号发送显示机用于向数据采集控制器发送要舵信号并接收数据采集控制器发送的舵角信息进行显示；

5、所述三面舵指针接收机用于接收数据采集控制器发送的实时舵角信息，并通过控制与指针相连的步进电机的工作状态将舵角信息实时地、精确地通过指针进行指示；

6、所述舵角复视机用于实时显示要舵信息和当前的舵角信息；

7、所述左舵反馈机以及右舵反馈机用于实时监测舵机的舵角位置；

8、所述数据采集控制器的输出端还连接有左舵接收机和右舵接收机，所述左舵接收机和右舵接收机用于接收数据采集控制器发送的控制指令并分别控制左舵机和右舵机执行相应的舵角调整动作。

9、进一步地，所述数据采集控制器还连接有主电源与备用电源掉电识别电路以及报警电路。

10、进一步地，所述左舵反馈机和右舵反馈机均采用一或多种先进算法，以实现对舵机的舵角位置的实时监测，所述先进算法包括但不限于：

11、卡尔曼滤波器，通过降低传感器测量误差，提高舵角值的检测精度；

12、模糊逻辑控制，应用于处理船舶操控中的模糊性，增强对舵机状态的准确性；

13、神经网络，用于学习系统动态并进行实时预测，以提高舵角值的实时性；

14、自适应控制算法，用于调整系统参数，以适应不断变化的环境，维持实时性和安全性；

15、滑模控制策略，用于确保对舵机位置的鲁棒性，提高实时性和安全性。

16、进一步地，所述数据采集控制器还配置有故障检测模块，所述故障检测模块用于监测各模块电路的工作状态，当故障检测模块检测到任何模块电路发生故障时，立即产生故障信号，并通过rs485总线向驾驶室信号发送显示机发送相应的故障信息。

17、进一步地，所述故障检测模块包括传感器故障检测子模块、电路连接状态检测子模块和电源供应状态检测子模块，

18、所述传感器故障检测子模块用于监测舵机位置传感器的工作状态，电路连接状态检测模块用于监测各模块之间的连接是否正常，电源供应状态检测模块用于监测主电源与备用电源的工作状态。

19、进一步地，所述舵角复视机具有7寸、8寸、10寸显示屏接口。

20、本发明的第二个目的是提供一种舵传令钟控制方法，具体包括以下步骤：

21、(一)系统初始化：

22、在船舶启动阶段，舵传令钟控制系统进行初始化，以确保各组件正常工作，

23、启动数据采集控制器，并建立与其他组件的通信链接；

24、(二)数据采集与传输：

25、驾驶室信号发送显示机向数据采集控制器发送目标舵信号，

26、数据采集控制器从各控制系统节点获取舵角信息、工作状态等数据，定期读取数据并通过rs485总线传输给其他组件，如三面舵指针接收机、舵角复视机；

27、(三)舵角显示与反馈：

28、三面舵指针接收机接收实时舵角信息，通过步进电机精准指示舵角信息，舵角复视机实时显示目标舵信息和当前舵角，为驾驶员提供直观的操船信息；

29、(四)舵角监测与反馈控制：

30、左舵反馈机和右舵反馈机实时监测左舵机和右舵机的舵角位置，运用先进算法，如卡尔曼滤波器、模糊逻辑控制、神经网络等，确保左舵机和右舵机实时性和安全性；

31、(五)系统状态监控与报警：

32、数据采集控制器监测主电源与备用电源状态，通过主电源与备用电源掉电识别电路和报警电路实时监控主电源与备用电源状态，并及时发出报警信号，确保舵传令钟控制系统的可靠性；

33、(六)驾驶员操作与反馈：

34、驾驶员通过驾驶室信号发送显示机发送目标舵信号，舵角复视机实时显示当前舵角，使驾驶员了解船舶操控状态，在系统发出警报时，驾驶员能快速响应并采取操船措施，确保船舶安全操控。

35、本发明与现有技术相比的优点在于：

36、本申请的舵传令钟控制系统在多个方面展现了显著的优势。首先，系统通过先进的测量算法实时检测和反馈舵机状态，极大降低了检测数据的误差，从而实现更为精准的船舶操纵。这对于保持航道、避免碰撞以及进行精确的船舶操纵至关重要，提高了操纵的精准性。

37、其次，系统采用rs485总线进行数据传输，具备传输距离长、通信速度快、效率高等优势，保证了系统更为稳定、及时、安全、可靠的数据通信。这使得系统能够迅速响应各种操纵指令，提高了系统的响应速度，有助于船舶在复杂环境中的快速应对。

38、第三，系统具备故障检测模块，能够及时检测各模块电路的故障情况，并在检测到问题时立即反馈给驾驶室。这一特性确保了船舶在行驶过程中能够安全可靠，有效降低了潜在的风险。

39、最后，本申请的舵传令钟控制系统高度集成了多个关键组件，包括驾驶室信号发送与显示机、数据采集器、三面舵指针接收机、舵角复视机、左舵接收机、左舵反馈机、右舵接收机、右舵反馈机等。这种集成性确保了整个系统的协同工作，提高了船舶整体性能，为船舶操纵提供了更为全面和可靠的支持。

技术特征：

1.一种舵传令钟控制系统，其特征在于，包括驾驶室信号发送显示机(1)、数据采集控制器(2)、舵角复视机(3)、三面舵指针接收机(4)、左舵反馈机(5)以及右舵反馈机(6)；

2.根据权利要求1所述的一种舵传令钟控制系统，其特征在于，所述数据采集控制器(2)还连接有主电源与备用电源掉电识别电路(11)以及报警电路(12)。

3.根据权利要求1所述的一种舵传令钟控制系统，其特征在于，所述左舵反馈机(5)和右舵反馈机(6)均采用一或多种先进算法，以实现对舵机的舵角位置的实时监测，所述先进算法包括但不限于：

4.根据权利要求1所述的一种舵传令钟控制系统，其特征在于，所述数据采集控制器(2)还配置有故障检测模块(13)，所述故障检测模块(13)用于监测各模块电路的工作状态，当故障检测模块(13)检测到任何模块电路发生故障时，立即产生故障信号，并通过rs485总线向驾驶室信号发送显示机(1)发送相应的故障信息。

5.根据权利要求4所述的一种舵传令钟控制系统，其特征在于，所述故障检测模块(13)包括传感器故障检测子模块、电路连接状态检测子模块和电源供应状态检测子模块，

6.根据权利要求1所述的一种舵传令钟控制系统，其特征在于，所述舵角复视机(3)具有7寸、8寸、10寸显示屏接口。

7.一种舵传令钟控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

技术总结本申请公开了一种舵传令钟控制系统及方法，本发明的第一个目的是提供一种舵传令钟控制系统，包括驾驶室信号发送显示机、数据采集控制器、舵角复视机、三面舵指针接收机、左舵反馈机以及右舵反馈机，本申请第二个目的提供一种舵传令钟控制方法，具体包括以下步骤：(一)系统初始化，(二)数据采集与传输，(三)舵角显示与反馈，(四)舵角监测与反馈控制，(五)系统状态监控与报警，(六)驾驶员操作与反馈。本申请与现有技术相比优点在于：本申请的舵传令钟控制系统高度集成了多个关键组件，这种集成性确保了整个系统的协同工作，提高了船舶整体性能，为船舶操纵提供了更为全面和可靠的支持。技术研发人员：蓝和慧,郑宏伟,王泽航,石亮,贾子慷,王荣鑫,蒋涛受保护的技术使用者：辽宁工业大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15