【技術實現步驟摘要】
本專利技術船舶調距槳，具體涉及基于mcu的調距槳螺距發訊模塊及靜態校準方法。
技術介紹
1、調距槳(adjustable?pitch?propeller)系統在船舶和航空器中應用十分廣泛，可以通過改變槳葉的角度來調整推力，實現更高效的動力傳輸和操控性能。在這些系統中，螺距發訊信號是用于監測和控制船舶螺旋槳角度(螺距)的一種關鍵技術，務必要保證其反饋后的信號具有足夠的準確性和穩定性。但由于這些系統在長時間使用中可能會出現一定的漂移和誤差。
2、因此，調距槳螺距發訊信號的反饋校準是確保船舶調距槳系統精確和可靠運行的關鍵環節。現有技術中常采用機械校準方法和模擬信號校準方法。
3、機械校準方法是傳統的校準方法，廣泛應用于早期的調距槳系統中。此方法通過調節機械部件，使得系統在不同螺距位置輸出相應的信號，從而達到校準的目的。具體方案為：在螺距處于-100％、0％、100％位置時，分別設置機械基準點，這些基準點通常通過機械限位開關或物理標記來確定，操作者手動調整調距槳到這些基準點，并記錄相應的信號輸出(如電壓、電流值)。隨后調整連桿長度或位置，確保在各個基準點處的信號值與預期值一致，需要反復調整和測試，直到達到滿意的精度。該方法雖然該方法具有一定的簡單性和直接性，但在精度、穩定性和維護方面存在明顯的不足，調整和校準過程耗時耗力且需要頻繁維護。
4、模擬信號校準方法使用標準信號源(如精密電壓源或電流源)產生已知的模擬信號，例如，在螺距位置為-100％、0％、100％時，分別產生4ma、12ma、20ma的電流
5、模擬信號校準受基準信號源精度的限制，基準信號源的任何微小誤差都會影響校準結果。溫度、濕度等環境變化也會影響模擬信號的穩定性，導致校準結果不穩定。需要精密的信號源和測量設備，操作復雜且耗時。需要反復測量和調整，增加了工作量和時間成本。硬件調節方法不能實時響應系統變化，存在延遲。
技術實現思路
1、為解決
技術介紹
中存在的問題，本專利技術提供基于mcu的調距槳螺距發訊模塊，其包括mcu控制單元以及與mcu控制單元通訊連接的電位器傳感器單元、整定與微調控制單元、信號輸出單元、存儲單元和指示與顯示單元，其中：
2、mcu控制單元執行整個校準過程中的信號讀取、處理、存儲和輸出控制，實時讀取電位器輸出的電壓或電流信號，或通過rs485接口接收通信輸出型電位器的反饋信號，并根據預設的算法和存儲的校準數據，計算螺距反饋信號并控制輸出；
3、電位器傳感器單元包括電阻型電位器、電流輸出型電位器和通信輸出型電位器中的一種或多種；
4、整定與微調控制單元包括按鍵和撥碼開關手動操作部件，設置有整定模式與微調模式，通過整定模式操作建立螺距位置與電位器輸出值之間的初步對應關系；通過微調模式操作對螺距反饋信號進行細微的調整，使螺距發訊信號的輸出與實際螺距位置之間保持一致；
5、信號輸出單元包括電流輸出模塊和通信接口；電流輸出模塊根據mcu的控制，實時輸出兩路螺距反饋電流；通信接口發送螺距反饋電流或其他校準相關信息的通信量；
6、存儲單元位于mcu內部，包括片內flash，存儲校準過程中產生的各種數據，包括螺距曲線基準點、電壓量或電流量偏移量；
7、指示與顯示單元包括led指示燈、oled屏幕顯示部件，指示校準過程中的不同狀態和關鍵信息。
8、優選的方案中，所述mcu控制單元與電位器傳感器單元通過信號線連接，接收電位器輸出的電壓、電流信號或通過rs485接口接收通信信號；mcu控制單元通過gpio接口連接整定與微調控制單元的按鍵和撥碼開關，接收操作指令以進入整定或微調模式，并讀取按鈕輸入值進行校準操作。mcu控制單元通過控制線連接信號輸出單元電流輸出模塊，控制其輸出兩路4-20ma螺距反饋電流；同時，通過通信接口發送螺距反饋電流或其他校準相關信息。mcu控制單元直接訪問存儲單元flash，讀取存儲的校準數據，并在校準過程中更新存儲的數據。mcu控制單元與指示與顯示單元通過gpio接口或i2c/spi通信協議連接，控制led指示燈的狀態和oled屏幕的顯示內容。
9、優選的方案中，電阻型電位器提供隨螺距位置變化的電阻值，通過外部電源供電后輸出相應電壓信號；電流輸出型電位器直接輸出與螺距位置成比例的4-20ma電流信號；通信輸出型電位器通過rs485接口輸出螺距反饋信號的通信量。
10、優選的方案中，整定與微調控制單元的整定模式下，操作者通過按鍵將調距槳調整至全倒車、零螺距和全正車三個基準位置，并觸發整定操作；在微調模式下，通過撥碼開關切換至微調模式，并通過按鍵對螺距反饋信號進行微調。
11、基于mcu的調距槳螺距發訊模塊靜態校準方法，按如下的步驟進行：
12、s1、系統準備：
13、確保調距槳系統處于可校準狀態，基于mcu的調距槳螺距發訊模塊的所有部件連接正確并正常工作；
14、開啟校準系統，初始化mcu和其他相關硬件，準備進入校準流程；
15、s2、整定過程：
16、s21：調整螺距位置
17、將調距槳的機械螺距分別調整至全倒車即-100％螺距位置、零螺距即0％螺距位置和全正車即+100％螺距位置這三個關鍵基準點；
18、s22：讀取電位器輸出值
19、在每個基準點上，通過mcu讀取電位器即電阻型、電流輸出型或通信輸出型的輸出值；
20、對于電阻型電位器，mcu讀取其輸出電壓值；對于電流輸出型電位器，mcu直接讀取電流值或通過高精度電阻轉換為電壓值；對于通信輸出型電位器，mcu通過rs485接口讀取通信量；
21、s23：存儲基準點數據
22、將讀取到的電位器輸出值作為螺距曲線的基準點數據存儲在mcu的存儲單元flash中；
23、s24：確認整定完成
24、確認所有基準點數據已正確存儲，并檢查確保無錯誤或異常；
25、s3、微調過程：
26、s31：進入微調模式
27、通過撥碼開關切換至微調模式，準備對螺距反饋信號進行精細調整；
28、s32：選擇微調螺距位置
29、通過控制單元上的按鈕選擇需要微調的螺距位置即+100％、0％、-100％中的一個或多個；
30、s33：進行微調操作
31、在選定的螺距位置上，通過控制單元上的加、減按鈕對螺距反饋信號進行微調；
32、微調過程中，mcu實時更新螺距曲線上的基準點值，并存儲新的校準數據；
33、s34：確認微調結果
34、微調完成后，檢查微調結果是否滿足要求，確保螺距發訊信號的輸出與實際螺距位本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于MCU的調距槳螺距發訊模塊，其特征在于，其包括MCU控制單元以及與MCU控制單元通訊連接的電位器傳感器單元、整定與微調控制單元、信號輸出單元、存儲單元和指示與顯示單元，其中：
2.根據權利要求1所述的基于MCU的調距槳螺距發訊模塊，其特征在于：所述MCU控制單元與電位器傳感器單元通過信號線連接，接收電位器輸出的電壓、電流信號或通過RS485接口接收通信信號；MCU控制單元通過GPIO接口連接整定與微調控制單元的按鍵和撥碼開關，接收操作指令以進入整定或微調模式，并讀取按鈕輸入值進行校準操作；MCU控制單元通過控制線連接信號輸出單元電流輸出模塊，控制其輸出兩路4-20mA螺距反饋電流；同時，通過通信接口發送螺距反饋電流或其他校準相關信息；MCU控制單元直接訪問存儲單元Flash，讀取存儲的校準數據，并在校準過程中更新存儲的數據；MCU控制單元與指示與顯示單元通過GPIO接口或I2C/SPI通信協議連接，控制LED指示燈的狀態和OLED屏幕的顯示內容。
3.根據權利要求1所述的基于MCU的調距槳螺距發訊模塊，其特征在于：電阻型電位器提供隨螺距位置變化的電
4.根據權利要求1所述的基于MCU的調距槳螺距發訊模塊，其特征在于：整定與微調控制單元的整定模式下，操作者通過按鍵將調距槳調整至全倒車、零螺距和全正車三個基準位置，并觸發整定操作；在微調模式下，通過撥碼開關切換至微調模式，并通過按鍵對螺距反饋信號進行微調。
5.如權利要求1-4任一所述的基于MCU的調距槳螺距發訊模塊的靜態校準方法，其特征在于，按如下的步驟進行：
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，步驟S2的具體過程包括：
...【技術特征摘要】
1.基于mcu的調距槳螺距發訊模塊，其特征在于，其包括mcu控制單元以及與mcu控制單元通訊連接的電位器傳感器單元、整定與微調控制單元、信號輸出單元、存儲單元和指示與顯示單元，其中：
2.根據權利要求1所述的基于mcu的調距槳螺距發訊模塊，其特征在于：所述mcu控制單元與電位器傳感器單元通過信號線連接，接收電位器輸出的電壓、電流信號或通過rs485接口接收通信信號；mcu控制單元通過gpio接口連接整定與微調控制單元的按鍵和撥碼開關，接收操作指令以進入整定或微調模式，并讀取按鈕輸入值進行校準操作；mcu控制單元通過控制線連接信號輸出單元電流輸出模塊，控制其輸出兩路4-20ma螺距反饋電流；同時，通過通信接口發送螺距反饋電流或其他校準相關信息；mcu控制單元直接訪問存儲單元flash，讀取存儲的校準數據，并在校準過程中更新存儲的數據；mcu控制單元與指示與顯示單元通過gpio接口或i2c/spi...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張兆春，張瑋煒，付黃龍，汪華，婁康，
申請(專利權)人：中國船舶集團有限公司第七〇四研究所，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。