基于ARM的自主水下航行器舵機控制系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、新型自主水下航行器融合機械學(xué)、動力學(xué)、電子學(xué)、控制學(xué)、水聲學(xué)、流體學(xué)、通訊學(xué)等多種學(xué)科知識，是一種非常復(fù)雜的多門類學(xué)科技術(shù)。該航行器裝有垂向和側(cè)向輔助推進器、避碰聲納等裝置，采用CAN總線為基礎(chǔ)的分布式控制系統(tǒng)。 其中，舵機控制系統(tǒng)是自主水下航行器中重要的執(zhí)行機構(gòu)，它的性能好壞直接決定著航行器的實時操舵性能。論文分析了目前國內(nèi)外對于舵機控制系統(tǒng)的研究情況，從提升系統(tǒng)的性能和擴展能力的角度出發(fā)，采用了基于ARM嵌入式微處理器的舵機

2、控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)主要分為CAN通信單元、舵機驅(qū)動單元、A/D采樣單元和中斷保護單元四個部分。論文的主要研究工作如下： 首先，分析了舵機控制系統(tǒng)的設(shè)計要求，制定了以ARM微處理器為核心的設(shè)計方案。根據(jù)水下航行器對于通信的速率及可靠性的要求，自動駕駛儀和各節(jié)點間的通信采用CAN Bus現(xiàn)場總線。 其次，論文重點闡述了舵機控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計原理，主要包括以ARM7嵌入式微處理器為核心的各控制模塊的設(shè)計。論文對于器件的選型、

3、各單元電路的設(shè)計、控制原理以及控制算法都進行了詳盡的說明。并在軟件設(shè)計的基礎(chǔ)上，使用嵌入式實時操作系統(tǒng)作為擴展應(yīng)用，使得系統(tǒng)的實時性得到了保證。 最后，設(shè)計了基于PC的系統(tǒng)測試平臺，在力矩模擬負(fù)載器上進行了系統(tǒng)的測試實驗，使舵機系統(tǒng)的性能得到了很好的驗證。 論文的創(chuàng)新點在于將ARM嵌入式微處理器作為舵機的控制核心結(jié)構(gòu)簡單、可靠易行。相對于傳統(tǒng)舵機，該系統(tǒng)采用全數(shù)字式控制方式，極大地提高了系統(tǒng)的實時性能及抗干擾性。同時，R