坐底自升降式水下絞車控制系統(tǒng)的研制.pdf

1、21世紀(jì)，人類邁進(jìn)了大規(guī)模開發(fā)利用海洋的時代。海洋在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和對外開放中的重要性日益突顯，建設(shè)海洋強(qiáng)國既是復(fù)興之路，也是時代之需。在建設(shè)海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略的有力支持下，為了開發(fā)海洋資源，保護(hù)海洋生態(tài)，維護(hù)海洋權(quán)益，“透明海洋”、“數(shù)字海洋”等一系列海洋發(fā)展計劃孕育而生。然而現(xiàn)有的觀測技術(shù)難以支撐起國家海洋發(fā)展戰(zhàn)略，我國必須著重加強(qiáng)海洋環(huán)境立體監(jiān)測設(shè)備與技術(shù)的研發(fā)，形成自主產(chǎn)品，突破國外封鎖。坐底自升降式水下絞車是一種坐于海底的無人值守的絞車，

2、它可以控制水下探測平臺的布放和回收，從而實現(xiàn)對海洋環(huán)境的長期立體監(jiān)測。
　　本文全面地設(shè)計了坐底自升降式水下絞車的控制系統(tǒng)，主要內(nèi)容包括:
　　(1)從水下絞車的工作環(huán)境和系統(tǒng)特性出發(fā)，通過對多種控制方法進(jìn)行比較，最終確定水下絞車采用液壓伺服驅(qū)動，其全部動作在軟件程序控制下自主完成。根據(jù)水下絞車的工作原理對控制系統(tǒng)的軟硬件架構(gòu)進(jìn)行了總體設(shè)計。
　　(2)水下絞車采用鋰電池作為動力來源，在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中實現(xiàn)了液壓系統(tǒng)、排

3、纜機(jī)構(gòu)、電池及控制艙、機(jī)架等結(jié)構(gòu)。為了確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，計算了水下絞車的重心和浮心。
　　(3)硬件電路設(shè)計中采用STM32F207微處理器作為控制核心，同時實現(xiàn)了不同功能的外圍電路，主要包括高集成度的電機(jī)和比例閥驅(qū)動電路、控制功耗的電源管理電路、檢測速度和位置信號的旋轉(zhuǎn)編碼器和接近開關(guān)電路、提供精確時間信息的時鐘電路以及與上位機(jī)通信的RS485電路。
　　(4)提出了UML和Simulink兩種建模語言相結(jié)合的軟件設(shè)計方法