AUV主控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、AUV具有無(wú)纜繩束縛、自主控制、可搭載多種傳感器的特點(diǎn),是進(jìn)行海洋資源探測(cè)的重要工具和手段。主控制系統(tǒng)是AUV控制系統(tǒng)的核心,其功能的實(shí)現(xiàn)和設(shè)計(jì)的可靠直接關(guān)系到整個(gè)控制系統(tǒng)的性能。主控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括平臺(tái)搭建、任務(wù)規(guī)劃等多個(gè)方面。本文在總結(jié)AUV自主控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,依托實(shí)體AUV,完成對(duì)AUV主控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
　　本文主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作:
　　(1)分析AUV系統(tǒng)特點(diǎn),提出一種基于TCP/IP的多節(jié)點(diǎn)控

2、制結(jié)構(gòu),明確主控單元的功能,給出主控制系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)即主控單元的總體設(shè)計(jì)。選擇基于PC104總線的工控機(jī)為主控單元的嵌入式平臺(tái),依據(jù)需求對(duì)PC104模塊進(jìn)行外部擴(kuò)展,進(jìn)行平臺(tái)搭建。
　　(2)詳細(xì)分析AUV運(yùn)行過(guò)程中主控單元的任務(wù),利用多線程的技術(shù)優(yōu)勢(shì),合理規(guī)劃多個(gè)線程,實(shí)現(xiàn)多任務(wù)并行工作;針對(duì)AUV水下作業(yè)過(guò)程,對(duì)航行軌跡進(jìn)行解耦分析,給出AUV避障控制算法,確定參數(shù)取值。
　　(3)分析總結(jié)傳統(tǒng)的安全性設(shè)計(jì)方法,提出主動(dòng)拋載加

3、被動(dòng)拋載的新思想,設(shè)計(jì)基于PC104模塊和監(jiān)控子單元的安全冗余結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)AUV安全保障的雙保險(xiǎn)。
　　(4)為驗(yàn)證主控單元的設(shè)計(jì),將主控單元和其他節(jié)點(diǎn)單元接入半實(shí)物仿真系統(tǒng),設(shè)計(jì)水面操盤(pán)實(shí)驗(yàn)、下潛實(shí)驗(yàn)、AUV水下避障實(shí)驗(yàn)、狀態(tài)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)和安全故障實(shí)驗(yàn),分別完成主控單元基本功能的測(cè)試、避障控制算法的檢驗(yàn)和系統(tǒng)安全保障功能的測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明主控單元不僅實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的基本功能,而且能有效保障AUV系統(tǒng)的安全性。
　　本文不僅設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)