基于ARM板的水下主從伺服機(jī)械手控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及控制算法研究.pdf

1、自上個(gè)世紀(jì)以來，豐富的海洋資源吸引各國(guó)學(xué)者紛紛投入到海洋的研究中，水下機(jī)器人技術(shù)得到了世界各國(guó)的高度重視和空前發(fā)展。作為深海作業(yè)潛水器的重要組成部分，水下液壓機(jī)械手集機(jī)械、電子、液壓技術(shù)為一體，協(xié)助潛水器在惡劣的海洋環(huán)境下完成各種水下作業(yè)。由于海洋環(huán)境復(fù)雜多變，設(shè)計(jì)一個(gè)可靠的控制系統(tǒng)來保證水下機(jī)械手安全、有效的工作十分必要。
　　本控制系統(tǒng)的功能是通過操作水面上的主手，實(shí)現(xiàn)對(duì)水下機(jī)械手的關(guān)節(jié)姿態(tài)變化，配合夾鉗關(guān)節(jié)完成水下作業(yè)。主控

2、制器負(fù)責(zé)信號(hào)的集中轉(zhuǎn)發(fā)處理、系統(tǒng)運(yùn)作的調(diào)度管理和機(jī)械手實(shí)時(shí)狀態(tài)信息監(jiān)控，保證反饋信息與控制指令數(shù)據(jù)流的協(xié)調(diào)、通暢，實(shí)現(xiàn)有序的控制任務(wù)。從控制器與主控制器緊密配合，主要承擔(dān)系統(tǒng)信號(hào)計(jì)算處理和實(shí)時(shí)控制等工作任務(wù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)任務(wù)分解和控制程序的模塊化，以便于機(jī)械手系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)主控制器的調(diào)度。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾部分:首先介紹了水下機(jī)械手研究背景、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、概述本文主要研究?jī)?nèi)容及研究意義;然后闡述了水下液壓機(jī)械手控制系統(tǒng)的

3、原理、組成及各控制模塊的實(shí)現(xiàn)方法，描述了主從控制器軟件構(gòu)建環(huán)境及體系結(jié)構(gòu);其次詳細(xì)介紹了整個(gè)系統(tǒng)的控制模式、控制策略，介紹了變?cè)鲆鍼ID控制算法，提出界估計(jì)的自適應(yīng)控制算法;最后運(yùn)用Matlab對(duì)閥控非對(duì)稱液壓缸進(jìn)行了建模，構(gòu)建出電液控制的系統(tǒng)模型，為算法驗(yàn)證提供了可靠的仿真平臺(tái)。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:變?cè)鲆鍼ID控制方法可以實(shí)現(xiàn)快速、穩(wěn)定、精確的控制，動(dòng)態(tài)跟隨性良好;而基于界估計(jì)的自適應(yīng)控制有效減小了對(duì)伺服閥的瞬時(shí)沖擊，具有較高的