潛水器運(yùn)動(dòng)控制關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、為了探索水下資源、監(jiān)測(cè)水下環(huán)境，水下勘測(cè)平臺(tái)的研究正越來(lái)越受到關(guān)注。眾所周知，因?yàn)槎颅h(huán)境變幻莫測(cè)，水下航行一直就是一個(gè)危險(xiǎn)的領(lǐng)域。伴隨著水下測(cè)量技術(shù)、水下通信技術(shù)以及潛水器制造技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人潛水器(Unmanned Underwater Vehicle，UUV)開(kāi)始應(yīng)用在水下勘測(cè)平臺(tái)上。同時(shí)，自動(dòng)控制技術(shù)以及信息技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步又使得無(wú)人潛水器的運(yùn)動(dòng)控制開(kāi)始朝著自動(dòng)化的方向發(fā)展。 潛水器的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)首先需要使用傳感器技術(shù)以

2、及水下測(cè)量技術(shù)對(duì)水下多變環(huán)境以及自身狀態(tài)進(jìn)行正確判斷，然后結(jié)合適當(dāng)?shù)乃惴ú僮鳚撍鞯膭?dòng)力系統(tǒng)，從而對(duì)潛水器的各種非正常狀態(tài)進(jìn)行修正，使得無(wú)人潛水器按照設(shè)計(jì)的要求準(zhǔn)確、高效地完成既定任務(wù)。 本課題所涉及的潛水器由五個(gè)子系統(tǒng)組成：運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、主動(dòng)避碰系統(tǒng)、定深及姿態(tài)控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、水聲通信系統(tǒng)。本課題以該潛水器為依托，將當(dāng)前流行的數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processor，DSP)處理系統(tǒng)應(yīng)用在潛水器運(yùn)動(dòng)

3、控制系統(tǒng)上。系統(tǒng)借助電羅經(jīng)、水下定位裝置提供狀態(tài)信息，以直流永磁電機(jī)提供動(dòng)力，通過(guò)適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)控制算法來(lái)對(duì)無(wú)人潛水器進(jìn)行控制，最終使整個(gè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)達(dá)到高效性、穩(wěn)定性、以及控制效果的優(yōu)良性。 本文首先介紹當(dāng)前無(wú)人潛水器的研究現(xiàn)狀以及研究前景，然后對(duì)本課題所針對(duì)的潛水器進(jìn)行分析，緊接著詳細(xì)介紹了課題所采用的控制算法的原理以及整個(gè)潛水器運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程與方法。最后針對(duì)實(shí)際潛水器的特點(diǎn)介紹了整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程以實(shí)驗(yàn)結(jié)