嵌入式ARM在基于以太網的AUV運動控制單元中的應用研究.pdf

1、深水油氣資源通常位于復雜地質結構海域,這給勘探與生產過程帶來很大困難,具有自動控制能力并搭載相關儀器的水下自主航行器能夠很好地完成該勘察任務。本文以深水AUV為依托,通過運動學方程和動力學方程研究了系統(tǒng)的動力學模型,總結了在系統(tǒng)平衡態(tài)下通過求擾動方程并線性化以求取狀態(tài)方程和傳遞函數的一般方法。在提出本AUV航行控制策略并給定系統(tǒng)典型傳遞函數的基礎上,對其控制回路進行了時頻域分析,并在此基礎上應用Ziegler—Nichols方法設計了P

2、ID控制器。針對PID控制器參數整定問題的局限性,設計了改進的模糊自適應PID控制器,達到了很好的仿真效果。最后提出了本AUV的避障方案。
　　 提出了一種基于星型以太網拓撲的AUV多節(jié)點控制系統(tǒng)結構,并應用ARM7設計了其中的運動控制單元,并移植了實時操作系統(tǒng)μ C／OS-Ⅱ。編寫了該單元RS232、RS485串行通訊以及TCP、UDP網絡通訊的程序。對相關控制算法進行了軟件實現,并在ARM上構建了該單元的嵌入式WEB服務器。