一種基于多傳感器潛器控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、本論文研究來(lái)源于國(guó)家863項(xiàng)目(No．2006AA042248)“低電壓驅(qū)動(dòng)水中多功能微型仿生機(jī)器人系統(tǒng)研究”。在本項(xiàng)目中，使用水下潛器AUV(Autonomous Undewrater Vehicle)完成運(yùn)送和投放微型仿生機(jī)器人的工作。本文重點(diǎn)對(duì)該水下潛器控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。 導(dǎo)航控制系統(tǒng)是AUV控制系統(tǒng)的重要組成部分。本論文采用了由GPS(Global Position System)和姿態(tài)傳感器MTI(Moving Tar

2、get Indicator)所組成的組合導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)將GPS數(shù)據(jù)與MTI數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)AUV自主導(dǎo)航。為解決GPS信號(hào)在水中衰減快和潛器與上位機(jī)通信的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了水面浮漂平臺(tái)，并在平臺(tái)上安裝了GPS和無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸模塊。AUV不僅可將其姿態(tài)、位置以及速度信息通過(guò)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送給上位機(jī)，而且可接受上位機(jī)控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)速度、工作水深、位置的遠(yuǎn)程控制。其中，上位機(jī)的顯示和控制平臺(tái)是使用Microsoft Visual Studi

3、o2005搭建的。 本文首先對(duì)潛器的機(jī)械結(jié)構(gòu)、推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行了介紹。然后重點(diǎn)設(shè)計(jì)了由多傳感器系統(tǒng)(GPS、MTI與液位變送器)、DSP和各執(zhí)行器組成的潛器控制系統(tǒng)。其中對(duì)GPS/MTI所組成的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，從傳感器數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、傳感器數(shù)據(jù)融合等諸多方面進(jìn)行了研究。為了適應(yīng)多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)采集、處理和發(fā)送要求，采用了TI公司生產(chǎn)的TMS320F2812做潛器控制系統(tǒng)的數(shù)字處理器。其次，論文設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬件電路和控制系統(tǒng)的軟件程序。