無(wú)人艇操控仿真系統(tǒng)的研究.pdf

1、近年來(lái)，海洋資源進(jìn)一步深入開發(fā)，海洋安全越來(lái)越受到廣泛關(guān)注。水面無(wú)人艇(USV)，以其體積小、靈活性高、隱蔽性強(qiáng)等特點(diǎn)在海洋資源開發(fā)和裝備軍事方面有著廣闊的使用空間，因此其正在成為各國(guó)重點(diǎn)研究和開發(fā)的對(duì)象。本文結(jié)合無(wú)人艇的發(fā)展和研究現(xiàn)狀，利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備構(gòu)造出一套無(wú)人艇操控仿真系統(tǒng)，并對(duì)各組成部分進(jìn)行研究。
　　所設(shè)計(jì)的無(wú)人艇操控仿真系統(tǒng)包含兩個(gè)子系統(tǒng)，分別為船載系統(tǒng)和岸基系統(tǒng)。其中船載系統(tǒng)由PC機(jī)、自動(dòng)操舵儀、無(wú)線數(shù)傳模塊、水

2、平轉(zhuǎn)臺(tái)和電羅經(jīng)組成。船載系統(tǒng)與岸基系統(tǒng)之間的信息交換通過(guò)無(wú)線數(shù)傳模塊完成。
　　岸基系統(tǒng)應(yīng)用Tiny6410 ARM開發(fā)板作為主控制板，運(yùn)行環(huán)境為L(zhǎng)inux系統(tǒng)，開發(fā)環(huán)境為Qt Creator。利用QextSerialPort類進(jìn)行串口通信程序設(shè)計(jì)，利用圖形設(shè)計(jì)器Qt Designer設(shè)計(jì)了具有軟鍵盤輸入的用戶界面?？梢酝ㄟ^(guò)用戶界面選擇無(wú)人艇的控制方式和設(shè)定航向、航速，通過(guò)無(wú)線數(shù)傳模塊發(fā)送給船載系統(tǒng)，在界面中可以實(shí)時(shí)顯示由船載系統(tǒng)

3、通過(guò)無(wú)線數(shù)傳模塊反饋回來(lái)的舵角和航向。
　　在船載系統(tǒng)中利用VC++6.0編程實(shí)現(xiàn)無(wú)人艇數(shù)學(xué)模型解算，PC機(jī)作為無(wú)人艇數(shù)學(xué)模型運(yùn)行的載體，電羅經(jīng)放在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，水平轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)電羅經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)模擬無(wú)人艇航向改變，船載系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線模塊把航向和舵角反饋給岸基系統(tǒng)。根據(jù)岸基系統(tǒng)發(fā)送過(guò)來(lái)的指令航向，自動(dòng)操舵儀等設(shè)備為無(wú)人艇數(shù)學(xué)模型提供實(shí)際的舵角信號(hào)，根據(jù)此舵角信號(hào)解算出航向，然后將航向信號(hào)一路發(fā)送給自動(dòng)操舵儀形成航向反饋回路，一路發(fā)送給水平轉(zhuǎn)