AUV主控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、AUV具有無纜繩束縛、自主控制、可搭載多種傳感器的特點(diǎn),是進(jìn)行海洋資源探測的重要工具和手段。主控制系統(tǒng)是AUV控制系統(tǒng)的核心,其功能的實現(xiàn)和設(shè)計的可靠直接關(guān)系到整個控制系統(tǒng)的性能。主控制系統(tǒng)的設(shè)計包括平臺搭建、任務(wù)規(guī)劃等多個方面。本文在總結(jié)AUV自主控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,依托實體AUV,完成對AUV主控制系統(tǒng)的設(shè)計。
　　本文主要進(jìn)行了以下幾個方面的工作:
　　(1)分析AUV系統(tǒng)特點(diǎn),提出一種基于TCP/IP的多節(jié)點(diǎn)控

2、制結(jié)構(gòu),明確主控單元的功能,給出主控制系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)即主控單元的總體設(shè)計。選擇基于PC104總線的工控機(jī)為主控單元的嵌入式平臺,依據(jù)需求對PC104模塊進(jìn)行外部擴(kuò)展,進(jìn)行平臺搭建。
　　(2)詳細(xì)分析AUV運(yùn)行過程中主控單元的任務(wù),利用多線程的技術(shù)優(yōu)勢,合理規(guī)劃多個線程,實現(xiàn)多任務(wù)并行工作;針對AUV水下作業(yè)過程,對航行軌跡進(jìn)行解耦分析,給出AUV避障控制算法,確定參數(shù)取值。
　　(3)分析總結(jié)傳統(tǒng)的安全性設(shè)計方法,提出主動拋載加

3、被動拋載的新思想,設(shè)計基于PC104模塊和監(jiān)控子單元的安全冗余結(jié)構(gòu),實現(xiàn)AUV安全保障的雙保險。
　　(4)為驗證主控單元的設(shè)計,將主控單元和其他節(jié)點(diǎn)單元接入半實物仿真系統(tǒng),設(shè)計水面操盤實驗、下潛實驗、AUV水下避障實驗、狀態(tài)監(jiān)控實驗和安全故障實驗,分別完成主控單元基本功能的測試、避障控制算法的檢驗和系統(tǒng)安全保障功能的測試。實驗結(jié)果表明主控單元不僅實現(xiàn)了預(yù)期的基本功能,而且能有效保障AUV系統(tǒng)的安全性。
　　本文不僅設(shè)計實現(xiàn)