智能水下机器人(AUV)控制系统设计

免费下载，论文、设计请注明引用！ 微小型AUV具有体积小，灵活性高、隐蔽性好等特点，可以工作于其它大型水下机器人无法进入的区域。民用上可以应用于海洋矿产勘探、海底地形探测，沉船打捞，水下考古，海洋生物探测等；军事上可以用来反水雷，作为自航水雷的载体、监察海战时水下敌情等。 首先，本文对所设计的微小型AUV的结构、推进器分布进行介绍，并对其进行受力分析和建立运动方程。结合运动方程设计了被控对象模型未知的AUV自动定深、自动定航控制器；同时研究了传统的PID控制、模糊控制、自适应控制等算法，并最终设计了应用于该微小型AUV的模糊参数自适应PID控制算法。 其次，对该具有多传感器的微小型AUV控制系统进行了研究设计。针对分布式控制系统总体机构及其通信总线进行了设计；分别详细设计了分布式系统的各个子系统；着重研究、设计了理论、算法及软件实现方案；计了基于CAN总线的分布式微小型AUV控制系统，提高了系统的稳定性和模块化程度，在结构上优化了系统的复杂性。最终形成了由软硬件系统组成分布式控制系统。 再其次，根据SINS、DVL和深度计这三个传感器的姿态角、角速度，线速度、加速度，深度等导航信息进行了AUV的航位推算研究与实现；并使用综合水池实验室的X-Y航车系统，反复试验，对航位推算进行了标定，修正了安装误差角和刻度因子。提高了航位推算精度。结合航位推算和AUV制导控制设计了有海流影响的AUV自动巡航控制器。抗海流自动巡航控制器除抗海流功能外可以补偿SINS与艏向安装误差带来的控制性能缺陷。