"智能水下清理机器人控制系统设计"
水下机器人是一种集成人工智能、自动控制、目标探测与识别、信息处理、数据融合、导航与通信技术等学科的智能化水下无人工作平台，能够在复杂的深水及海洋环境中执行各种军用和民用任务。智能水下清理机器人控制系统设计是当前研究的热点之一，本文对智能水下清理机器人控制系统的设计进行了详细的介绍。
1. 机器人控制系统总体设计
机器人控制系统总体设计是根据实际杂物清理工作流程，人与收放装置配合将机器人放至水中，根据水下视觉系统反馈的图像信息，控制机器人停留的工作高度。完成设备的清洗和杂物的切割打捞任务后，再由收放装置对机器人进行回收。清洗切割过程通过调整杂物清理机器人上水枪的工作压力，对指定区域进行清理或对杂物进行切割，具有全自动、半自动两种控制模式。
2. 机器人控制系统软件设计
机器人控制系统软件设计采用分布式控制方式，由工业控制计算机组成的上位机与可编程逻辑控制器（PLC）组成的下位机分别控制。其中，工业控制计算机通过 RS-485 总线与 PLC 进行通讯。杂物清理机器人系统的实时监控与远程遥控操作软件平台，包括基于显控台的上位机操作软件、PLC 下位机控制软件，可实现对清洗机器人的实时监视、控制及保护、数据显示和存储以及遥控操作等。
2.1 上位机软件设计
上位机操作软件采用 VC++ 编程，主要包括参数设置模块、故障报警模块、历史纪录模块等 9 个模块。参数设置模块实现自动运行时清洗间隔和运行步长的人机交互；按键扫描模块实现定时对按键的刷新，采集按键命令；手柄命令采集模块定时刷新，并采集手柄的位置，实现命令的连续控制；数据处理模块对采集到的数据完成相应变换；显示更新模块实现显示界面的定时刷新，将设备的状态实时显示；通讯接收和发送模块实现与下位机之间的数据交互；故障报警模块完成故障信息的实时显示功能，能够及时得知故障报警信息，并进行相应的处理；历史纪录模块能够查询系统中监测并记录的历史数据，提供了便捷的数据查询和分析功能。
3. 智能控制系统组成
智能控制系统主要由显控平台、液压站控制组件、清洗切割和剪切打捞控制组件、收放控制组件、视频监控组件等组成。显控平台通过上位机和操作面板实现人机交互，可以进行参数设置和操作；PLC 接收来自上位机的控制命令控制机器人本体上的各个液压缸和收放控制组件上的电机完成相应动作；视频监控系统用于观察水下情况，并将采集到的信号上传显控台；液压泵站用于杂物剪切打捞机器人的动力源，为图 1 所示的控制系统组成基础科技 24 船舶物资与市场图 2 软件总体结构图 4 下位机软件结构图 3 上位机软件结构杂物剪切、打捞动作提供动力；收放控制组件可实现机器人的下放与回收以及水平移动；清洗切割和剪切打捞控制组件可实现对杂物的切割和打捞。
4. 结果与讨论
通过对智能水下清理机器人控制系统的设计和实现，可以实现对水下杂物的自动清理和剪切打捞，具有广泛的应用前景。本文对智能水下清理机器人控制系统的设计和实现进行了详细的介绍，为相关领域的研究和应用提供了有价值的参考。
