基于多傳感器的AUV控制系統(tǒng).pdf

1、微小型AUV具有體積小,靈活性高、隱蔽性好等特點(diǎn),可以工作于其它大型水下機(jī)器人無法進(jìn)入的區(qū)域。民用上可以應(yīng)用于海洋礦產(chǎn)勘探、海底地形探測(cè),沉船打撈,水下考古,海洋生物探測(cè)等;軍事上可以用來反水雷,作為自航水雷的載體、監(jiān)察海戰(zhàn)時(shí)水下敵情等。
　　首先,本文對(duì)所設(shè)計(jì)的微小型AUV的結(jié)構(gòu)、推進(jìn)器分布進(jìn)行介紹,并對(duì)其進(jìn)行受力分析和建立運(yùn)動(dòng)方程。結(jié)合運(yùn)動(dòng)方程設(shè)計(jì)了被控對(duì)象模型未知的AUV自動(dòng)定深、自動(dòng)定航控制器;同時(shí)研究了傳統(tǒng)的PID控制、

2、模糊控制、自適應(yīng)控制等算法,并最終設(shè)計(jì)了應(yīng)用于該微小型AUV的模糊參數(shù)自適應(yīng)PID控制算法。
　　其次,對(duì)該具有多傳感器的微小型AUV控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)。針對(duì)分布式控制系統(tǒng)總體機(jī)構(gòu)及其通信總線進(jìn)行了設(shè)計(jì);分別詳細(xì)設(shè)計(jì)了分布式系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng);著重研究、設(shè)計(jì)了理論、算法及軟件實(shí)現(xiàn)方案;計(jì)了基于CAN總線的分布式微小型AUV控制系統(tǒng),提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和模塊化程度,在結(jié)構(gòu)上優(yōu)化了系統(tǒng)的復(fù)雜性。最終形成了由軟硬件系統(tǒng)組成分布式控制系

3、統(tǒng)。
　　再其次,根據(jù)SINS、DVL和深度計(jì)這三個(gè)傳感器的姿態(tài)角、角速度,線速度、加速度,深度等導(dǎo)航信息進(jìn)行了AUV的航位推算研究與實(shí)現(xiàn);并使用綜合水池實(shí)驗(yàn)室的X-Y航車系統(tǒng),反復(fù)試驗(yàn),對(duì)航位推算進(jìn)行了標(biāo)定,修正了安裝誤差角和刻度因子。提高了航位推算精度。結(jié)合航位推算和AUV制導(dǎo)控制設(shè)計(jì)了有海流影響的AUV自動(dòng)巡航控制器?？购Ａ髯詣?dòng)巡航控制器除抗海流功能外可以補(bǔ)償SINS與艏向安裝誤差帶來的控制性能缺陷。
　　經(jīng)過大量水池

4、實(shí)驗(yàn),從每一個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)處理到多傳感器融合計(jì)算空間位置信息,再到利用前一過程所得信息對(duì)AUV進(jìn)行有目的控制實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證文中所設(shè)計(jì)的控制器的正確性。經(jīng)過參數(shù)調(diào)試得到了較好的控制效果。
　　最終的水池實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該論文所設(shè)計(jì)的基于多傳感器的水下機(jī)器人控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了較好的運(yùn)動(dòng)控制效果和較為準(zhǔn)去的航位推算結(jié)果,但還需解決存在的問題,并對(duì)控制算法和和提高航位推算進(jìn)行深入的研究,使該微小型水下器人的穩(wěn)定性得到進(jìn)一步加強(qiáng),早日實(shí)現(xiàn)水下目標(biāo)自主