基于ARM的自主水下航行器舵機控制系統(tǒng)的設計.pdf

1、新型自主水下航行器融合機械學、動力學、電子學、控制學、水聲學、流體學、通訊學等多種學科知識，是一種非常復雜的多門類學科技術。該航行器裝有垂向和側向輔助推進器、避碰聲納等裝置，采用CAN總線為基礎的分布式控制系統(tǒng)。 其中，舵機控制系統(tǒng)是自主水下航行器中重要的執(zhí)行機構，它的性能好壞直接決定著航行器的實時操舵性能。論文分析了目前國內外對于舵機控制系統(tǒng)的研究情況，從提升系統(tǒng)的性能和擴展能力的角度出發(fā)，采用了基于ARM嵌入式微處理器的舵機

2、控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)主要分為CAN通信單元、舵機驅動單元、A/D采樣單元和中斷保護單元四個部分。論文的主要研究工作如下： 首先，分析了舵機控制系統(tǒng)的設計要求，制定了以ARM微處理器為核心的設計方案。根據(jù)水下航行器對于通信的速率及可靠性的要求，自動駕駛儀和各節(jié)點間的通信采用CAN Bus現(xiàn)場總線。 其次，論文重點闡述了舵機控制系統(tǒng)的軟硬件設計原理，主要包括以ARM7嵌入式微處理器為核心的各控制模塊的設計。論文對于器件的選型、

3、各單元電路的設計、控制原理以及控制算法都進行了詳盡的說明。并在軟件設計的基礎上，使用嵌入式實時操作系統(tǒng)作為擴展應用，使得系統(tǒng)的實時性得到了保證。 最后，設計了基于PC的系統(tǒng)測試平臺，在力矩模擬負載器上進行了系統(tǒng)的測試實驗，使舵機系統(tǒng)的性能得到了很好的驗證。 論文的創(chuàng)新點在于將ARM嵌入式微處理器作為舵機的控制核心結構簡單、可靠易行。相對于傳統(tǒng)舵機，該系統(tǒng)采用全數(shù)字式控制方式，極大地提高了系統(tǒng)的實時性能及抗干擾性。同時，R