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船体运动补偿系统的研究及平台构建
| 论文题名： | 船体运动补偿系统的研究及平台构建 |
| 关键词： | 船体运动补偿系统;嵌入式系统;Hammerstein模型;ARM架构 |
| 摘要： | 船体运动补偿系统是水下机器人关键技术研究课题的重要和关键的组成部分。船体运动补偿系统是设置在母船上消除由于母船的升沉运动对水下机器人的影响的控制系统。本文研究的系统由主控单元、数据通信单元、液压执行机构、三维仿真测试平台等几个模块组成。本文主要针对船体运动补偿系统的硬软件设计和开发进行撰写,同时对系统控制算法进行初步的研究。 主要工作包括: (1)主控单元和数据通信单元的硬件电路设计。主控单元完成控制算法的计算任务和与仿真测试平台的通信任务,选择32位 ARM架构的LPC3250芯片为处理器,设计由核心板和底板构成完整的嵌入式系统。数据通信单元以8位单片机ATmega8为核心设计一个微机系统,完成数据采集和传输的任务。 (2)完成主控单元和数据通信单元的嵌入式软件设计。主控单元上运行VxWorks操作系统,对主控单元的任务模块化,编写多任务、实时软件。完成数据通信单元的软件编写,完成定时数据采集和串口发送任务。 (3)开发三维仿真测试平台。该平台基于MFC框架和OpenGL程序库,主要功能是从主控单元获得系统数据,发送控制台命令,同时三维动态显示系统状态和运行过程。 (4)本文对系统控制算法进行了初步研究。分别应用传统的PID控制算法和基于Hammerstein模型预测控制算法用于船体运动补偿系统实验,通过实验对比,基于Hammerstein模型预测控制算法比PID算法获得更好的控制效果。 |
| 作者： | 胡龙 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 李建勋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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