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原文传递水下滑翔机运动控制系统研制

论文题名：	水下滑翔机运动控制系统研制
关键词：	水下滑翔机;运动控制系统;LabVIEW软件;硬件电路;软件控制
摘要：	水下滑翔机是一种将浮标技术与水下机器人技术相结合、通过改变自身净浮力作为驱动力,自身重心位置改变作为方向舵的新型水下机器人系统。　　本文首先简要介绍了国内外水下滑翔器的发展情况,并阐述了课题的来源及研究意义,然后介绍了水下滑翔机的结构、工作原理及各单元模块结构设计。　　在此基础上,本文对水下滑翔机运动控制系统进行了设计和研究。首先根据滑翔机控制要求选择了MTI姿态传感器、KELLER压力传感器等,设计并制作硬件电路,分主控电路及底层驱动电路,主控芯片采用ARM系列32位处理器,保证控制系统硬件长时间工作的可靠性。设计底层驱动电路,满足滑翔机各模块间的通信及控制要求。同时设计TF文件系统,记录滑翔机运动控制过程的数据,为进一步对滑翔机软硬件优化提供数据支持。姿态调节机构通过电位器采集重心移动的位置与距离,有效的控制了滑翔机的俯仰及旋转,浮力驱动根据气压变化测量推算滑翔机净浮力的变化,有效的控制了滑翔机的上浮下潜。根据两机构的协调,实现了滑翔机的剖面滑翔运动。　　根据滑翔机的工作原理及剖面滑翔流程设计了水下滑翔机软件,主要包括两部分:岸系统软件和滑翔机载体软件。滑翔机载体软件设计分为检测板程序设计和控制板程序设计两部分。检测板主要完成铱星通信、观测类传感器的数据获取、主从通信以及文件系统。控制板主要完成主从通信、控制类传感器的数据获取、任务行为决策与执行以及文件系统。岸站系统软件通过LabVIEW编写铱星岸站系统,主要完成人机接口的设计、铱星通信和文件系统。　　最后,本文介绍水下滑翔机经过水槽试验,测试姿态调节机构、浮力驱动机构等各机构的可行性,滑翔机在水库、千岛湖、南海北部进行了剖面滑翔试验。验证了滑翔机的硬件电路及软件控制的合理性。
作者：	孙伟成
专业：	控制理论与控制工程
导师：	宋大雷
授予学位：	硕士
授予学位单位：	中国海洋大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文