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基于POWERLINK工业以太网的水下航行器监控系统设计
| 论文题名： | 基于POWERLINK工业以太网的水下航行器监控系统设计 |
| 关键词： | 水下航行器;监控系统;模块化设计;工业以太网 |
| 摘要： | 海洋蕴藏着大量的人类必需的资源，随着陆地上的资源日益枯竭，开发探索海洋的航行器是非常有必要的。航行器监控系统是航行器的重要组成部分，研究航行器监控系统是非常有价值的。本文主要研究了基于POWERLINK工业以太网的航行器监控系统，旨在搭建一套基于POWERLINK工业以太网的高实时性航行器监控系统半实物仿真平台，在实验室环境验证航行器的功能和性能。 首先，介绍了航行器监控系统研究背景以及国内外研究现状，对比了多种航行器监控系统架构，研究了几款现场总线的优缺点，明确了搭建基于POWERLINK工业以太网航行器监控系统的研究方向。 其次，研究了航行器监控系统的组成和原理，根据各模块间的关系，搭建了航行器监控系统基于混合体系的硬件架构。将部分模块有机的分为了应用层、网络层和传输层三层模型，并基于该三层模型的基础上，研究和搭建了各模块的软件架构。 然后，研究了航行器监控系统各模块间的数据流向，依据各模块间的关系确定了监控系统的通信协议。搭建了网络层POWERLINK主站和从站软件，实现了各模块间实时、可靠、快速的数据传输。研究了底层网络初始化流程，了解了POWERLINK网络的工作方式。 接着，研究了航行器监控系统应用层软件，搭建了上位机监控系统面板和运动模拟器人机界面。研究了Windows和Linux平台下多进程间通信的方案，实现了基于内存共享方案的航行器监控系统应用层软件和网络层POWERLINK间的信息交互。 最后，分别对航行器监控系统进在实验室和真实仿真环境下测试，测试了POWERLINK网络数据交互的准确性，验证了内存共享方案的可行性。在实际半实物仿真环境下，对航行器在各种工作模式下的技术指标进行了校对。分析测试结果，对系统进行回归测试，完善系统性能，提高系统稳定性。 |
| 作者： | 熊恒 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 向先波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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