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无人水下航行器推进系统总线通信技术研究
| 论文题名： | 无人水下航行器推进系统总线通信技术研究 |
| 关键词： | 无人水下航行器;推进系统;总线通信;信息交互 |
| 摘要： | 近年来，无人水下航行器凭借其体积小、可控性好、续航时间长和搭载能力强等优点，已逐渐成为海洋开发与军事侦测领域的研究热点。现场总线技术具有通信协议开放、现场设备智能以及系统结构分散等特点，已经成为当今自动化领域的发展方向之一。本文以无人水下航行器为应用对象，将现场总线技术应用于航行器推进系统的通信网络。 本文首先根据无人水下航行器的工况以及推进器的分布特点，选用Modbus、CAN总线以及工业以太网三种通信协议来构建推进系统的通信网络。然后详细阐述这三种协议的内容，对它们的通信原理、数据帧格式、分层结构等内容进行分析，为后文通信协议的软硬件实现提供理论基础。接下来提出无人水下航行器推进系统通信网络设计方案，并完成其中变频驱动装置控制板的硬件设计工作。该控制板可实现信号采样，控制驱动电路以及Modbus、CAN和工业以太网协议通信的功能。之后在变频驱动装置控制板的硬件基础上对三种协议进行软件开发，并针对标准的Modbus协议在通信效率低与从站优先级固定的缺陷，提出了基于变权值优先级模型的改进方案。理论分析该方案后，在Matlab环境中进行仿真验证。仿真结果证明改进方案可大幅提高通信效率，同时避免低优先级从站彻底丢包的现象。 文章最后，设计了用于机旁调试的控制面板以及远程监控的上位机程序，完善了整个通信系统。然后通过设计实验对前文构建的Modbus网络可行性进行测试。测试结果表明，本文设计的通信网络可实现数据的可靠传递，可应用于无人水下航行器推进系统的信息交互。 |
| 作者： | 丁天成 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 赵友涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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