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潜水器姿态与定深控制关键技术研究
| 论文题名： | 潜水器姿态与定深控制关键技术研究 |
| 关键词： | 潜水器;姿态控制;定深控制;港口航道;水深实时监测;DSP处理器;模糊自适应控制 |
| 摘要： | 我国有众多的港口航道，泥沙淤积现象也普遍存在，本论文的主要研究对象是一种具备水文测量功能的自治式无人潜水器，它用途就是对港口航道内的水深进行实时监测，从而掌握航道内的泥沙淤积程度。为了提高潜水器运动控制性能以更好地完成监测任务，课题针对潜水器垂直面运动——即定深与俯仰姿态控制进行了研究。 在论文中首先根据潜水器水下运动的动力学分析，分析了潜水器的结构和功能特点，潜水器的硬件控制系统是以DSP处理器为控制核心，外接压力、姿态及水深测量等多种传感器设备，通过这些传感器及时反馈潜水器当前的运动状态，借助模糊PID控制算法对潜水器的航行深度和航行姿态施以主动控制，保证潜水器能在预定深度下平稳的航行，同时将水深测量数据传回地面客户端服务器，完成港口航道水域内的水深测量任务。 针对潜水器操纵过程存在非线性、慢时变等特性，本文将传统PID控制和模糊控制各自的优点融合在一起，设计了一种模糊自适应PID控制器，它可以根据当前时刻系统的响应偏离给定的情况及变化趋势，依据我们已有的控制经验，适当加大控制力度或减小控制力度，从而抑制系统响应朝误差偏大的方向发展，使系统输出尽快趋于给定值。控制力度的强弱就是通过在线调整PID控制器的比例系数、积分系数和微分系数来实现的。通过计算机仿真以及实验表明，该控制方法超调量小，对系统动态性能有一定改善。 |
| 作者： | 肖金鹏 |
| 专业： | 电子科学与技术 |
| 导师： | 许文海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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