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电驱动水下滑翔器姿态调整系统研究
| 论文题名： | 电驱动水下滑翔器姿态调整系统研究 |
| 关键词： | 水下滑翔器;水下机器人;姿态调整;伺服电机;浮标 |
| 摘要： | 水下滑翔器是一种将浮标技术与水下机器人技术相结合、依靠自身净浮力驱动的新型水下机器人系统，具有浮标和潜标的部分功能。由于具有制造成本和维护费用低、可重复利用、投放回收方便、续航能力强等特点，水下滑翔器具有广阔的应用前景，对水下滑翔器的研究也成为国际相关研究领域的热点。 本文首先简要介绍了国内外水下滑翔器的发展情况，并阐述了课题的研究背景和意义，然后对水下滑翔器控制系统总体结构做了概括性说明。 其次，简要介绍了水下机器人经常用到的几种控制算法，经过比较最终选择数字PID控制算法作为姿态调整系统的运动控制算法，并设计了PID控制器；对于姿态调整功能的实现，TCM3三维电子罗盘的使用是及其关键的部分，文章给予了详细说明；另外，选择PHILIPS公司的P8xC591单片机作为处理器，Maxon公司RE 26 18W石墨电刷伺服电机作为执行电机，从而完成了控制系统所需部件的选择。软件方面，根据完成姿态调整功能的需要，针对每个独立功能设计不同的软件模块，如滑翔器姿态信息接收、数据处理、PID控制、I2C通信等，每个软件模块通过接口函数提供服务。 最后，为了验证系统功能实现的正确性与可靠性，在电机调试与TCM3电子罗盘数据采集试验的基础上，进行了软硬件联调试验，并对系统的精确性和响应性做了必要的分析。由分析结果可知，姿态调整功能完全可以正确可靠地实现，而且其精确性和响应性也可以满足设计要求。 |
| 作者： | 李彦波 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 王树新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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