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基于ARM的自主水下航行器舵机控制系统的设计
| 论文题名： | 基于ARM的自主水下航行器舵机控制系统的设计 |
| 关键词： | 自主水下航行器;ARM;CAN总线;舵机控制系统 |
| 摘要： | 新型自主水下航行器融合机械学、动力学、电子学、控制学、水声学、流体学、通讯学等多种学科知识，是一种非常复杂的多门类学科技术。该航行器装有垂向和侧向辅助推进器、避碰声纳等装置，采用CAN总线为基础的分布式控制系统。 其中，舵机控制系统是自主水下航行器中重要的执行机构，它的性能好坏直接决定着航行器的实时操舵性能。论文分析了目前国内外对于舵机控制系统的研究情况，从提升系统的性能和扩展能力的角度出发，采用了基于ARM嵌入式微处理器的舵机控制系统。控制系统主要分为CAN通信单元、舵机驱动单元、A/D采样单元和中断保护单元四个部分。论文的主要研究工作如下： 首先，分析了舵机控制系统的设计要求，制定了以ARM微处理器为核心的设计方案。根据水下航行器对于通信的速率及可靠性的要求，自动驾驶仪和各节点间的通信采用CAN Bus现场总线。 其次，论文重点阐述了舵机控制系统的软硬件设计原理，主要包括以ARM7嵌入式微处理器为核心的各控制模块的设计。论文对于器件的选型、各单元电路的设计、控制原理以及控制算法都进行了详尽的说明。并在软件设计的基础上，使用嵌入式实时操作系统作为扩展应用，使得系统的实时性得到了保证。 最后，设计了基于PC的系统测试平台，在力矩模拟负载器上进行了系统的测试实验，使舵机系统的性能得到了很好的验证。 论文的创新点在于将ARM嵌入式微处理器作为舵机的控制核心结构简单、可靠易行。相对于传统舵机，该系统采用全数字式控制方式，极大地提高了系统的实时性能及抗干扰性。同时，RTOS在系统中的移植，进一步提高了系统的性能及可扩展性。 |
| 作者： | 董荔宁 |
| 专业： | 武器系统与运用工程 |
| 导师： | 严卫生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西北工业大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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