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《新型水下球形機器人的控制系統(tǒng)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要新型水下球形機器人具有體積小，隱蔽性好、靈活性高等特點，可以工作于其他大型水下機器人無法進入的區(qū)域，可以應(yīng)用于海洋監(jiān)控，給海上的嚴船舶提供通信中繼及定位服務(wù)等。l首先，本文對所設(shè)計水下球形機器人的結(jié)構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)和機械設(shè)計進行了詳細介紹，從而實現(xiàn)對水下球形機器人的總體認識。其次，對所設(shè)計水下球形機器人控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計進行詳細說明。硬件電路主要是基于ARM中央處理器和AVR協(xié)處理器設(shè)計了LM3S615系統(tǒng)板和直流電機驅(qū)動板。兩塊電路板通過12C總線進行通信，LM3S615系統(tǒng)板的兩個RS232串口分別連接上位計算機和MT
2、I姿態(tài)傳感器，主控芯片LM3S615通過處理姿態(tài)傳感器得到的數(shù)據(jù)來命令A(yù)Tmegal6利用PWM對噴水電機進行調(diào)速，從而實現(xiàn)水下球形機器人進行直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、加速、減速和停止等運動。。再其次，論文進行了水下球形機器人控制系統(tǒng)的控制算法研究及軟件程序設(shè)計，論文研究了傳統(tǒng)的PID控制和新興的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)P1D控制，并提出了基于姿態(tài)傳感器信號反饋的實時調(diào)整控制方法，該方法易于工程實現(xiàn)，并能較好的運用到對象和環(huán)境的不確定性中，通過實驗證明該種控制方法可行，并取得較好的預(yù)期效果。軟件程序設(shè)計主要分為兩大模塊，即為基于ARM的C語言程序設(shè)計和基于AVR的C語言程
3、序設(shè)計，設(shè)計中嚴格按照制定的數(shù)據(jù)傳輸格式。最后，論文進行了水下球形機器人的硬件測試實驗、外圍電路實驗和水下運動實驗，并對實驗結(jié)果進行分析、總結(jié)，實驗結(jié)果表明本論文所設(shè)計的新型水下球形機器人總體上是成功的，并實現(xiàn)了水下球形機器人良好的運動控制。、卜，’關(guān)鍵詞：水下球形機器人；PID控制；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制；實時調(diào)整控制；傳感器信號反饋哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTThenewsphericalunderwatervehiclehasadvantagesofcompactdesign，，．goodconcealmentandhighflex
4、ibility．Itcarlbeappliedincertainfieldswhereotherbigvehiclescannotenter．Itcanalsobeusedtooceanmonitoring，offeringcommunicationrelayandlocationservicefortheshipsintheocean．Firstly,inthisthesis，structure，drivesystemandmechanicaldesignofthedesignedsphericalunderwatervehiclearedesc
5、ribed，whichprovidesalloverallunderstandingofthenewsphericalunderwatervehicle．Secondly，thehardwaredesignofthesphericalunderwatervehiclecontrolsystemisdescribedindetail。HardwarecircuitincludingthedesignedLM3S615systemboardandDCmotordriverboardaremainlybasedonARMCPUandAVRcoproces
6、sor．Thesetwocircuitboardscommunicatetoeachotherthroughthe12Cbus．LM3S615systemboardconnectsitselfwithacomputerandaMTIattitudesensorthroughtwoRS232serialponsseparately．ThemasterchipLM3S615processesdatafromattitudesensor,andcommandsATmegal6tousePWMtocontrolspeedofthewaterspraymot
7、orinordertoachievesuchmovementsasgoingstraight，turningleft，tumingright，acceleration,decelerationandstop．Thirdly,softwareprogramdesignandcontrolalgorithmresearchaboutthecontrolsystemoftllesphericalunderwatervehiclearecarriedout．ThetraditionalPIDeontrolandthenewNeuralNetworkPIDc
8、ontrolarestudied．Atthesametime，areal-timeadjustingcontrolmeth
