海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)是海洋科學(xué)研究與海洋資源探索的重要保證。水下自航行器（AUV）是海洋監(jiān)測(cè)儀器的搭載平臺(tái),也是獲取海洋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵裝備。本文以自主研制的具有變浮力系統(tǒng)、可以著陸坐底的水下自航行器（AUV with Variable Buoyancy System,簡(jiǎn)稱AUV-VBS）為依托,描述了其控制系統(tǒng)的基本功能和系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)要求,詳細(xì)闡述了系統(tǒng)控制器硬件和軟件實(shí)現(xiàn)方法,并通過(guò)單元實(shí)驗(yàn)和系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了控制器及控制系統(tǒng)的可行性。本文研究的水下自航行器采用了基于CAN總線的分布式控制系統(tǒng),文中給出了CAN總線在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用細(xì)節(jié),包括接口設(shè)計(jì)、應(yīng)用層協(xié)議設(shè)計(jì)和通信軟件設(shè)計(jì)。論文以控制系統(tǒng)執(zhí)行層的實(shí)現(xiàn)為例,詳細(xì)介紹了水下自航行器的控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。硬件方面,使用集成CAN接口的微處理器,采用了成熟的擴(kuò)展技術(shù),以提高控制器的可靠性。控制器中設(shè)計(jì)了專用接口電路,配合電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制水下自航行器的推進(jìn)器和航向部件。設(shè)計(jì)中采用了高帶寬光電隔離器,并自行設(shè)計(jì)了線性電源轉(zhuǎn)換電路,以提高控制電路的抗干擾能力。軟件方面,根據(jù)控制器功能需求復(fù)雜,片內(nèi)資源使用較多的情況,針對(duì)每個(gè)獨(dú)立功能設(shè)計(jì)不同的軟件模塊,... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

4WC32寫(xiě)字節(jié)時(shí)序接下來(lái)單片機(jī)在I2C總線上發(fā)出E2PROM中存儲(chǔ)單元的地址，取值為0至

圖 5-8 24WC32 讀字節(jié)時(shí)序2P87C591 中的S1STA寄存器反映了I C總線當(dāng)前的狀態(tài)，它是一個(gè) 8 位只讀特殊功能寄存器，低 3 位總是為 0，高 5 位包含狀態(tài)代碼，有 26 個(gè)可能的狀態(tài)。這些狀態(tài)中，F(xiàn)8H表示無(wú)可用的相關(guān)狀態(tài)信息，也沒(méi)有串行中斷請(qǐng)求，所有其它值都對(duì)應(yīng)一個(gè)已定義的SIO1 狀態(tài)。進(jìn)入每個(gè)狀態(tài)都會(huì)產(chǎn)生串行中斷請(qǐng)求。[43]

水下自航行器執(zhí)行層控制器電路板照片

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]自主水下航行器建模與控制系統(tǒng)研究開(kāi)發(fā)[D]. 侯巍.天津大學(xué) 2004



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