針對海洋資源的開發(fā)與勘探難度的日益加大,對開發(fā)與勘探設備的要求逐漸提高,設計了一種重版型的基于水面無人艇(USV,Unmanned Surface Vessel)輔助型的纜式水下機器人(ROV,Remotely Operated Vehicle),搭載10臺無刷直流電機(BLDCM,Brushless Direct Current Motor)用來加大ROV工作效率,為了穩(wěn)定精確的控制ROV運行,首先對水下機器人的系統(tǒng)進行了總體設計,其次對ROV的推進器與推進器分布進行了設計,最后對ROV的電機控制系統(tǒng)進行設計并從仿真和實驗兩方面驗證可靠性。

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【部分圖文】：

圖1系統(tǒng)總體設計示意圖

如圖1所示為系統(tǒng)總體設計示意圖。設計的水面無人艇與水下機器人之間通過有纜的方式進行通訊。水面無人艇上安裝有控制器，水下機器人將本體的深度，速度，壓力等信息傳給無人艇，無人艇通過自身安裝的下視聲吶和側掃聲吶得到水下環(huán)境，構建出水下情況回波圖，識別出水下機器人的回波信號，獲得水下機器....

圖2推進器結構分布設計圖

一般小型ROV采用六個電機驅動,其中兩個負責上浮和下沉。另外四個負責水下機器人的前進、后退、旋轉等動作。為了簡化對電機的控制，本文對水下機器人采用兩兩一對同步運行的控制方式。3ROV推進器控制系統(tǒng)設計

圖3系統(tǒng)硬件架構

FOC(Field-OrientedControl），即磁場定向控制，也稱矢量變頻，是目前無刷直流電機（BLDC）和永磁同步電機（PMSM）高效控制的最佳選擇[7-8]。FOC精確地控制磁場大小與方向，使得電機轉矩平穩(wěn)、噪聲小、效率高，并且具有高速的動態(tài)響應。FOC的基本思想是....

圖4推進器控制系統(tǒng)實物圖

圖3系統(tǒng)硬件架構由于帶傳感器的電機往往對控制性能較高，本文決定采用無傳感器FOC控制方式，轉子位置估計作為該控制算法的核心，直接決定了電機的控制性能。如圖5所示為基于SMO的無感FOC控制系統(tǒng)框圖。通過采集電機相電流以及電壓重建，運用滑模觀測器[9-12]估計電機的感應電動勢以....

本文編號：3979323