天堂国产午夜亚洲专区-少妇人妻综合久久蜜臀-国产成人户外露出视频在线-国产91传媒一区二区三区

當前位置:主頁 > 科技論文 > 自動化論文 >

一種微型AUV的控制系統(tǒng)研究

發(fā)布時間:2019-06-03 18:06
【摘要】:隨著陸地上各類資源的日益枯竭,人類將資源開發(fā)與探索轉(zhuǎn)向了自然資源豐富的海洋,開發(fā)和利用海洋資源對人類發(fā)展有著重要意義。自主式水下機器人AUV(Autonomous Underwater Vehicle)具有活動隱蔽性好、巡航范圍大、機動性能好、安全、智能化等優(yōu)點,成為一種完成水下資源調(diào)查、勘探、情報搜集的重要工具,對水下機器人的研究成為各國軍事以及商業(yè)領(lǐng)域的研究熱點。近年來,隨著技術(shù)的發(fā)展與成熟,AUV的發(fā)展趨勢偏向于深海、遠海、輕量化,同時功能更加強大。更多的微小型AUV開始出現(xiàn),用以滿足與日俱增的軍事和商業(yè)用途。本文在參考國內(nèi)外已經(jīng)研制成功的AUV的基礎(chǔ)上,提出了一種“微型低成本便攜式AUV”的設(shè)計思想,該微型AUV利于攜帶,具有裝卸方便、成本低廉、重復(fù)使用率高等特點,可搭載多種傳感器以實現(xiàn)不同功能。本文重點對該微型AUV的機械結(jié)構(gòu)以及電控系統(tǒng)進行詳細設(shè)計,同時對自主航行中路徑規(guī)劃算法進行了初步研究,為后續(xù)機械系統(tǒng)和電控系統(tǒng)升級,以及AUV自主航行研究(如定位、導(dǎo)航、避障等)奠定了基礎(chǔ)。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)微型AUV機械結(jié)構(gòu)設(shè)計:AUV外形采用了魚雷形狀流線型結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)具有外形尺寸較小,重量較輕,機動性能好以及航行范圍廣等特點。材料選用不銹鋼及PVC等耐腐蝕材料,以保證結(jié)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性,在密封上,采取O型圈密封的方式,以達到良好的密封效果。該微型AUV采用單推進器配合三個方向舵的方式來實現(xiàn)該微型AUV的6個自由度動作。完成了機械機構(gòu)的加工與組裝等工作。(2)微型AUV總體控制系統(tǒng)設(shè)計:該微型AUV控制系統(tǒng)主要功能模塊包括主控模塊、電源管理模塊、導(dǎo)航模塊、電機驅(qū)動模塊等,基于實際需求提出各模塊的關(guān)鍵技術(shù)指標,完成各個模塊及整體電路的設(shè)計,并根據(jù)實際需求完成了對電池及相關(guān)控制芯片的選型工作。(3)AUV運動控制、路徑優(yōu)化算法設(shè)計與仿真研究:根據(jù)AUV水下六自由度運動特性,定義了微型AUV的固定坐標系和運動坐標系,分析了微型AUV在水下的受力情況,包括重力、浮力、推力等,依據(jù)牛頓動量定律,建立了微型AUV空間運動方程;诮⒌乃畡恿δP,采用PID控制算法進行該AUV運動控制仿真。規(guī)劃微型AUV工作路徑時采用了蟻群算法作為最優(yōu)路徑解決辦法并進行了仿真研究。對確定的若干給定任務(wù)點進行遍歷性巡航,使遍歷時間最短,以達到節(jié)約能源、提高安全返航幾率為目的。(4)微型AUV的水下實驗:1、對完成總裝的AUV進行了水下密封試驗,以驗證機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的密封設(shè)計的可靠性和安全性,實驗結(jié)果表明在目標水深的情況下,密封良好,使用安全;2、運動控制實驗:水下上電,完成對微型AUV進行了直線、轉(zhuǎn)彎、上浮、下潛動作的實驗,實驗證明該AUV能夠完成期望的目標動作,該AUV結(jié)構(gòu)設(shè)計可用性。最后,安裝相關(guān)導(dǎo)航設(shè)備及傳感器,對AUV進行了現(xiàn)場測試。在水質(zhì)較好且無浪潮時,AUV能夠平穩(wěn)運行,系統(tǒng)穩(wěn)定。在浪潮較大或水質(zhì)較為渾濁時,傳感器工作精度受到影響且自身不易穩(wěn)定。上述總體實驗結(jié)果表明,該微型AUV設(shè)計合理,能夠完成預(yù)期動作,達到預(yù)期要求。
[Abstract]:With the depletion of all kinds of resources on land, human resource development and exploration have shifted to the rich marine resources of natural resources, and it is of great significance to develop and utilize marine resources for human development. Autonomous Underwater Vehicle (AUV) has the advantages of good activity, large cruise range, good mobility, safety and intelligence. It is an important tool to complete the investigation, exploration and information collection of underwater resources. The research of the underwater robot has become a hot spot in the military and commercial fields of all countries. In recent years, with the development and maturity of technology, the development trend of AUV is in favor of the deep-sea, the far-sea, the light-weight, and the function is more powerful. More micro-small AUV starts to appear to meet increasing military and commercial use. On the basis of the AUV, which has been successfully developed at home and abroad, this paper presents a "Minitype low-cost portable AUV" design idea, which is beneficial to carry, has the characteristics of convenient loading and unloading, low cost, high repetition rate and the like, and can carry a plurality of sensors to realize different functions. In this paper, the mechanical structure of the micro-AUV and the electric control system are designed in detail. At the same time, the path planning algorithm of the autonomous navigation is studied, which is a follow-up mechanical system and an electric control system upgrade, and the AUV autonomous navigation research (such as positioning, navigation, The barrier, etc.) lays the foundation. The main contents of this paper are as follows: (1) Micro-AUV mechanical structure design: The shape of the AUV is a streamlined structure. The structure has the characteristics of small size, light weight, good mobility and wide range of navigation. The material is made of corrosion-resistant materials such as stainless steel and PVC, so as to ensure the reliability and stability of the structure. On the seal, an O-ring seal is adopted to achieve a good sealing effect. The micro-AUV realizes the 6-degree-of-freedom operation of the micro-AUV by using a single-propeller and three rudders. And the processing and assembly of the mechanical mechanism are completed. (2) The general control system of the micro-AUV control system is designed as follows: the main functional module of the micro-AUV control system comprises a main control module, a power supply management module, a navigation module, a motor driving module and the like, And the selection of the battery and the related control chip is completed according to the actual requirement. (3) AUV motion control, path optimization algorithm design and simulation study: According to the six-degree-of-freedom motion characteristics of AUV, the fixed coordinate system and the motion coordinate system of the micro-AUV are defined, and the stress of the micro-AUV under water is analyzed, including gravity, buoyancy, thrust, etc. Based on the Newton's law of momentum, a micro-AUV space motion equation is established. Based on the established hydrodynamic model, the AUV motion control simulation is carried out with the PID control algorithm. The ant colony algorithm is used as the optimal path solution and the simulation research is carried out when the micro-AUV working path is planned. And the ergodic cruise is carried out on the determined plurality of given task points, so that the traversal time is the shortest so as to achieve the purpose of saving energy and improving the safety return probability. (4) The underwater experiment of the micro-AUV:1. The underwater sealing test is carried out on the AUV of the final assembly to verify the reliability and safety of the sealing design in the mechanical structure design. The experimental results show that the sealing is good and the safety is used in the case of the water depth of the target. The experiment shows that the AUV can achieve the desired target action and the usability of the AUV structure. Finally, the relevant navigation equipment and sensors are installed, and the on-site test is carried out on the AUV. When the water quality is good and there is no wave, the AUV can run smoothly and the system is stable. When the tide is large or the water quality is relatively turbid, the working precision of the sensor is affected and is not easy to be stable. The above general experimental results show that the micro-AUV is reasonable in design, capable of completing the expected action and meeting the expected requirements.
【學(xué)位授予單位】:上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:TP242

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊方;劉華;樊禹銘;;北斗農(nóng)機自動導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J];農(nóng)業(yè)科技與裝備;2015年10期

2 任繼昌;楊曉東;;極線約束條件下的雙目視覺點匹配策略研究[J];艦船科學(xué)技術(shù);2016年02期

3 柴毅哲;楊任農(nóng);馬明杰;劉孟強;;利用改進蟻群算法的可規(guī)避威脅源最優(yōu)航線規(guī)劃[J];空軍工程大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年04期

4 王峰;楊文煥;楊凱辰;季莉莉;;無刷直流電機變頻調(diào)速控制系統(tǒng)仿真研究[J];電子科技;2015年06期

5 張國旺;袁炳南;房瑾;尚麗娜;;北斗定位系統(tǒng)在飛行試驗中的應(yīng)用研究[J];計算機測量與控制;2015年05期

6 裴振兵;陳雪波;;改進蟻群算法及其在機器人避障中的應(yīng)用[J];智能系統(tǒng)學(xué)報;2015年01期

7 辛德奎;黃操軍;甘龍輝;;基于北斗和GPS的雙模田間作業(yè)機車定位系統(tǒng)[J];黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報;2014年01期

8 梁東;施家棟;王建中;;移動機器人不間斷電源管理系統(tǒng)[J];計算機測量與控制;2013年12期

9 徐利超;張世武;;基于改進蟻群算法的障礙環(huán)境下路徑規(guī)劃研究[J];機械與電子;2013年07期

10 申鉉京;劉陽陽;黃永平;徐鐵;何習(xí)文;;求解TSP問題的快速蟻群算法[J];吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2013年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 溫秉權(quán);小型淺水域水下自航行器系統(tǒng)設(shè)計與試驗研究[D];天津大學(xué);2005年

2 于華男;開架式水下機器人辨識與控制技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2003年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 侯建釗;基于MOOS的自主式水下機器人軟件系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];中國海洋大學(xué);2015年

2 計晶;基于DSP的無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];北京印刷學(xué)院;2015年

3 季冊;基于嵌入式Linux的微小型水下機器人通信與控制系統(tǒng)研究[D];中國海洋大學(xué);2012年

4 趙宇熙;一種小型AUV的控制系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

5 孫麗;自治水下機器人(AUV)三維結(jié)構(gòu)設(shè)計及仿真分析[D];中國海洋大學(xué);2011年

6 周翔;大尺度環(huán)境下的AUV路徑規(guī)劃與路徑跟蹤[D];中國海洋大學(xué);2010年

7 姜嬋娟;遙控式水下機器人PID運動控制算法優(yōu)化研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

8 李詠豪;時間統(tǒng)一系統(tǒng)終端設(shè)備的研究[D];長春理工大學(xué);2008年

9 宋振華;水下機器人自主導(dǎo)航系統(tǒng)的研究[D];上海交通大學(xué);2007年

10 宋壽山;基于多推進器的AUV建模與控制器設(shè)計[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

,

本文編號:2492119

資料下載
論文發(fā)表

本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/2492119.html


Copyright(c)文論論文網(wǎng)All Rights Reserved | 網(wǎng)站地圖 |

版權(quán)申明:資料由用戶a0ba0***提供,本站僅收錄摘要或目錄,作者需要刪除請E-mail郵箱bigeng88@qq.com
少妇成人精品一区二区| 狠狠做深爱婷婷久久综合| 精品日韩国产高清毛片| 精品国产亚洲一区二区三区| 中文字幕久久精品亚洲乱码| 欧美成人一区二区三区在线 | 日韩欧美精品一区二区三区| 欧美成人国产精品高清| 丰满少妇被猛烈撞击在线视频| 五月情婷婷综合激情综合狠狠 | 国产成人国产精品国产三级 | 国产av精品一区二区| 国产亚洲欧美日韩精品一区| 日韩熟妇人妻一区二区三区| 亚洲一区精品二人人爽久久| 亚洲人午夜精品射精日韩 | 精品国产亚洲av久一区二区三区| 日本女人亚洲国产性高潮视频| 高清免费在线不卡视频| 国产亚洲欧美日韩精品一区 | 国产精品午夜福利免费阅读| 91日韩在线视频观看| 沐浴偷拍一区二区视频| 国产高清精品福利私拍| 日本不卡在线一区二区三区| 中文字幕日韩一区二区不卡| 久久精品国产亚洲av麻豆尤物| 国产精品激情在线观看| 日本av一区二区不卡| 特黄大片性高水多欧美一级| 99久久国产精品亚洲| 亚洲精品中文字幕一二三| 黄色国产精品一区二区三区| 夫妻性生活动态图视频| 国产女高清在线看免费观看| 中文字幕日韩欧美亚洲午夜| 亚洲熟妇中文字幕五十路| 日韩欧美第一页在线观看| 极品熟女一区二区三区| 中文字幕av诱惑一区二区 | 国产精品伦一区二区三区四季|