本文關(guān)鍵詞：多功能全自動(dòng)水產(chǎn)養(yǎng)殖作業(yè)船控制系統(tǒng)

  更多相關(guān)文章： 河蟹 水產(chǎn)養(yǎng)殖作業(yè)船 路徑規(guī)劃 自動(dòng)導(dǎo)航 模糊PID Qt Creator

【摘要】：隨著人民生活水平的不斷提高,市場對于河蟹產(chǎn)品的需求量逐年攀升,河蟹產(chǎn)業(yè)也成為了我國淡水養(yǎng)殖中的支柱產(chǎn)業(yè)。在河蟹的養(yǎng)殖過程中主要面臨著水草清理和均勻投餌兩大難題,當(dāng)前的河蟹養(yǎng)殖技術(shù)主要依靠人力,其作業(yè)路線隨機(jī)性大,精細(xì)化、自動(dòng)化水平較低,限制了河蟹養(yǎng)殖效益的進(jìn)一步提高。為解決這一問題,本文設(shè)計(jì)了一種多功能全自動(dòng)水產(chǎn)養(yǎng)殖作業(yè)船,其采用了嵌入式、全覆蓋路徑規(guī)劃、船舶自動(dòng)導(dǎo)航控制等技術(shù),能夠科學(xué)、高效地完成水草清理作業(yè)和均勻投餌作業(yè)。本文的主要研究內(nèi)容及成果如下:一、設(shè)計(jì)了一種明輪驅(qū)動(dòng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖作業(yè)船。介紹了船體、明輪、水草清理裝置和均勻投餌裝置等主要功能部件,并在此基礎(chǔ)上分析了作業(yè)船控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),針對系統(tǒng)的三種操作模式:手動(dòng)模式、遙控模式和自動(dòng)導(dǎo)航模式的原理進(jìn)行了分類闡述。二、設(shè)計(jì)了水產(chǎn)養(yǎng)殖作業(yè)船的全覆蓋路徑規(guī)劃算法。介紹了高斯-克呂格坐標(biāo)變換原理和蟹塘工作區(qū)域坐標(biāo)系的建立方法;對兩種常用的全覆蓋遍歷方法:內(nèi)螺旋遍歷方法和往返式遍歷方法的目標(biāo)路徑計(jì)算公式進(jìn)行了推導(dǎo),并通過仿真實(shí)驗(yàn)對兩種遍歷方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較。三、設(shè)計(jì)了水產(chǎn)養(yǎng)殖作業(yè)船的自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)。介紹了其基于BD982型接收機(jī)的RTK-GPS高精度定位系統(tǒng)和自動(dòng)導(dǎo)航控制原理;針對明輪船欠阻尼、非線性、大時(shí)滯的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),設(shè)計(jì)了其基于模糊PID的航向/航速雙閉環(huán)控制算法,闡述了航向模糊控制器的設(shè)計(jì)原理,并對航向閉環(huán)和航速閉環(huán)的控制量進(jìn)行解耦;為防止作業(yè)船偏離目標(biāo)路徑,提出了目標(biāo)路徑插點(diǎn)算法,并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的路徑切換及速度策略。四、設(shè)計(jì)了水產(chǎn)養(yǎng)殖作業(yè)船的嵌入式系統(tǒng)軟件。搭建了軟件開發(fā)的交叉編譯環(huán)境,并介紹了U-Boot和Linux操作系統(tǒng)的移植過程;使用Qt Creator集成開發(fā)環(huán)境完成了作業(yè)船GUI應(yīng)用程序的編寫,根據(jù)需求分析將應(yīng)用程序分解為數(shù)據(jù)采集模塊、運(yùn)算處理模塊、輸出控制模塊和數(shù)據(jù)顯示及交互模塊四個(gè)部分,并著重對各個(gè)模塊的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。通過系統(tǒng)試驗(yàn),結(jié)果表明:該水產(chǎn)養(yǎng)殖作業(yè)船各部分功能模塊均能正常工作,船體響應(yīng)迅速,自動(dòng)導(dǎo)航時(shí)直行誤差不超過0.09m,轉(zhuǎn)彎誤差不超過0.36m,能夠滿足蟹塘內(nèi)全自動(dòng)水草清理和均勻投餌的精度要求。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S969;TP273

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