基于CAN总线的水下自航行器控制器设计与研究

发布时间：2021-11-09 15:36

　　海洋监测技术是海洋科学研究与海洋资源探索的重要保证。水下自航行器（AUV）是海洋监测仪器的搭载平台,也是获取海洋监测数据的关键装备。本文以自主研制的具有变浮力系统、可以着陆坐底的水下自航行器（AUV with Variable Buoyancy System,简称AUV-VBS）为依托,描述了其控制系统的基本功能和系统控制器的设计要求,详细阐述了系统控制器硬件和软件实现方法,并通过单元实验和系统实验验证了控制器及控制系统的可行性。本文研究的水下自航行器采用了基于CAN总线的分布式控制系统,文中给出了CAN总线在控制系统中的应用细节,包括接口设计、应用层协议设计和通信软件设计。论文以控制系统执行层的实现为例,详细介绍了水下自航行器的控制器设计与实现。硬件方面,使用集成CAN接口的微处理器,采用了成熟的扩展技术,以提高控制器的可靠性。控制器中设计了专用接口电路,配合电机驱动器控制水下自航行器的推进器和航向部件。设计中采用了高带宽光电隔离器,并自行设计了线性电源转换电路,以提高控制电路的抗干扰能力。软件方面,根据控制器功能需求复杂,片内资源使用较多的情况,针对每个独立功能设计不同的软件模块,... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

4WC32写字节时序接下来单片机在I2C总线上发出E2PROM中存储单元的地址，取值为0至

图 5-8 24WC32 读字节时序2P87C591 中的S1STA寄存器反映了I C总线当前的状态，它是一个 8 位只读特殊功能寄存器，低 3 位总是为 0，高 5 位包含状态代码，有 26 个可能的状态。这些状态中，F8H表示无可用的相关状态信息，也没有串行中断请求，所有其它值都对应一个已定义的SIO1 状态。进入每个状态都会产生串行中断请求。[43]

水下自航行器执行层控制器电路板照片

【参考文献】：
期刊论文
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[2]一种基于CAN总线的高可靠汽车控制系统的设计与实现[J]. 巫超,徐宏炳,喻国安.  工业控制计算机. 2003(10)
[3]水下机器人通用实时控制软件研究与实现[J]. 徐竟青,黄俊峰,李一平.  机器人. 2003(05)
[4]基于CAN总线的通信可靠性验证[J]. 路小俊,曹海欧,郑建勇.  电子产品世界. 2002(22)
[5]远程自治水下机器人研究[J]. 燕奎臣,李一平,袁学庆.  机器人. 2002(04)
[6]CAN总线通信协议的分析和实现[J]. 蒋建文,林勇,韩江洪.  计算机工程. 2002(02)
[7]基于CAN总线的壁面移动机器人分布式控制系统软件设计研究[J]. 王巍,崔维娜,宗光华.  计算机自动测量与控制. 2002(01)
[8]水下机器人的发展现状[J]. 任福君,张岚,王殿君,孟庆鑫.  佳木斯大学学报(自然科学版). 2000(04)
[9]自治水下机器人研究开发的现状和趋势[J]. 封锡盛,刘永宽.  高技术通讯. 1999(09)
[10]水下智能潜器分布式控制系统设计与实现[J]. 张汝波,彭良,顾国昌,张国印.  中国造船. 1998(03)

硕士论文
[1]自主水下航行器建模与控制系统研究开发[D]. 侯巍.天津大学 2004



本文编号：3485624