双桨驱动水面无人艇运动控制系统研究与实现

发布时间：2021-11-18 01:11

　　当今时代,科技水平飞速发展,人们对设备的需求越来越向智能化、自主化、无人化的方向发展。无人艇作为一个水上机器人平台,具有智能程度高,隐身性强,机动性高等特点。无人艇运动控制是国内外学者们研究的热点。无人艇的运动控制是无人艇完成复杂任务的前提,更是无人艇研究中的重中之重。本文以一双桨驱动水面无人艇为被控对象,自主研发了双桨驱动水面无人艇运动控制系统,该系统的整体架构由控制手柄、上位机软件和艇载控制中心构成。控制手柄具有改变无人艇工作模式,性能参数的功能;上位机软件的控制界面能够看到无人艇当前的工作状态、位置、环境、运动参数等信息;艇载控制中心能够实现无人艇远程遥控、自主巡航等功能。在通讯方面无人艇通过多种通信方式,包括数传电台,4G通信等,确保了无人艇运动控制系统通讯的可靠性和稳定性,能够有效解决传统无人艇受制于通信距离的问题,并且搭载了差分GPS（Global Positioning System）保证了经纬度信息的准确性,搭载了航姿传感器、毫米波雷达等高精度传感器,实现了对无人艇工作状态的实时检测。双桨驱动水面无人艇的运动控制系统以DSP28335（Digital Signal Pr... 

【文章来源】：江苏科技大学江苏省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状与发展趋势
        1.2.1 无人艇研究现状
        1.2.2 无人艇运动控制研究现状
        1.2.3 发展趋势
    1.3 论文研究内容与结构
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 论文结构
    1.4 本章小结
第2章 双桨驱动水面无人艇运动控制系统硬件系统设计
    2.1 无人艇硬件系统架构设计
        2.1.1 岸基控制中心
        2.1.2 艇载控制中心
    2.2 硬件设备概述
        2.2.1 通讯设备
        2.2.2 导航设备
        2.2.3 控制设备
    2.3 本章小结
第3章 双桨驱动水面无人艇运动控制系统软件设计
    3.1 软件流程设计
        3.1.1 上位机软件系统设计
        3.1.2 下位机软件系统设计
    3.2 通讯协议与数据格式
    3.3 CRC校验
    3.4 DSP平台自主巡航功能实现
    3.5 本章小结
第4章 控制算法及仿真
    4.1 控制算法
        4.1.1 PID控制
        4.1.2 BP神经网络控制
        4.1.3 模糊控制
        4.1.4 串级控制
    4.2 运动模型
    4.3 仿真实验数据比较分析
    4.4 双环PID抗干扰能力分析
    4.5 本章小结
第5章 实船测试
    5.1 京杭大运河实船下水实验实例
    5.2 芒稻河实船下水实验实例
    5.3 实验总结与分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间公开发表学术论文
致谢



本文编号：3501922