文档介绍：天津大学
硕士学位论文
电驱动水下滑翔器姿态调整系统研究
姓名:李彦波
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:王树新
20070601
中文摘要关键词:水下滑翔器刂芇单片机三维电子罗盘水下滑翔器是一种将浮标技术与水下机器人技术相结合、依靠自身净浮力驱动的新型水下机器人系统,具有浮标和潜标的部分功能。由于具有制造成本和维护费用低、可重复利用、投放回收方便、续航能力强等特点,水下滑翔器具有广阔的应用前景,对水下滑翔器的研究也成为国际相关研究领域的热点。本文首先简要介绍了国内外水下滑翔器的发展情况,并阐述了课题的研究背景和意义,然后对水下滑翔器控制系统总体结构做了概括性说明。其次,简要介绍了水下机器人经常用到的几种控制算法,经过比较最终选择数字刂扑惴ㄗ魑W颂髡低车脑硕刂扑惴ǎ⑸杓屏薖控制器;对于姿态调整功能的实现,三维电子罗盘的使用是及其关键的部分,文章给予了详细说明;另外,选择镜腜单片机作为处理器,ǖ缢⑺欧缁魑V葱械缁佣瓿闪丝刂葡低乘璨件的选择。软件方面,根据完成姿态调整功能的需要,针对每个独立功能设计不同的软件模块,如滑翔器姿态信息接收、数据处理、刂啤通信等,每个软件模块通过接口函数提供服务。最后,为了验证系统功能实现的正确性与可靠性,在电机调试与电子罗盘数据采集试验的基础上,进行了软硬件联调试验,并对系统的精确性和响应性做了必要的分析。由分析结果可知,姿态调整功能完全可以正确可靠地实现,而且其精确性和响应性也可以满足设计要求。公司
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粼⋯:年/月倦日特授权盘盗苤鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检或撰写过的研究成果,也不包含为获得苤盗叁堂或其他教育机构的学位或证本学位论文作者完全了解丕生态堂有关保留、使用学位论文的规定。&研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的作了明确的说明并表示了谢意。向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。导师签名签字日期
第一章绪论引言随着现代科学技术的飞速发展,人类迫切需要了解比大气更为复杂的海洋。海洋覆盖了地球表面的%,是全球生命支持系统的一个基本组成部分,也是资源的宝库和环境的重要调节器。在广阔的海洋世界里,蕴藏着丰富的海洋生物资源、海洋矿产资源和海洋能源;同时,由于地球生态环境日益恶化,也要求我们必须更好地保护占地球面积巨大的海洋环境免受污染,高效地利用它们造福人类【俊:Q笠丫且桓鲅睾9疑缁峋梅⒄沟闹匾?占溆胱试椿兀侠砜7ⅰ切实保护海洋已经成为关系沿海各国生存、发展和强盛的重大战略问题。因此,本世纪是人类向海洋全面进军的世纪,各种海洋高技术领域应运而生。海洋环境监测技术就属于正在蓬勃发展中的海洋高技术领域【俊7⒄购Q蠡境监测高技术对于保护海洋环境、开发海洋资源、维护国家海洋权益和主权利益、增强国家海洋科学研究实力等诸多方面具有重大的意义【俊8餮睾9椅A俗身和共同的利益都在积极发展现代海洋环境监测高技术,从空中、水面和水下对海洋环境进行立体监测,我国也在积极地发展和应用海洋监测技术,建设海洋环境监测系统,维护台主要有浮标、潜标、考察船以及螺旋桨推进的水下机器人,这些监测平台在海洋监测领域得到了大量的应用,其中我台是浮标和潜标。随着人类对海洋环境研究的不断深入,对海洋环境监测平台也不断提出了新的要求。水下滑翔器正是应这种需求而开发的新型水下监测平台之一。水下滑翔器是一种新型的水下监测平台,能够满足当前海洋环境监测的需求。它是一种将浮标技术与水下机器人技术相结合、依靠自身净浮力驱动的新型水下机器人系统,具有浮标和潜标的部分功能。水下滑翔器采用内置的姿态调整机构和无外挂的驱动装置,减少了载体的外置装置,避免了对载体线型的破坏,大大改善了系统的水动力特性。水下滑翔器具有制造成本和维护费用低、可重复利用、投放回收方便、续航能力长等特点,适宜于大量布放,适用于大范围海洋环境的长期监测。水下滑翔器是海洋环境立体监测系统的补充和完善,使用电能作为驱动能源工作使得滑翔器工作可靠、适用范围广,而且现在技术较为成熟,在海洋科研与军事领域都具有广阔的发展前景。
禄杵鞯墓谕庋芯肯肿水滑翔器原创性概念首先由美国海洋学家晏岢F渖杓扑枷胧且谰莞×Ρ浠⑺碚箍?刂谱颂允迪只柙硕强实现