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自主式水下机器人冗余自救系统的设计与实现

更新时间：2020-03-20 20:41:17 大小：2M 上传用户：守着阳光1985查看TA发布的资源 标签：水下机器人 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

自主式水下机器人(AutonomousUnderwaterVehicles,简称AUV)是当今机器人研究领域最热门的话题之一,它在海洋调查,资源勘探以及军事领域有着广泛的应用前景。然而水下机器人的作业环境是非常恶劣的,时常面临着各种各样的危险,如舱体漏水,电能不足,水下缠绕等,如果这些危险因素不能得到有效处理和控制,就有可能给机器人带来不可挽回的损失,如沉入海底等。因此在出现故障或危险时,AUV必须能够采取必要措施以确保自身的安全,即具有智能决策的自救能力,尽力把损失降到最低。由此,面对复杂的水下工作环境,有效且可靠的AUV水下自救技术,已成为机器人研制过程中需要考虑的重要问题之一。

    本课题的研究目的是针对AUV的故障原因和危险情况的不确定性,设计一种具有较高可靠性,层次清晰,易于扩展,且具有模块化特点的自救系统。为提高可靠性,本系统采用了双冗余的思想,为减少复杂性和增强扩展性,本系统采用了基于行为的控制方法。本文的主要内容有:

    首先分析了国内外AUV及自救系统的发展和研究现状等。

    其次介绍了基于行为控制方法的相关理论知识,并以此提出了本自救系统的基本结构和基本方案,其总体结构包括数据采集和决策控制两个模块。然后是利用MATLAB/SIMULINK工具软件对自救方案进行了仿真,验证了可靠性和可行性。

    再者详细介绍了本自救方案的功能实现,它采用了双冗余系统的概念,其中一套是附加在基于PC104嵌入式主机的AUV数据采集管理系统中,另一套是独立运行于基于ARM9/WindowsCE平台中。此外作为本自救系统的重要组成部分,文中还介绍了基于PIC十六位单片机的自救浮标及其控制系统的设计。

    最后对全文进行了总结并提出了今后需要改善的地方。

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