潜水器运动控制关键技术的.研究

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1、大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成硕士学位论文“潜丞墨运动控剑差毽莛苤的硒究：。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：2贮逮二遨学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国

2、家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密口在——年解密后适用本授权书。不保密∥(请在以上方框内打··√，，)论文作者签名詹嶙

3、导师签名：诲友嘭日期：劬7，年石月孑。日潜水器运动控制关键技术的研究第1章绪论1．1课题背景本课题的目的是为某一港口设计一个无人潜水器运动控制系统。众所周知，船舶航行需要一定的水深，如果没有足够的水深，可能会造成船舶搁浅。在港口的航道里，日积月累会沉积很多淤泥，如果不及时清理，船舶航行需要的水深就达不到，这样将严重影响船舶的安全，阻碍了船舶的正常航行。由此需要对航道的淤泥进行清理。目前，港口航道清淤是一项花费很高的工程【l】。仅仅靠这种定期对航道的清理不能保证整个航道随时都畅通，而且有时候并不需要对整个航道的淤泥进行全面的清理【

4、2】。因此，能及时对航道里的某些位置超标的淤泥进行清理是我们想要达到的目标。及时清理又需要对航道沉积的淤泥厚度有一个详细的勘测，要知道航道里过厚的淤泥的确切位置和确切厚度。目前，大多由人工驾驶勘测船对航道进行定期的勘测，靠人工对航道底部的淤泥进行勘测虽然也能够实现精确的勘测，但是这样不仅浪费了人力资源，而且勘测船也受到诸如天气等因素的限制，不可能对航道的淤泥进行实时的监测【3】。在电子技术迅猛发展的今天，我们需要用电子设备代替人力来完成这些工作。为此，我们的目的是设计一种能够实现自动航行以及勘测工作的无人潜水器。系统选用TMS3

5、20c6000系列中型号为6713的DSP处理芯片，实时接受来自另外一个子系统的定位数据，再加上系统搭载的电罗经数据，对无人潜水器实时状态的分析，经过适当的算法计算出合适的档位来控制无人潜水器所配备的主推、首侧推、后侧推电机，以完成无人潜水器的各种动作(包括转弯、停止、后退、前进等)。最终实现整个无人潜水器在港池内自动航行。当然，因为是自主航行，需要无八潜水器既能够在充好电之后顺利的航行出去，也要能够根据潜水器自身的情况适时返航、紧急返航。为此需要对潜水的状态进行分析，判断是否需要紧急返航(如电量过低，舱内突发状况，某个子系统故

6、障等)，以免造成重大损失。，另外岸上设有控制平台，通过接收无人潜水器的各种实时信息，对航行状态第1章绪论进行适时监控。控制平台可以根据实时信息，随时终止潜水器的自动航行状态，转由人工遥控操作。人工操作包括对潜水器上某些设备的单独控制，以及对潜水器控制系统的状态切换等。1．2国内外研究现状在科技迅速发展的今天，智能控制系统以其低廉的运行成本和良好的控制效果的优势，在各个控制领域中正在逐渐取代人力。从我们身边的电梯控制、到磁悬浮高速列车的运行，人类正在享受着由智能控制所带来的各种便捷。因此，智能控制所带来的益处越来越受到重视。人类正

7、在想方设法将智能控制的概念应用到各种领域。众所周知，水下航行一直就是一个危险的领域，2000年库尔斯克号的沉没更为这一领域敲响了警钟。再加上人类不断认识海洋、保护海洋的需要以及海洋资源的开发中的激烈竞争，促使无人潜水器ⅣnmannedUnderwaterVehicle，UUV)[4】快速发展。UUV分为两大类：遥控潜水器(RemotelyOperatedVehicle，ROV)t5】和自主(治)式潜水器(AutonomousUnderwaterVehicle，Am0‘61。ROV的研制始于上世纪50年代，到80年代的时候技术已经

8、趋于成熟。但是上世纪末前研制的ROV一般都是拖带线缆的，原因之一是水下通信技术的发展还不是很成熟，其二是由于潜水器动力系统得不到保障【刀，需要用电缆供电。另外导航、传感器等技术迟迟没有突破也制约着ROV的发展。到了上世纪末，水下通信技术得到了很好的发展，开始出现