超小型潜水器rov的推进系统和整机控制研究

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1、上海大学顾士学位论文摘要摘要水下机器人在科学研究、军事、商业等领域已得到广泛的应用，它具有水下勘查、搜索和用机械手完成指定任务的功能。鉴于国内所设计制作的大部分都是大中型的的水下机器人，设计了一种简单的、低成本的有缆水下机器人(ROv)也称为超小型潜水器。该水下机器人主要实现的功能是通过手动或自动控制．让它行驶到设定的目标位置，或是能够沿着一条预定的路径行驶。该水下机器人有以下部分组成：潜浮系统、推进系统、控制系统、传感器系统等。本论文主要讨论水下机器人推进系统的结构设计、控制系统设计和水面Pc与水下机器人的串口通讯。主要工作包括：1)讨论了这种水下机器人的总体方案设计，阐述了各传感器的原理和

2、功能。2)规定了水下机器人的坐标系，并在此基础上推导出了水下机器人的运动方程。3)设计了水下机器人的推进系统。根据水下机器人的运行特性，选择合适的直流电机和螺旋桨，并比较了采用两种不同的动密封方式时，推力器结构的差异和各自的优缺点。4)利用前面推导出的运动方程，建立了被控对象的数学模型。针对系统特性，设计了数字PID控制器，分析了各环节的作用，并对所设计的控制系统用MATLAB的Simulink工具做仿真。5)对AVRMega8535单片机控制系统的软硬件做了详细的阐述，给出了硬件电路图、部分程序源代码和相关的流程图。另外，还建立了基于RS一232C的水面Pc机和水下机器人的通讯系统，在两者间

3、规定了通讯协议，编制了通讯界面。关键词：水下机器人；超小型潜水器；推进系统；数字PD；Mega8535上海大学硕士学健论文Abs￡factAbstractUndeMalerRobothasbeenwidelyus。d洒the磊el娃ofscienl埔crcsoarch，military鞠d∞mmefce．1{haSthe两i}itiesofexplora￡ion，obs。rvation翘d螽nisK鹅thedesi弘鼓edwo矗viamanipulatoLSincemostOftheunderwaterrobotsdesignedinC城naare1a唱e—scale，wehavedesi斟e

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