超小型潜水器结构设计及整机控制研究

《超小型潜水器结构设计及整机控制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、上海大学硕J：学位论文摘要摘要根据当前水下机器人研究现状、发展趋势以及我国国情，开发适应复杂环境和恶劣条件下作业的特种水下机器人，将是我国发展机器人技术的一个主要方向和内容。目前，水下机器人代替人工进行各种水下危险作业已经越来越广泛，如对近海石油钻井平台水下结构物、防洪大堤、水库大坝、河道船闸、港口设施、近海石油管道、大陆架海底或湖底通讯电缆等的日常检修工作。为此，设计了一种体积小，成本低的有缆水下机器人(ROV)，也称为超小型潜水器。论文首先针对这种超小型潜水器的总体方案进行了可行性论证，分模块讨论了各主要部件的功能及实现方法。针对水下机器人常用传感定位设备进行了介绍。其次，在

2、机械方面，分别对水下机器人的照明系统、推进系统的结构做了详细的设计及加工安装，完成水下机器人的机械结构的模块化设计。在硬件电路方面，对系统的各个模块的功能、应用作了详细的介绍，特别是对直流电机的驱动电路和RS．485串口通讯电路作了详细的设计，并在此基础上设计出电路板。接着，在完成水下机器人的各个部分的设计后，分别对水下机器人的机械结构和控制系统进行了整合，使之成为一个完整的系统。然后，建立了水下机器人的推进运动学模型，从而建立了机器人的推进运动控制模型。然后对运动控制模型进行了分析和简化，根据被控对象设计出了扰动观测器的参数。接着用Simulink对系统进行仿真。最后，对活塞式

3、超小型潜水器的程序进行调试，在程序完善的基础上进行水下实验，得到相关性能参数，以便以后不断提高机器人的稳定性。关键词：水下机器人；照明系统；推进系统；潜浮系统；扰动观测器；AVRMega8535；AbstractAccordingtocurrentresearchtrendofUUV’S(UnmannedUnderwaterVehicles)developmentandnationalconditionsofourcountry,specialsub—miniunderwatervehiclemeetingtheneedsofcomplicatedenvironmentsanda

4、bominableconditionwillbeamaindirectioninChina．WithmewideningusagesofUUVmoreandmorerequirementsfocusondailyinspectingandrepairingforwelldrillingplatform，dams，shiplock，portinstallations，petrolpipeandmarinecable，SOastocarryonvariOBSkindsofdangeroustasksinsteadofhuman．Therefore．wehaveself-designe

5、dasmall10w-costsub·miniunderwatervehicle，atypeofROVs，tomeetthedemand．Firstofall，theauthorcarriedonfeasibledemonstrationontheoverallschemeofthiskindofsub．miniunderwatervehicle，thefunctionofcorrelativemoduleandmainpart’Simplementationmethod．IntroductiontothegeneralsensorsofUUVtogetherwiththepri

6、nciple，constructionofthesensorswasalsodiscussed．Secondly,inthemechanicalfield，theauthorhasrespectivelydesignedthestructureofilluminationsystemandpropellingsystemoftheunder-waterrobot．Basedonthedesign，wemachineandassembletherobot，andaccomplishthemodularizationdesignoftheunder-waterrobot．Intheh

7、ardwarefield，wedetailedlyintroducedthefunctionandapplicationofeachmoduleofthesystem，especiallydesignedthedivecircuitofDCmotorandRS。485serialcommunicationcircuit，andthedesignedthePCBbaseonthecircuit．Then，weintegratedthemechanicalstructureandco