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《哈尔滨工程大学》 2010年
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基于DSP的水下机器人嵌入式控制系统设计

史文韬  
【摘要】: 随着人类对海洋探索的不断深入,作为人类探索和开发海洋的助手,水下机器人技术得到了迅猛的发展。水下机器人的运动控制性能,是决定水下机器人是否能良好的完成工作的重要因素。本文开发的运动控制系统就是以水下机器人为工作载体,完成了水下机器人运动控制系统的设计。 为了赋予水下机器人智能控制和自主导航的能力,解决机器人开发过程存在着高成本、大功耗等问题,本文应用嵌入式技术开发了水下机器人控制系统。研究内容主要包括以下三方面: 通过对水下机器人技术和嵌入式技术的研究,设计了基于“DSP+PC104”的嵌入式运动控制系统。 通过对DSP控制芯片原理与结构特点的学习,设计了DSP最小相位系统、电源模块、时钟模块、PC104总线模块以及基于双口RAM的高速通信接口电路,完成了具有高速数据处理能力和高效通讯能力,及高集成度和高可靠性的水下机器人嵌入式控制系统硬件设计。 建立了水下机器人运动坐标系和五自由度运动模型,设计了水下机器人神经网络幂次指数趋近律滑模控制器和模糊趋近律滑模控制器,并针对深海静水和有海流两种情况下对于水下机器人的位置控制和速度控制进行了仿真验证。 针对深海静水和有海流两种情况对水下机器人的单纯滑膜变结构控制方法和二次型最优化法设计的神经网络幂次指数趋近律滑模控制方法进行了对比仿真实验,证明了本文所设计的改进滑膜控制器极大地消弱了抖振,控制效果良好。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP242

【参考文献】
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1 陈宝陵,李悦丽,周智敏;主从式DSP嵌入式系统的实现[J];半导体技术;2001年09期
2 张铭钧,祝海涛,苗青;水下机器人运动控制神经网络的结构与学习方法[J];哈尔滨工程大学学报;2000年01期
3 李殿璞,赵爱民,迟岩;水下机器人运动控制和仿真的数学模型[J];哈尔滨工程大学学报;1997年03期
4 刘学敏,徐玉如;水下机器人运动的S面控制方法[J];海洋工程;2001年03期
5 彭良,卢迎春,万磊,孙俊岭;水下智能潜器的神经网络运动控制[J];海洋工程;1995年02期
6 周永喜,施群,王小椿;基于DSP的运动控制卡的设计与实现[J];机床与液压;2003年03期
7 刘江晖,熊清平,姚幸;基于DSP和ISP的运动控制板开发[J];机电一体化;2000年05期
8 燕奎臣,李一平,袁学庆;远程自治水下机器人研究[J];机器人;2002年04期
9 戴学丰,边信黔;6自由度水下机器人运动轨迹滑模控制[J];计算技术与自动化;2000年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 夏业启,于中;酚醛树脂生产的微机自动控制系统[J];工程塑料应用;2000年05期
2 郭伟,刘兴远,张力,王跃文,孙亮;无腹筋钢筋混凝土简支梁受剪特性的神经网络模型初探[J];四川建筑科学研究;2004年01期
3 刘兴远,郭伟,林文修,杜文龙,易珂;重庆地区混凝土构件碳化规律的神经网络描述[J];四川建筑科学研究;2004年04期
4 张志杰,叶海峰,汪翔;FPGA应用技术及在电力系统中的应用前景[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年01期
5 徐华军;;基于DSP控制器的SVPWM交流调速控制系统设计[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年01期
6 杨凡;李祥;涂军;;基于DSP的远程视频监控系统的研究和实现[J];安防科技;2008年01期
7 王明艳;张海峰;;基于JPEG2000标准的视频监控系统的设计[J];安防科技;2008年01期
8 蒲东兵;马志强;庞长明;孙英娟;于哲舟;;基于DSP的掌纹识别门禁系统设计与实现[J];安防科技;2008年02期
9 刘国璧;袁宏俊;孙群;孟涛;;基于模糊神经网络的刘翔110m栏成绩预测[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2011年01期
10 丁晓贵;神经网络在非线性系统参数辨识中应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年04期
【同被引文献】
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1 李晓钢,姜同敏;环境工程技术对航空航天产品可靠性的研究[J];北京航空航天大学学报;1995年04期
2 张祖勋;航空数码相机及其有关问题[J];测绘工程;2004年04期
3 冯文灏;关于近景摄影机检校的几个问题[J];测绘通报;2000年10期
4 张建霞,王留召,刘先林,李天子,郭辉;数字航空摄影测量的相机检校[J];测绘通报;2005年11期
5 顾朝林,段学军,于涛方,孙毅中,陈启宁;论“数字城市”关键技术及其实现[J];城市规划;2002年01期
6 周凤岐,陈瑜;一种新型的伺服系统——变结构谐波传动电动伺服系统[J];导弹与航天运载技术;2001年02期
7 华莹;;空间飞行器姿态控制律设计[J];电光与控制;2006年06期
8 ;THE DEVELOPMENT OF PHOTOGRAMMETRY AND REMOTE SENSING FROM 1996 TO 2000 (NATIONAL REPORT OF CHINA)[J];Geo-Spatial Information Science;2000年03期
9 李琦,刘纯波,承继成;数字城市若干理论问题探讨[J];地理与地理信息科学;2003年01期
10 顾朝林,段学军,于涛方,孙毅中,陈启宁;论“数字城市”及其三维再现关键技术[J];地理研究;2002年01期
【二级参考文献】
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1 张浅秋,陈正杰;磁通门与GPS复合车辆导航系统探讨[J];兵工自动化;1998年02期
2 张铭钧,孟庆鑫;水下机器人非完全回归型神经网络运动模型的研究[J];船舶工程;1999年01期
3 常文君,刘建成,于华南,徐玉如;水下机器人运动控制与仿真的数学模型[J];船舶工程;2002年03期
4 成巍 ,苏玉民 ,秦再白 ,万磊 ,徐玉如;一种仿生水下机器人的研究进展[J];船舶工程;2004年01期
5 郭爱煌,傅君眉;磁通门技术及其应用[J];传感器技术;2000年04期
6 朱纪洪,夏云程,郭锁凤;基于 GPS 某无人飞机的导航与制导算法[J];弹道学报;1998年01期
7 谭建成;运动控制技术及其进展[J];电机电器技术;1992年04期
8 程启明,万德钧,黄林;船舶自动舵的单神经元自适应 PID/PSD 控制[J];东南大学学报;1997年06期
9 刘妹琴,陈际达,廖力清;基于预测控制理论的位置伺服系统设计[J];电气传动;1997年02期
10 富历新,董春,相欣;基于PC总线的四轴电机运动控制器[J];电气传动;1998年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马志强;;水下机器人定高运动的最优预测控制[J];东北师大学报(自然科学版);1990年04期
2 张铭钧,韩金华,李洪志;基于神经网络的水下机器人航向角跟踪控制[J];哈尔滨工程大学学报;1999年06期
3 滕宇浩,张将,刘健;水下机器人多功能作业工具包[J];机器人;2002年06期
4 刘红;发掘红薯的启示──《水下机器人》组稿过程[J];科技与出版;2002年01期
5 邹丹,张铭钧,韩志学;水下机器人覆盖式作业区探测方法[J];哈尔滨工程大学学报;2003年04期
6 彭学伦;水下机器人的研究现状与发展趋势[J];机器人技术与应用;2004年04期
7 奚崇德;;水下机器人[J];船艇;1987年12期
8 ;活跃在海底的水下机器人[J];船舶物资与市场;1999年04期
9 甘永,王丽荣,刘建成,徐玉如;水下机器人嵌入式基础运动控制系统[J];机器人;2004年03期
10 wilson;;国外机器人竞赛荟萃[J];电子制作;2011年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 甘金明;;基于DSP的路灯监控视频捕捉器设计[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
2 刘希凌;汪渤;郑智辉;;基于DSP+FPGA的机场视频辅助监控系统设计[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
3 陈树人;裴文超;尹东富;;基于DSP的棉田杂草实时识别试验研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 龚敏;王林泓;龚卫国;杨利平;;基于DSP的心电检测及自诊断系统的设计[A];中国仪器仪表学会医疗仪器分会第四次全国会员代表大会暨2009年学术年会论文集[C];2009年
5 邹垚;张超;;基于DSP的人脸识别算法实现与优化[A];中国通信学会通信建设工程技术委员会2010年年会论文集[C];2010年
6 吴庆国;;A-律μ-律压扩的DSP实现方法研究[A];江苏省电子学会2010年学术年会论文集[C];2010年
7 高艳涛;张旭东;;基于多核DSP的脉冲压缩算法仿真[A];全国第五届信号和智能信息处理与应用学术会议专刊(第一册)[C];2011年
8 ;A Wavelet Transform Power Harmonic Detection Method Based on DSP[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 李斌;孔祥东;董杰;;气体参数在线调整装置的DSP控制系统研究[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
10 贾承军;;基于DSP双余度永磁无刷直流电机启动的设计与实现[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集(下册)[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陈惠玲;我国引进深海水下机器人“海狮”号[N];中国矿业报;2009年
2 通讯员 金声;水下机器人技术国家级重点实验室竣工[N];中国船舶报;2009年
3 胡捷递 记者 姜雪松;水下机器人实验室通过验收[N];哈尔滨日报;2009年
4 化所;沈阳自动化所水下机器人两课题通过验收[N];中国船舶报;2010年
5 记者 罗沙 张旭东;海洋局派出水下机器人,核查溢油处置[N];新华每日电讯;2011年
6 记者 罗沙 张旭东;中国海洋局使用水下机器人核查溢油处置[N];经济参考报;2011年
7 桑恩方 卞红雨;水下机器人为堤坝做B超[N];中国水利报;2005年
8 任馨宇 记者 王春;“海龙号”3500米水下机器人成功用于深海科考[N];科技日报;2009年
9 本报通讯员 戴晓峰 由晓雪 记者 由庆祝;徐玉如的水下机器人情怀[N];中国工业报;2010年
10 胡荣山;上海海事大学水下机器人研究取得最新应用成果[N];中国海洋报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高延增;超小型水下机器人关键性能提升技术研究[D];华南理工大学;2010年
2 毛宇峰;水下机器人系统体系结构及避障控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 林龙信;仿生水下机器人的增强学习控制方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
4 姜大鹏;多水下机器人协调控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
5 潘立鑫;水下机器人近水面横遥减摇控制策略研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 杨立平;舵桨联控式水下机器人容错控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 温秀平;水下机器人特性分析及其控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
8 齐雪;自主水下机器人操纵运动的非线性控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
9 梁霄;微小型水下机器人运动控制及可靠性研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 王建国;水下机器人运动控制与故障诊断技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 史文韬;基于DSP的水下机器人嵌入式控制系统设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 吕新昱;水下机器人舵机控制系统设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 徐长密;水下机器人—机械手系统动力学建模及运动控制研究[D];中国海洋大学;2010年
4 韩志学;海流作用下水下机器人区域探测规划方法[D];哈尔滨工程大学;2004年
5 王月;基于群集智能的多水下机器人协调研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 戴军;基于遗传算法的水下机器人模糊控制器设计[D];哈尔滨工程大学;2002年
7 王飞;水下机器人在潜艇附近运动时的水动力计算[D];哈尔滨工程大学;2003年
8 李鹏;水下机器人导航系统传感器的仿真[D];哈尔滨工程大学;2004年
9 韩丽洁;水下机器人任务规划技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 郑曙光;基于模糊、神经网络技术的水下机器人运动控制的研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
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