發(fā)布時(shí)間：2017-10-13 05:05

  本文關(guān)鍵詞：無人艇控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 無人艇 岸站監(jiān)控系統(tǒng) 艇載控制系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 多線程

【摘要】：無人艇作為一種海洋無人化平臺(tái),可以代替人類在海洋中執(zhí)行各種科研與工程任務(wù),所以無人艇不管在民用還是軍事領(lǐng)域都有著極其廣泛的應(yīng)用前景。對(duì)于無人化設(shè)備而言,控制系統(tǒng)是它的核心部分,并且無人艇還需要在變化多端的海洋中實(shí)現(xiàn)自主航行,這就對(duì)無人艇控制系統(tǒng)提出了較高的設(shè)計(jì)要求。本文以我校建造的無人小目標(biāo)試驗(yàn)艇為對(duì)象,進(jìn)行了無人艇控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。無人艇控制系統(tǒng)由艇載控制系統(tǒng)、岸站監(jiān)控系統(tǒng)和無線通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。論文首先研究并設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的總體架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和通信協(xié)議,確定了控制系統(tǒng)各模塊的功能,然后分別對(duì)艇載控制系統(tǒng)和岸站監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì),開發(fā)了相應(yīng)的控制和通信模塊軟件,通過功能模塊調(diào)試和系統(tǒng)集成,最終實(shí)現(xiàn)了無人艇無線自主控制。論文主要工作包括以下幾個(gè)方面:1)研究并設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)總體構(gòu)架、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及通信協(xié)議。對(duì)控制系統(tǒng)中涉及到的串口、NMEA0183、TCP/IP、Modbus等通訊協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)研究,采用面向?qū)ο蟮姆椒ǚ庋b并使用了串口類和Modbus類。2)基于多線程技術(shù)設(shè)計(jì)了艇載控制系統(tǒng)軟件,解決了線程同步和線程間通信問題。完成了艇載控制系統(tǒng)中姿態(tài)、GPS、聲納等功能模塊數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)。3)設(shè)計(jì)了監(jiān)控軟件界面操控和手柄操控兩種無線控制方案。設(shè)計(jì)了一種基于手動(dòng)設(shè)定巡航點(diǎn)的自動(dòng)巡航控制。利用Matlab工具,在傳統(tǒng)PID控制算法的基礎(chǔ)上加入了模糊控制理論進(jìn)行了無人艇的航向控制仿真,得到了較好的仿真效果。4)基于VC6.0(Visual C++6.0)設(shè)計(jì)了無人艇岸站監(jiān)控系統(tǒng)軟件,該軟件可以實(shí)時(shí)采集和顯示無人艇位置、姿態(tài)、視頻、電池管理狀態(tài)等信息,對(duì)無人艇進(jìn)行遠(yuǎn)程操控,也可按事先設(shè)定好的巡航點(diǎn)自動(dòng)巡航。5)完成了對(duì)無人艇控制系統(tǒng)的模塊調(diào)試和系統(tǒng)集成測(cè)試,利用調(diào)試工具對(duì)軟件進(jìn)行了調(diào)試,試航前對(duì)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及無線通信部分進(jìn)行了通信距離和通信速率組網(wǎng)等測(cè)試。
【關(guān)鍵詞】：無人艇 岸站監(jiān)控系統(tǒng) 艇載控制系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 多線程
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U664.82;TP273
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 本課題國(guó)內(nèi)、外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)12-17
• 1.2.1 無人艇研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)12-15
• 1.2.2 無人艇控制系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)15-17
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容與文章結(jié)構(gòu)17-19
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容17
• 1.3.2 文章結(jié)構(gòu)17-19
• 第2章 控制系統(tǒng)總體構(gòu)架及通信協(xié)議設(shè)計(jì)19-33
• 2.1 無人艇控制系統(tǒng)總體構(gòu)架19-21
• 2.1.1 無人艇控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)19-20
• 2.1.2 無人艇控制系統(tǒng)設(shè)備組成20-21
• 2.2 無人艇控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21-22
• 2.3 無人艇控制系統(tǒng)通訊協(xié)議設(shè)計(jì)22-32
• 2.3.1 串口協(xié)議設(shè)計(jì)22-24
• 2.3.2 NMEA0183協(xié)議設(shè)計(jì)24-25
• 2.3.3 TCP/IP和UDP/IP協(xié)議設(shè)計(jì)25-29
• 2.3.4 Modbus協(xié)議設(shè)計(jì)29-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 艇載控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)33-65
• 3.1 艇載控制系統(tǒng)軟件構(gòu)架33-42
• 3.1.1 艇載控制系統(tǒng)線程組成33-35
• 3.1.2 線程同步35-37
• 3.1.3 線程間通信37-42
• 3.2 無人艇數(shù)據(jù)采集42-48
• 3.2.1 姿態(tài)數(shù)據(jù)采集42-45
• 3.2.2 GPS數(shù)據(jù)采集45-46
• 3.2.3 聲納數(shù)據(jù)采集46-48
• 3.2.4 其它數(shù)據(jù)采集48
• 3.3 手動(dòng)控制設(shè)計(jì)48-49
• 3.4 自動(dòng)巡航模塊仿真設(shè)計(jì)49-53
• 3.4.1 自動(dòng)巡航功能設(shè)計(jì)49-50
• 3.4.2 自動(dòng)巡航仿真實(shí)現(xiàn)50-53
• 3.5 基于模糊PID的航向控制仿真53-63
• 3.5.1 控制算法選擇53-55
• 3.5.2 模糊變量選擇55-56
• 3.5.3 隸屬度函數(shù)56-57
• 3.5.4 模糊控制規(guī)則57-58
• 3.5.5 解模糊化58
• 3.5.6 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析58-63
• 3.6 本章小結(jié)63-65
• 第4章 岸站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)65-77
• 4.1 岸站監(jiān)控系統(tǒng)軟件構(gòu)架65-66
• 4.2 數(shù)據(jù)解析處理66-71
• 4.2.1 姿態(tài)數(shù)據(jù)包格式66-67
• 4.2.2 聲納數(shù)據(jù)包格式67
• 4.2.3 電池管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)包格式67-68
• 4.2.4 讀取PLC數(shù)據(jù)包格式68-69
• 4.2.5 GPS數(shù)據(jù)包格式69
• 4.2.6 解析函數(shù)示例69-71
• 4.3 岸站監(jiān)控系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)71-74
• 4.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)74-76
• 4.4.1 數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)庫選擇74
• 4.4.2 數(shù)據(jù)庫操作74-76
• 4.5 本章小結(jié)76-77
• 第5章 無人艇控制系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試77-85
• 5.1 項(xiàng)目調(diào)試77-80
• 5.1.1 制定調(diào)試計(jì)劃77-78
• 5.1.2 具體調(diào)試步驟78-80
• 5.2 基于調(diào)試工具的軟件調(diào)試80-82
• 5.3 無人艇以太網(wǎng)測(cè)試82-84
• 5.4 本章小結(jié)84-85
• 總結(jié)與展望85-87
• 總結(jié)85
• 展望85-87
• 參考文獻(xiàn)87-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及學(xué)術(shù)成果91-93
• 致謝93

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1 ;WebField ECS-100X控制系統(tǒng)[J];現(xiàn)代制造;2006年29期

2 李克昌;;改進(jìn)DCS控制系統(tǒng)歷史查詢功能[J];重慶電力高等�？茖W(xué)校學(xué)報(bào);2013年04期

3 劉芬;;化工生產(chǎn)中DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J];化工管理;2014年06期

4 王德森;;DCS控制系統(tǒng)的介紹與應(yīng)用[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2014年14期

5 方原柏;微型DCS控制系統(tǒng)[J];電子儀器儀表用戶;2000年06期

6 ;我國(guó)具有國(guó)際先進(jìn)水平的 控制系統(tǒng)在北京通過專家評(píng)審[J];制造業(yè)自動(dòng)化;2000年10期

7 焦健;綏中發(fā)電有限責(zé)任公司DCS控制系統(tǒng)[J];東北電力技術(shù);2001年11期

8 楊勁松,楊文新,韓迎輝;具有自適應(yīng)的跟蹤剪控制系統(tǒng)[J];機(jī)床電器;2002年06期

9 傅曉航;具有固定時(shí)刻脈沖的控制系統(tǒng)的實(shí)際穩(wěn)定性[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2003年05期

10 寇傳乾;雙邊剪控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J];電氣時(shí)代;2004年03期

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1 趙朝霞;;控制系統(tǒng)輸出故障研究及解決方案[A];中國(guó)計(jì)量協(xié)會(huì)冶金分會(huì)2008年會(huì)論文集[C];2008年

2 趙朝霞;;控制系統(tǒng)輸出故障研究及解決方案[A];2008全國(guó)第十三屆自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2008年

3 李瑋;沈勇;;中間工藝語言在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];第二十七屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2008年

4 林雪峰;;煤礦控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展方向[A];第八屆全國(guó)采礦學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

5 譚德強(qiáng);;控制系統(tǒng)的優(yōu)化選擇[A];冶金企業(yè)自動(dòng)化、信息化與創(chuàng)新——全國(guó)冶金自動(dòng)化信息網(wǎng)建網(wǎng)30周年論文集[C];2007年

6 尹曉春;楊潤(rùn)澤;熊紹珍;;基于視頻識(shí)別技術(shù)的自動(dòng)破鉚控制系統(tǒng)[A];中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)第九屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

7 來秀海;;宣鋼10號(hào)高爐煤氣干法除塵DCS控制系統(tǒng)[A];中國(guó)計(jì)量協(xié)會(huì)冶金分會(huì)2008年會(huì)論文集[C];2008年

8 來秀海;;宣鋼10號(hào)高爐煤氣干法除塵DCS控制系統(tǒng)[A];2008全國(guó)第十三屆自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2008年

9 孫柏林;;對(duì)我國(guó)自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)的分析——需求牽引,技術(shù)推動(dòng)[A];第十四屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)（第九分會(huì)場(chǎng)）——建材工業(yè)電子信息及儀控技術(shù)研討會(huì)論文與報(bào)告（續(xù)）[C];2012年

10 唐雅婧;;DCS控制系統(tǒng)在13000t/d選礦廠的應(yīng)用[A];中國(guó)計(jì)量協(xié)會(huì)冶金分會(huì)2013年會(huì)論文集[C];2013年

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1 Wolfgang Kutschar 等;現(xiàn)代化鍍鋅生產(chǎn)線的自動(dòng)化控制系統(tǒng)[N];中國(guó)冶金報(bào);2007年

2 冉永平;國(guó)電智深控制系統(tǒng)成功替代進(jìn)口[N];人民日?qǐng)?bào);2007年

3 記者 謝峰 通訊員 蓋爽 李揚(yáng);建研院成功研發(fā)新型控制系統(tǒng)[N];首都建設(shè)報(bào);2009年

4 佳信;邦澤贏得控制系統(tǒng)大單[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2000年

5 王榮旭;國(guó)產(chǎn)500萬噸煉油自動(dòng)化成套控制系統(tǒng)取得重大突破[N];中國(guó)企業(yè)報(bào);2009年

6 本報(bào)記者 范建生;裝置控制系統(tǒng)失靈后[N];中國(guó)石化報(bào);2010年

7 李;國(guó)產(chǎn)500萬噸煉油自控系統(tǒng)通過驗(yàn)收[N];人民政協(xié)報(bào);2009年

8 劉軍 蘭小紅 唐小力;不平凡的創(chuàng)新之路[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2003年

9 王守華;自控系統(tǒng)也需全程跟蹤[N];中國(guó)化工報(bào);2013年

10 上海福豐電子有限公司 任林福 任宇杰;多元素成分配料控制系統(tǒng)在新型立窯中優(yōu)勢(shì)凸顯[N];中國(guó)建材報(bào);2006年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王鵬;高超聲速巡航飛行器姿態(tài)控制方法研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

2 趙超;過程控制系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性能評(píng)估算法的研究[D];浙江大學(xué);2009年

3 王家軍;非完整控制系統(tǒng)的非線性控制策略研究[D];天津大學(xué);2003年

4 王后能;控制系統(tǒng)的性能優(yōu)化分析與設(shè)計(jì)限制研究[D];華中科技大學(xué);2009年

5 王科;BESIII觸發(fā)快控制系統(tǒng)的研制[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

6 張湘;分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)若干控制問題研究[D];西南交通大學(xué);2008年

7 董健;大型天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)控制系統(tǒng)框架研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

8 鄧小超;大型望遠(yuǎn)鏡異構(gòu)控制系統(tǒng)的研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

9 章輝;控制系統(tǒng)中的信息描述與方法[D];浙江大學(xué);2003年

10 徐麗俊;兩層網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)的快速優(yōu)化調(diào)度策略、分布式計(jì)算及擴(kuò)展應(yīng)用[D];上海大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊玉嬌;江門中微子慢控制系統(tǒng)的研究[D];遼寧大學(xué);2015年

2 葉劍;新型等高儀轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];昆明理工大學(xué);2015年

3 王歡;燃?xì)廨啓C(jī)輔機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究[D];燕山大學(xué);2015年

4 香花;基于嵌入式的自動(dòng)擠奶控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

5 麻麗明;基于S7-400PLC的實(shí)訓(xùn)裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[D];遼寧工業(yè)大學(xué);2016年

6 雷巍;小型兩軸光電轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2015年

7 艾文學(xué);一種椅業(yè)木質(zhì)椅背、椅座的四軸數(shù)控鉆孔機(jī)控制系統(tǒng)[D];浙江工業(yè)大學(xué);2015年

8 柴瀛;坐底自升降式水下絞車控制系統(tǒng)的研制[D];中國(guó)海洋大學(xué);2015年

9 文貝;雙變頻卷染機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];浙江理工大學(xué);2016年

10 劉祖菁;缸外二次燃油噴射式DPF再生控制系統(tǒng)研發(fā)[D];東南大學(xué);2015年

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