隨著人民生活水平不斷提高,市場對河蟹的需求也在逐年提升。但我國的河蟹養(yǎng)殖目前仍以人工為主,勞動(dòng)強(qiáng)度大,智能化程度低,容易造成投餌不均。為了實(shí)現(xiàn)河蟹的科學(xué)化養(yǎng)殖,在江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研發(fā)項(xiàng)目和江蘇省海洋漁業(yè)局漁業(yè)科技創(chuàng)新項(xiàng)目等科研項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的資助下,研制了一款明輪驅(qū)動(dòng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖自動(dòng)作業(yè)船,能夠解放勞動(dòng)力,提高河蟹養(yǎng)殖效率。本文對作業(yè)船的導(dǎo)航控制系統(tǒng)與電源管理系統(tǒng)做出研究與設(shè)計(jì)。導(dǎo)航控制系統(tǒng)能夠保證作業(yè)船沿著規(guī)劃路徑均勻投餌,電源管理系統(tǒng)則為導(dǎo)航控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)切換提供必要的依據(jù),并保證作業(yè)船各用電模塊的可靠運(yùn)行。本文的主要研究內(nèi)容如下:一、設(shè)計(jì)了基于明輪驅(qū)動(dòng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖自動(dòng)作業(yè)船。介紹了作業(yè)船總體結(jié)構(gòu)與主要技術(shù)參數(shù);分析了主控模塊與投餌模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu);在作業(yè)船總體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上介紹了控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理,并對其中的導(dǎo)航控制系統(tǒng)與電源管理系統(tǒng)做出詳細(xì)闡述。二、設(shè)計(jì)了水產(chǎn)養(yǎng)殖自動(dòng)作業(yè)船的導(dǎo)航控制系統(tǒng)。介紹了作業(yè)船采用的GPS/地磁組合導(dǎo)航系統(tǒng)及其原理;建立了作業(yè)船工作區(qū)域的平面坐標(biāo)系,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行巡航路徑的規(guī)劃與導(dǎo)航路徑的跟蹤算法設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)了基于模糊PID的航向控制器,并對跟蹤效果進(jìn)行仿真驗(yàn)證...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究的背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 無人船舶研究現(xiàn)狀
        1.2.2 導(dǎo)航技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 電源管理系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的研究內(nèi)容和總體安排
第二章 水產(chǎn)養(yǎng)殖自動(dòng)作業(yè)船總體設(shè)計(jì)
    2.1 水產(chǎn)養(yǎng)殖無人作業(yè)船結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.1.1 船體結(jié)構(gòu)
        2.1.2 主控模塊結(jié)構(gòu)
        2.1.3 投餌模塊結(jié)構(gòu)
    2.2 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理
        2.2.1 導(dǎo)航控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理
        2.2.2 電源管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理
    2.3 本章小結(jié)
第三章 水產(chǎn)養(yǎng)殖作業(yè)船導(dǎo)航控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 水產(chǎn)養(yǎng)殖作業(yè)船導(dǎo)航系統(tǒng)
        3.1.1 GPS定位系統(tǒng)原理
        3.1.2 地磁導(dǎo)航系統(tǒng)原理
        3.1.3 作業(yè)船導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.2 導(dǎo)航路徑規(guī)劃與路徑跟蹤
        3.2.1 建立蟹塘平面坐標(biāo)系
        3.2.2 建立巡航路徑
        3.2.3 導(dǎo)航路徑跟蹤
    3.3 基于模糊PID的航向控制算法
        3.3.1 航向控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與數(shù)學(xué)模型
        3.3.2 模糊PID控制器設(shè)計(jì)與仿真分析
    3.4 航速控制與策略
    3.5 航向航速分配
    3.6 本章小結(jié)
第四章 水產(chǎn)養(yǎng)殖作業(yè)船電源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 鉛酸蓄電池原理與關(guān)鍵參數(shù)
        4.1.1 鉛酸蓄電池工作原理
        4.1.2 鉛酸蓄電池關(guān)鍵參數(shù)
    4.2 鉛酸蓄電池等效模型
        4.2.1 常用蓄電池等效模型
        4.2.2 本文選用的等效電路模型
    4.3 蓄電池SOC估算算法
        4.3.1 常用SOC估算方法
        4.3.2 本文SOC估算算法的建立
    4.4 基于EKF的蓄電池SOC估算算法設(shè)計(jì)
        4.4.1 卡爾曼濾波算法原理
        4.4.2 EKF估算算法實(shí)現(xiàn)
        4.4.3 EKF估算算法仿真
    4.5 本章小結(jié)
第五章 水產(chǎn)養(yǎng)殖作業(yè)船軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)
    5.1 水產(chǎn)養(yǎng)殖作業(yè)船硬件設(shè)計(jì)
        5.1.1 導(dǎo)航控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
        5.1.2 電源管理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
        5.1.3 水產(chǎn)養(yǎng)殖作業(yè)船控制系統(tǒng)硬件實(shí)物圖
    5.2 水產(chǎn)養(yǎng)殖作業(yè)船軟件設(shè)計(jì)
        5.2.1 軟件開發(fā)環(huán)境
        5.2.2 導(dǎo)航控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        5.2.3 電源管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    5.3 系統(tǒng)試驗(yàn)與分析
        5.3.1 GPS定位試驗(yàn)
        5.3.2 導(dǎo)航數(shù)據(jù)融合試驗(yàn)
        5.3.3 航速響應(yīng)試驗(yàn)
        5.3.4 自動(dòng)導(dǎo)航試驗(yàn)
        5.3.5 電源管理試驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文工作總結(jié)
    6.2 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文及參與科研項(xiàng)目



本文編號：3855261