當今社會科技發(fā)展飛速,自動化和智能化已逐漸滲透到各行各業(yè),并成為發(fā)展的主流方向。在航海方面,常面對危險或人力不可為的任務,因此相關(guān)的自動化、智能化技術(shù)發(fā)展備受關(guān)注。而無人船作為一種智能化的水面機器人,具有自主航行的能力,并且能夠進行環(huán)境感知和目標探測,可以在危險的水面替代人類完成重要的任務,因此無人船的應用受到世界各國的廣泛關(guān)注。無人船的發(fā)展經(jīng)歷了半自動化向智能化的轉(zhuǎn)變,具有很大的上升空間,因此需要不斷地進行創(chuàng)新和完善,從而更好地推動無人船事業(yè)的發(fā)展。無人船系統(tǒng)的非線性、不確定性和外界環(huán)境多變,造成了無人船的控制系統(tǒng)十分復雜且對控制的精度穩(wěn)定和快速性的要求很高,因此無人船必須在傳統(tǒng)航向控制基礎上找到更加智能、高效的控制方法。本文研究內(nèi)容如下:（1）建立無人船的數(shù)學模型,對無人船的硬件實現(xiàn)、通信協(xié)議進行設計;（2）提出了用結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡和模糊邏輯的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡（Fuzzy Neural Network,FNN）對PID參數(shù)進行整定,但因為反向傳播時采用的梯度下降法收斂速度慢及網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)相對復雜,影響了控制系統(tǒng)的快速性,因此采用Fletcher-Reeves共軛梯度法（FR）代替梯度下降法,從... 

【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．?１慣性坐標系和隨船運動坐標系??Ｆｉｇ．?２．１?Ｉｎｅｒｔｉａｌ?ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?ａｎｄ?ｂｏｄｙ－ｆｉｘｅｄ?ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?ｓｙｓｔｅｍ??

芒＿人＿船包?ｊ??翌器??｜｜｜數(shù)據(jù)采集模塊?＾??！?｜ｇｐｓ；莫塊?１「——＾?Ｉ?｜??ｉ?，?Ａ?＊ｔａ?｜??地Ｓ？嘅�。f－橋－接－馳－—、無人船主機ｃ￣！?；１?＞麵控纖！??■?｜姿態(tài)傳感器｜?ＺｉｇＢ＾ｅｌｉ塊｜?！?！?｜辦Ｊ觸?；??Ｌ——＾??ｊ?｜??器?」?｜??５Ｖ?ｉ?！?！??ｒｒＷ－ｉ?Ｕ－ＬｊｌＪ?＾?！??鉀電池?ｔ?＞?電源模塊?Ｉ??Ｌ??�。觯欤撸�！?Ｌ?：?」?！??ｙ?；??圖２．?２無人船端控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｔｍｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｕｎｍａｎｎｅｄ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｖｅｈｉｃｌｅ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｙｓｔｅｍ??對無人船的運動控制來說電機驅(qū)動模塊十分重要，電機驅(qū)動模塊可以控制無人船的??左右推進器來影響無人船的運動。由于無人船有兩個推進器，因此需要兩個驅(qū)動器對推??進器分別進行控制，才能改變無人船的運動狀態(tài)。在無人船設計過程中，由于使用的系??統(tǒng)硬件模塊較多，因此在供電電壓的需求上也有很多種，這時必須要科學設計出合理的??供電系統(tǒng)。在無人船全速行駛時，所需要的電流也是比較大的，這時可以將兩個完全一??樣的蓄電池并聯(lián)，以保障無人船在行駛過程中有足夠的動力。除以上模塊之外，在硬件??系統(tǒng)設計時還包括指示燈、液晶屏等，以便更好的進行觀察，同時還能對無人船的外觀??進行美化。??在圖２－２中，采集模塊直接將信息傳遞給ＵＳＶ的主機，船控板所控制的是基本數(shù)??據(jù)的采集，如：電池電量、機艙排水、電機轉(zhuǎn)速、舵機打角等相關(guān)信息，而船控板與??ＵＳＶ主機直接的信息傳遞是通過ＵＳＢ串口線傳遞，同時他

?大連海事大學專業(yè)學位碩士學位論文???，＿?１１＾?｜Ｙ??接口展示，方便快璉?ｒｌ＿??ＷＫｍ?：：Ｍｉ：；??ＧＮＤ—?＾￣?—ＧＮＤ??０１?￣￣?ｐ３??圖２．?３姿態(tài)傳感器圖?２．４姿態(tài)傳感器引腳圖??Ｆｉｇ．?２．３?Ａｔｔｉｔｕｄｅ?ｓｅｎｓｏｒ?Ｆｉｇ．?２．４?Ｐｉｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｔｔｉｔｕｄｅ?ｓｅｎｓｏｒ??表２．?３引腳功能說明表??Ｔａｂ．?２．３?Ｐｉｎ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ?ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ?ｔａｂｌｅ??名稱?功能??ＶＣＣ?模塊電源，５Ｖ輸入??ＲＸ?串行數(shù)據(jù)輸入，ＴＴＬ電平??ＴＸ?串行數(shù)據(jù)輸出，ＴＴＬ電平??ＧＮＤ?地線??ＳＣＬ?Ｉ２Ｃ時鐘線??ＳＤＡ?Ｉ２Ｃ數(shù)據(jù)線??ＤＯ?擴展端口?０??Ｄ１?拓展端口?１??Ｄ２?拓展端口?２??Ｄ３?拓展端口?３??２．?２．?２?ＧＰＳ?模塊??如圖２－５所示，該ＡＴＫ－Ｓ１２１６Ｆ８－ＢＤ?ＧＰＳ／北斗模塊通過ＵＡＲＴ?（串口）可直接與其??他設備的通信接口進行連接，對其他設備傳輸?shù)模牵校樱倍范ㄎ粩?shù)據(jù)遵守默認的??ＮＭＥＡ－０１８３協(xié)議，控制方面同樣采用默認的ＳｋｙＴｒａｑ協(xié)議。??－１５?－??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3074614