无人艇航向运动控制器的设计与实现
| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-15页 |
| 1.1 课题背景和研究意义 | 第10-11页 |
| 1.2 船舶运动控制器的发展 | 第11-12页 |
| 1.3 无人艇航向控制研究现状 | 第12-13页 |
| 1.4 论文结构 | 第13-15页 |
| 第2章 水面无人艇操纵运动建模及航向控制仿真 | 第15-36页 |
| 2.1 无人艇运动数学模型 | 第15-21页 |
| 2.1.1 无人艇运动坐标系及运动自由度的简化 | 第15-17页 |
| 2.1.2 无人艇平面运动数学模型 | 第17-19页 |
| 2.1.3 无人艇线性响应型数学模型 | 第19-21页 |
| 2.2 船舶运动的干扰模型 | 第21-23页 |
| 2.2.1 海风干扰 | 第21-22页 |
| 2.2.2 海浪干扰 | 第22页 |
| 2.2.3 海流干扰 | 第22-23页 |
| 2.3 航向运动控制器的仿真 | 第23-35页 |
| 2.3.1 PID控制原理 | 第23页 |
| 2.3.2 模糊PID控制原理 | 第23-25页 |
| 2.3.3 模糊PID控制器仿真设计 | 第25-30页 |
| 2.3.4 航向控制仿真及结果分析 | 第30-35页 |
| 2.4 本章小结 | 第35-36页 |
| 第3章 艇载多传感器信息的数据融合 | 第36-48页 |
| 3.1 艇载传感器及导航设备 | 第36-39页 |
| 3.1.1 GY-86姿态传感器 | 第36-37页 |
| 3.1.2 GPS导航传感器 | 第37-38页 |
| 3.1.3 艇载设备网络系统 | 第38-39页 |
| 3.2 NMEA2000协议的解析 | 第39-41页 |
| 3.3 姿态信息的获取及数据融合 | 第41-47页 |
| 3.3.1 基于卡尔曼滤波的姿态获取 | 第41-44页 |
| 3.3.2 基于数据融合的信息处理 | 第44-47页 |
| 3.4 本章小结 | 第47-48页 |
| 第4章 嵌入式运动控制器的设计 | 第48-62页 |
| 4.1 航向控制系统结构与需求分析 | 第48-49页 |
| 4.2 航向控制器的硬件系统设计 | 第49-56页 |
| 4.2.1 微控制器 | 第50-51页 |
| 4.2.2 供电电路设计 | 第51-52页 |
| 4.2.3 舵机反馈模块 | 第52页 |
| 4.2.4 舵机控制模块 | 第52-53页 |
| 4.2.5 LCD显示模块 | 第53-54页 |
| 4.2.6 报警模块 | 第54-56页 |
| 4.3 运动控制器软件设计 | 第56-60页 |
| 4.3.1 uC/OS-Ⅱ介绍 | 第56页 |
| 4.3.2 程序的任务划分 | 第56-57页 |
| 4.3.3 通信和姿态获取任务 | 第57-58页 |
| 4.3.4 控制算法任务 | 第58-59页 |
| 4.3.5 转舵执行任务 | 第59-60页 |
| 4.4 艇载电脑航向控制平台 | 第60-61页 |
| 4.5 本章小结 | 第61-62页 |
| 第5章 航向控制的实船实验及数据分析 | 第62-68页 |
| 5.1 模糊PID运动控制器的实现 | 第62-64页 |
| 5.2 实船航向控制实验及数据分析 | 第64-67页 |
| 5.3 本章小结 | 第67-68页 |
| 第6章 总结与展望 | 第68-70页 |
| 6.1 总结 | 第68页 |
| 6.2 存在的问题和改进 | 第68页 |
| 6.3 展望 | 第68-70页 |
| 参考文献 | 第70-73页 |
| 致谢 | 第73页 |
