基于STM32的高机动性仿生机器海豚的控制系统研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 第1章 绪论 | 第9-13页 |
| 1.1 论文研究背景及意义 | 第9页 |
| 1.2 国内外研究现状及水平 | 第9-12页 |
| 1.3 论文的主要内容 | 第12-13页 |
| 第2章 硬件系统设计及各器件选型 | 第13-27页 |
| 2.1 海豚的游动特性 | 第13页 |
| 2.2 仿生机器海豚的机械结构模块化设计 | 第13-15页 |
| 2.3 整体方案设计 | 第15-16页 |
| 2.4 主控制器的选型 | 第16页 |
| 2.4.1 stm32芯片概述 | 第16页 |
| 2.4.2 stm32芯片选型 | 第16页 |
| 2.5 驱动装置选型(电机和舵机) | 第16-18页 |
| 2.5.1 舵机选型 | 第17页 |
| 2.5.2 电机选型 | 第17-18页 |
| 2.6 电机驱动板选型 | 第18页 |
| 2.7 主控板设计及各器件选型 | 第18-24页 |
| 2.7.1 电池选型 | 第18-19页 |
| 2.7.2 降压芯片选型 | 第19-20页 |
| 2.7.3 开关选型 | 第20页 |
| 2.7.4 主控板原理图设计 | 第20-24页 |
| 2.8 姿态传感器模块选型 | 第24-25页 |
| 2.9 无线通信模块选型 | 第25页 |
| 2.10 水下测距模块选型 | 第25-27页 |
| 第3章 控制系统的搭建及设计 | 第27-56页 |
| 3.1 下位机整体控制方案设计 | 第27-28页 |
| 3.2 μC/OS-Ⅱ操作系统简介与搭建 | 第28-30页 |
| 3.2.1 μC/OS-Ⅱ简介 | 第28页 |
| 3.2.2 μC/OS-Ⅱ操作系统的搭建 | 第28-30页 |
| 3.3 直流电机及舵机控制 | 第30-31页 |
| 3.4 传感器模块软件设计 | 第31-39页 |
| 3.4.1 姿态解算 | 第31-35页 |
| 3.4.2 姿态解算框图设计 | 第35-36页 |
| 3.4.3 数据采集滤波算法构建 | 第36-39页 |
| 3.5 姿态控制软件设计 | 第39-47页 |
| 3.5.1 控制器概述 | 第39-41页 |
| 3.5.1.1 PID控制器 | 第39-40页 |
| 3.5.1.2 自抗扰控制器(ADRC) | 第40-41页 |
| 3.5.2 ADRC控制器的设计 | 第41-42页 |
| 3.5.3 PID与ADRC建模与分析 | 第42-45页 |
| 3.5.3.1 控制对象的模型 | 第42-43页 |
| 3.5.3.2 控制器的参数整定 | 第43-44页 |
| 3.5.3.3 仿真结果及分析 | 第44-45页 |
| 3.5.4 基于控制器的姿态控制软件设计 | 第45-47页 |
| 3.6 声呐避障控制软件设计 | 第47-49页 |
| 3.6.1 水下超声波测距原理 | 第47页 |
| 3.6.2 避障控制设计 | 第47-49页 |
| 3.7 基于LabVIEW的上位机系统设计 | 第49-56页 |
| 3.7.1 上位机与下位机的无线串口通信 | 第49-51页 |
| 3.7.2 接收数据的处理 | 第51-52页 |
| 3.7.3 海豚3D模型 | 第52-53页 |
| 3.7.4 程序结构 | 第53-54页 |
| 3.7.5 主界面设计 | 第54-55页 |
| 3.7.6 运动路径 | 第55-56页 |
| 第4章 实验测试及分析 | 第56-63页 |
| 4.1 各运动机构测试 | 第56-57页 |
| 4.1.1 头部测试 | 第56页 |
| 4.1.2 尾部测试 | 第56-57页 |
| 4.2 姿态传感器模块测试 | 第57-58页 |
| 4.3 声呐测距模块测试 | 第58-59页 |
| 4.4 无线通信模块测试 | 第59-60页 |
| 4.5 上位机测试 | 第60-61页 |
| 4.6 组装下水测试 | 第61-63页 |
| 第5章 总结与展望 | 第63-65页 |
| 5.1 总结 | 第63页 |
| 5.2 展望 | 第63-65页 |
| 参考文献 | 第65-68页 |
| 附录 | 第68-77页 |
| 致谢 | 第77页 |
