水下滑翔机器人控制系统设计与实现

本文以水下滑翔机器人为研究对象,首先简要介绍了水下滑翔机器人的总体结构,然后重点研究了其控制系统的设计方案,阐述了控制系统软、硬件的设计与实现,通过水下滑翔机器人湖试验证了控制系统设计合理,运行正确,实现了水下滑翔机器人的基本运动。     

基于QNX的水下滑翔机器人嵌入式控制系统

文在对水下滑翔机器人的特点进行分析的基础上,详细介绍了水下滑翔机器人嵌入式控制系统的软、硬件系统的设计方法.对DiskOnChip在QNX操作系统下的驱动以及QNX操作系统的移植过程作了详细的叙述,并给出了适用于该嵌入式控制系统运行的系统启动文件--BuildFile的主要内容及文件基本框架.根据QNX嵌入式实时分布式操作系统的独特性能,在水面控制系统中创造性的提出了利用QNX多控制台来实现对数据进行监控的方式,并开发了应用于该水下滑翔机器人的控制系统软件.     

基于GPRS的水下滑翔机器人监控系统设计

水下滑翔机器人具有续航能力强、作业时间长等特点，适合于大范围海洋环境监测应用，可用于构建近海海洋环境立体监测网络。利用近海较好的GPRS网络覆盖条件，设计了基于GPRS网络的近海水下滑翔机器人监控系统。该监控系统不仅实现了在现场监控中心对水下滑翔机器人的监控，还可以通过Internet网络对水下滑翔机器人进行远程监控。文章详细介绍了监控系统的总体架构、GPRS终端硬件设计和系统软件设计。     

水下滑翔机器人运动调节机构设计与运动性能分析

描述了水下滑翔机器人3个运动调节机构的设计，即浮力调节机构、俯仰调节机构和横滚调节机构，分析了运动调节机构与运动之间的关系．提出了采用CFX水动力计算软件分析水下滑翔机器人运动性能的方法．根据CFX计算结果，用最小二乘法参数辨识方法辨识出定常滑翔运动的水动力参数．简化了空间螺旋回转运动过程，通过CFX水动力计算方法进行回转特性分析，估算回转半径．     

水下滑翔蛇形机器人滑翔控制的强化学习方法

研究了一种强化学习算法,用于水下滑翔蛇形机器人的滑翔运动控制.针对水动力环境难以建模的问题,使用强化学习方法使水下滑翔蛇形机器人自适应复杂的水环境,并自动学习仅通过调节浮力来控制滑翔运动.对此,提出了循环神经网络蒙特卡洛策略梯度算法,改善了由于机器人的状态难以完全观测而导致的算法难以训练的问题,并将水下滑翔蛇形机器人的基本滑翔动作控制问题近似为马尔可夫决策过程,从而得到有效的滑翔控制策略.通过仿真和实验证明了所提出方法的有效性.     

水下机器人嵌入式控制系统设计和运动控制仿真

水下机器人的控制系统要求体积小、功耗低、性能可靠。本文设计了基于ARM9处理器的水下机器人嵌入式控制系统。该系统基于AT91RM200处理器,扩展了与传感器系统的通信接口和与推进器系统的电路接口。建立了水下机器人的运动模型,进行了横倾角和深度协调控制的仿真。     

混合驱动水下滑翔器主从互转式应急控制技术研究

水下滑翔器是一种长续航新型水下机器人,利用其高效的驱动方式能够航行数月,因而相比其他无人水下自主航行器,滑翔器控制系统的可靠性显得尤为关键。根据水下滑翔器长续航的工作需求,结合其分布式控制系统的架构形式,设计了一种主从互转式应急控制技术。通过CPU互监控以及建立公共存储区等手段,实现了控制器异常情况下的非复位式热切换,保证了滑翔器重要动作部件的正常运行。试验结果表明,利用主从互转式控制方式,可以极大的减小了控制系统中主CPU宕机对滑翔器自主运行的影响,增加水下滑翔器的安全性能。     

基于CAN总线的自治水下机器人控制系统

将CAN总线应用在自治水下机器人中，构成多主站的分布式控制系统，取代了以往水下机器人采用的集中式控制结构及主从式网络结构．从硬件和软件两方面详细介绍了CAN总线在自治水下机器人中的应用方案，设计了基于P87C591单片机的CAN总线控制器，并针对水下机器人分布式控制系统的需求特点，设计了CAN应用层协议和相应的通信软件．最后通过湖试验证了控制系统的可行性和可靠性．     

基于ARM的嵌入式系统在机器人控制系统中应用

依据现代机器人技术的发展特点，提出了一种基于ARM（Advanced RISC Microprocessor）、DSP和arm-linux的嵌入式机器人控制系统的设计方法，介绍了嵌入式系统，给出了功能设计、结构设计、硬件设计、软件设计的控制系统的设计过程，并分别从上述各方面对控制系统的通用性进行了探讨。层次化的体系结构、模块化的硬件、结构化的软件使得设计出的机器人控制系统经过简单的硬件调整和软件定制，就能适用于多种机器人。通过七自由度串联机器人抓取工件的实例验证，该机器人控制系统性能稳定、具有一定的通用性。     

舵桨联合操纵水下机器人运动控制研究

水下机器人空间运动具有耦合性和非线性等特点,具有良好品质的运动控制器是水下机器人完成各种作业的前提.针对某舵桨联合操纵小型自主式水下机器人运动控制问题进行了研究.对速度,深度和艏向控制系统进行了介绍,根据控制需求,建立了水下机器人动力学模型,对执行机构进行了描述,设计了水下机器人滑模控制方案,采用变速趋近项代替一般指数...     

基于ARM的嵌入式系统在机器人控制系统中应用

依据现代机器人技术的发展特点,提出了一种基于ARM(AdvancedRISCMicroprocessor)、DSP和arm-linux的嵌入式机器人控制系统的设计方法,介绍了嵌入式系统,给出了功能设计、结构设计、硬件设计、软件设计的控制系统的设计过程,并分别从上述各方面对控制系统的通用性进行了探讨。层次化的体系结构、模块化的硬件、结构化的软件使得设计出的机器人控制系统经过简单的硬件调整和软件定制,就能适用于多种机器人。通过七自由度串联机器人抓取工件的实例验证,该机器人控制系统性能稳定、具有一定的通用性。     

水下滑翔机器人载体外形设计与优化

借助流体动力计算软件CFX和Matlab,对水下滑翔机器人载体外形进行设计和优化．通过对4种载体方案的分析计算和运动仿真,最终得到了一种比较合理的外形方案．研究结果表明,采用CFX流体动力计算软件对于研究水下机器人载体的外形结构,尤其是在方案设计阶段在外形流体动力设计中具有重要的作用,可缩短研制周期、降低设计成本．     

遥控水下机器人（ROV）分布式控制系统

本文阐述了我国自行研制的６００ｍ水深作业型缆控水下机器人（ＲＯＶ）Ｂｉｔｂｕｓ（位总线）分布式控制系统的硬件结构和软件体系。     

水下机器人嵌入式基础运动控制系统

从硬件和软件两方面详细地讨论了水下机器人嵌入式基础运动控制系统的体系结构,从根本上改变 了以往水下机器人运动控制系统依靠上位机与下位机相结合的体系结构.同时详细阐述了水下机器人基础运动控 制的整个信息流程.最后通过海上试验验证了整个基础运动控制系统的可行性和可靠性.     

水下机器人递阶—分散式控制系统研究

本文给出了水下机器人（ＲＯＶ）的一种递阶－分散式计算机控制系统，通过计算机硬件和软件的并行处理技术，解决了ＲＯＶ控制的实现问题，实际应用表明，该系统具有结构简单，运算速度快等特点。     

基于RS-485网络的分布式水下机器人控制系统

1 概述 以往的水下机器人控制系统,特别是自治水下机器人控制系统,多采用集中式控制方式来实现机器人的控制,即由主控计算机实现对所有传感器和设备的数据采集及控制,因而主控计算机的任务繁重,效率也低.一旦主控计算机出现故障,整个控制系统将会瘫痪,系统的可靠性低;由于主控计算机的数据采集通道以及水密电缆的芯数是有限的,很难随意的增加设备或传感器,因此系统的可扩展性差.随着电子技术、传感器技术、通讯技术的发展,水下机器人能搭载的传感器越来越多,完成的使命也日趋复杂,传统的集中式控制方法无法满足水下机器人控制系统发展的需求.     

滑翔式水下航行器的运动建模与分析

滑翔式水下航行器是一种基于滑翔原理的无外挂推进系统、仅依靠内置执行机构调整重心位置和净浮力来控制其自身运动状态的新型水下自治机器人。它在净浮力的作用下,利用水平翼在有攻角情况下产生的前进动力,在设定的深度范围内进行锯齿形前进。对滑翔式水下航行器进行运动机理分析,建立滑翔式水下航行器运动数学模型,并对滑翔式水下航行器定常运动状态下的运动参数与可控变量的关系进行仿真,利用MATLAB/SIMULINK建立滑翔式水下航行器模型对其运动进行仿真。     

北极冰下自主/遥控机器人控制系统设计

针对北极冰下海洋参数监测的使命要求,对水下机器人控制系统进行了相关研究,将PC104总线与CAN总线应用到自主/遥控水下机器人中,实现了一种分布式与集中式相结合的水下机器人控制系统体系结构.从硬件和软件两个方面描述北极自主/遥控水下机器人控制系统的实施方案.     

采用客户/服务器架构的水下机器人控制系统软件结构

概述 传统的水下机器人控制软件设计思想是把所有的功能模块都集中在一个程序包中,当控制系统的规模相对较小时,这种方法是有效的。但随着控制系统复杂程度的增加,控制系统软件设计的复杂性呈指数增长[1]。而采用客户/服务器的架构能够使软件的开发、管理变得相对简单和容易[2],因此对于复杂的水下机器人控制系统软件设计来说,采用客户/服务器的架构能够降低软件的复杂性。 一个基本的自治水下机器人控制系统主要包括如下功能模块:导航、数据采集、运动控制、避碰、能源管理、故障检测、应急处理等。此外,根据水下机器人使命的不同,需搭载其…     

水下石油管道巡查机器人控制系统的设计

水下石油管道是海上油气田生产设施的重要组成部分,必须定期或适时对其进行检测以保障其安全运营。针对水下石油管道巡查及检测的目的,采用STM32主控芯片、串口摄像头、舵机和通信模块,搭载最新版本的μC/OS-Ⅲ实时操作系统,设计了一种鱼雷型仿生式水下机器人。该机器人应用在浅水层区域,通过WiFi远程控制并实现水下画面上传至上位机,上位机处理图片使泄漏点特征清晰。通过系统调试和记录分析表明,该水下机器人可以远程无线控制和无线图像传输,能够实现水下巡查任务,并且具有控制系统简单化、功能灵活化、性价比高等优点。利用水下机器人可以对水下石油气管道完好性进行巡查,防止出现泄漏事故,杜绝安全隐患。功能多样的水下机器人将成为机器人研究领域的热点之一.