無人艇操控仿真系統(tǒng)的研究.pdf

1、近年來，海洋資源進一步深入開發(fā)，海洋安全越來越受到廣泛關(guān)注。水面無人艇(USV)，以其體積小、靈活性高、隱蔽性強等特點在海洋資源開發(fā)和裝備軍事方面有著廣闊的使用空間，因此其正在成為各國重點研究和開發(fā)的對象。本文結(jié)合無人艇的發(fā)展和研究現(xiàn)狀，利用實驗室現(xiàn)有設(shè)備構(gòu)造出一套無人艇操控仿真系統(tǒng)，并對各組成部分進行研究。
　　所設(shè)計的無人艇操控仿真系統(tǒng)包含兩個子系統(tǒng)，分別為船載系統(tǒng)和岸基系統(tǒng)。其中船載系統(tǒng)由PC機、自動操舵儀、無線數(shù)傳模塊、水

2、平轉(zhuǎn)臺和電羅經(jīng)組成。船載系統(tǒng)與岸基系統(tǒng)之間的信息交換通過無線數(shù)傳模塊完成。
　　岸基系統(tǒng)應(yīng)用Tiny6410 ARM開發(fā)板作為主控制板，運行環(huán)境為Linux系統(tǒng)，開發(fā)環(huán)境為Qt Creator。利用QextSerialPort類進行串口通信程序設(shè)計，利用圖形設(shè)計器Qt Designer設(shè)計了具有軟鍵盤輸入的用戶界面。可以通過用戶界面選擇無人艇的控制方式和設(shè)定航向、航速，通過無線數(shù)傳模塊發(fā)送給船載系統(tǒng)，在界面中可以實時顯示由船載系統(tǒng)

3、通過無線數(shù)傳模塊反饋回來的舵角和航向。
　　在船載系統(tǒng)中利用VC++6.0編程實現(xiàn)無人艇數(shù)學(xué)模型解算，PC機作為無人艇數(shù)學(xué)模型運行的載體，電羅經(jīng)放在水平轉(zhuǎn)臺上，水平轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)帶動電羅經(jīng)轉(zhuǎn)動來模擬無人艇航向改變，船載系統(tǒng)通過無線模塊把航向和舵角反饋給岸基系統(tǒng)。根據(jù)岸基系統(tǒng)發(fā)送過來的指令航向，自動操舵儀等設(shè)備為無人艇數(shù)學(xué)模型提供實際的舵角信號，根據(jù)此舵角信號解算出航向，然后將航向信號一路發(fā)送給自動操舵儀形成航向反饋回路，一路發(fā)送給水平轉(zhuǎn)