导　　师： 陈宏

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 深圳大学

摘　　要： 因为陆地资源的减少和日益突出的海洋安全问题,如何利用水下机器人安全、高效完成水下资源探测、安全巡查等任务成为当前热门研究方向。仿生型水下机器人具备噪音小、隐蔽性好、游进效率高等优点,具有更加广阔的研究前景。而在众多水下生物中,海豚在游动性能和减阻机制上具有更为优越的性能,更适合成为自动控制、机器人学等交叉学科研究的对象,所以各国研究者对仿生机器海豚的研究越来越多。本论文的研究对象是仿生机器海豚控制系统。根据设计要求,机器海豚需要自主完成直行、转弯、上浮下潜等基本动作以及高速迅游和跃水等任务。针对上述运动姿态和功能性需求,本文主要完成了水下自主控制系统的搭建,在不需要水面工作人员的介入以及能源供应的情况下自动切换运动模式和进行姿态识别等操作。具体研究工作如下:首先对海豚运动姿态进行了分析,同时结合机械设计部分将海豚运动机构模块化,同时介绍机器海豚动力装置和选型工作。针对模块化的机构特点设计以分布式控制系统为核心,结合CAN总线技术,利用DSP作为核心运动控制器,搭配无线通信模块和姿态传感器模块的仿生海豚控制系统。在制定了整体控制系统结构后,接下来就重点介绍了仿生机器海豚的软硬件设计。首先完成了控制系统各模块的硬件结构设计,包括运动控制模块、姿态模块、电压转换模块及无线通信模块的元器件选型,针对选定元器件完成电路原理图的绘制和PCB板设计及制作。软件部分则重点介绍了海豚运动姿态设计,针对前期海豚动作设计要求先完成了以DSP为核心控制器的运动控制功能模块的程序运行流程图规划和相应代码设计,同时对于多电机协同运动的特点引入CAN总线控制技术。为了更好地实现人机实时交互功能,本文也完成了基于无线数传

关 键 词： 仿生 机器海豚 总线 控制系统

领　　域： [] []