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21世纪是人类全面探索海洋的世纪,具备自动控制系统的水下机器人是完成深海海域探测调查任务的最佳选择之一。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、避障、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,还需要搭载其它的传感器,如:深度测量、GPS、无线电、各种声纳等[1],因此,采用多节点控制系统是水下机器人的必然选择。本文在分析了目前常用的三种多节点控制系统的结构与特点的基础上,提出了一种基于TCP/IP的多节点控制系统设计方法,并将其应用于水下机器人中。该控制系统采用基于PC104总线的工业控制计算机作为节点控制模块,利用以太网广播方式实现节点单元间的数据通信和数据交换。本文设计的多节点控制系统利用了先进的计算机硬件和软件技术以及网络技术,很大程度上降低了控制系统的设计难度和成本。本文主要进行了以下几方面的工作:1.详细介绍了目前常用的三种多节点控制系统,分析了它们各自的结构和功能特点,提出了一种基于TCP/IP的多节点控制系统的设计方法;2.针对本文提出的基于TCP/IP的多节点控制系统的总体结构,进行了系统的分析和研究;3.针对AUV控制系统的功能需求和基于TCP/IP的多节点控制系统的结构特点,本文对控制系统的节点单元进行了设计;4.详细分析了AUV的功能需求和控制系统的结构、功能特点,分别针对主控单元和节点单元的功能需求,设计了相应的应用程序;5.为了保证本文设计的基于TCP/IP的多节点控制系统在数据通信和数据交换方面具备AUV控制系统要求的可靠性和稳定性,本文针对串口通信和节点间数据交换进行了测试实验,实验结果表明本文设计的控制系统在数据通信和数据交换方面具备很高的可靠性和稳定性。