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高速水下无人艇是一种相似于潜艇外形和操纵方式、相似于 UUV控制方式的无人水下航行器。它在海洋调查,资源勘探,潜艇救援,海底施工以及军事领域具有广泛的应用前景。 本项目的研究目的是仿制真实潜艇的外形与操纵方式,设计出与真实潜艇比例为10:1的高速水下无人艇,实现高速水下无人艇中各设备协调工作,完成自航行进入试验区域,以指定轨迹姿态完成试验动作;自动航行进入回收区域并完成数据返回;同时在一定范围内保证水下高速无人艇试验安全的功能。本课题针对该高速水下无人艇,研制出了一套水面主控软件,保障高速无人艇的稳定及可靠运行。 本文的主要内容由以下几个部分组成,第一,介绍了目前国内外对于水面主控软件的研究现状。第二,介绍了高速水下无人艇控制系统的整体方案设计概述,主要由两个系统组成,包括水面监控系统方案设计以及艇内控制系统的方案设计。第三,详细地阐述了系统的硬件结构,关键设备选型方案及监控台设计方案。其中系统的硬件部分主要由手操盒,水上主控工控机,无线电通信设备,水声通信设备几个部分组成。第四,提出系统软件的规划,开发了高速无人艇水面主控软件程序,程序包括远程操控模块,通信模块,状态显示模块以及任务预制模块。实现了手操盒操作指令采集解析,水下主控软件指令下发及接收,水上水下系统之间通信协议设定,以及任务预制等功能。第五,设计了数据管理及显示软件模块,用于实现数据处理、参数显示、数据存储、历史数据查询等功能。最后进行联调试验,测试该系统的功能及性能。在软件设计的过程中,根据试验效果,对功能模块的程序不断进行修改调试。在各个功能模块满足要求后,进行整机调试,不断完善系统功能同时提高系统稳定性。 在论文的总结和展望部分,概括总结了课题已完成的工作,指出了系统存在的不足并提出了相关改进意见。