舵機遠(yuǎn)距離數(shù)字控制參考畢業(yè)論文(已修改)
2025-07-09 15:58 本頁面
【正文】 舵機遠(yuǎn)距離數(shù)字控制 摘要舵機電液伺服調(diào)節(jié)器是舵機操縱系統(tǒng)的機電轉(zhuǎn)換與控制裝置。它控制舵機操縱船舶根據(jù)輸入舵角改變航向或在船舶偏離既定方向時，自動調(diào)節(jié)舵角，使船舶回到原來的航行方向。該調(diào)節(jié)器主要由伺服閥、伺服活塞、差動缸、力矩馬達(dá)、放大器、傳感器等組成，是集機械技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、電子技術(shù)等為一體的機電液一體化產(chǎn)品。從提升系統(tǒng)的性能和擴(kuò)展能力的角度出發(fā)，采用了基于ARM嵌入式微處理器的舵機控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)主要分為CAN通信單元、舵機驅(qū)動單元、A/D采樣單元和中斷保護(hù)單元四個部分。論文的主要研究工作如下：首先，分析了舵機控制系統(tǒng)的設(shè)計要求，制定了以ARM微處理器為核心的 設(shè)計方案。根據(jù)水下航行器對于通信的速率及可靠性的要求，自動駕駛儀和各節(jié)點間的通信采用CAN Bus現(xiàn)場總線。其次，論文重點闡述了舵機控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計原理，主要包括以ARM7嵌入式微處理器為核心的各控制模塊的設(shè)計。論文對于器件的選型、各單元電路的設(shè)計、控制原理以及控制算法都進(jìn)行了詳盡的說明。并在軟件設(shè)計的基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于PC的系統(tǒng)測試平臺，在力矩模擬負(fù)載器上進(jìn)行了系統(tǒng)的測試實驗，使舵機系統(tǒng)的性能得到了很好的驗證。論文的創(chuàng)新點在于將ARM嵌入式微處理器作為舵機的控制核心結(jié)構(gòu)簡單、可靠易行。相對于傳統(tǒng)舵機，該系統(tǒng)采用全數(shù)字式控制方式，極大地提高了系統(tǒng) 的實時性能及抗干擾性。 關(guān)鍵詞： 船舶舵機 ARM、CAN總線 自主水下航行器目錄1 緒論 42 系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)分析 5 核心控制器件的選擇 5 輔助器件的選擇 6 角度傳感器的選擇 6 顯示器件的選擇 6 電動機驅(qū)動模塊的選擇 6 小結(jié) 73 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 8 電源的設(shè)計 8 LCD液晶顯示電路設(shè)計 8 驅(qū)動電路設(shè)計 94 系統(tǒng)軟件設(shè)計 10 整體流程圖設(shè)計 10 整體程序設(shè)計論證 11 角度檢測程序： 11 LCD1602液晶顯示程序 12 串口通信程序 165 實現(xiàn)相關(guān)技術(shù) 30 ARM2148的簡介及運用領(lǐng)域 30 單片機的簡介及運用 326 總結(jié) 34致謝信 35參考文獻(xiàn) 36附錄程序清單和專利申請書 37第一章 緒論 引言21世紀(jì)是海洋的世紀(jì)，海洋是人類生存和發(fā)展的重要領(lǐng)域，是人類向海洋進(jìn)軍的世紀(jì)。目前，世界各國面臨的不僅是保衛(wèi)自己的海域，更為重要的是如何開發(fā)和利用海洋資源、為本國經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的問題?，F(xiàn)代世界自主水下航行器的發(fā)展日新月異、千姿百態(tài)，世界各國都取得了長足的發(fā)展。水下航行器的研究需要運用到機械學(xué)、動力學(xué)、電子學(xué)、控制學(xué)，水聲學(xué)、 流體學(xué)、通訊學(xué)等多種學(xué)科知識，是一種非常復(fù)雜的多門類學(xué)科技術(shù)。水下航行器是一種航行于水下的航行體，包括載人水下航行器和無人水下航行器，它能夠完成水下勘探、偵測甚至是軍事上的進(jìn)攻防守等任務(wù)。在海洋開發(fā)日益重要的現(xiàn)在，水下航行器越來越得到了各個國家的重視，無論是在民用還是在軍用上，都扮演著重要的角色。無人水下航行器(UUV—Unmanned Underwater Vehicle)它是指用于水下偵察、遙控獵雷和作戰(zhàn)等可以回收的小型水下自航載體，是一種以潛艇或水面艦船為支援平臺，可長時間在水下自主遠(yuǎn)程航行的無人智能小型武器裝備平臺。UUV將在未來水下信息戰(zhàn)中扮演重要角色，利用UUV可以進(jìn)行探測網(wǎng)探潛、水下戰(zhàn)場情報準(zhǔn)備、水下戰(zhàn)場預(yù)設(shè)、戰(zhàn)場監(jiān)視分析、戰(zhàn)場感知傳播、水下水聲對抗等。網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)所需的大量水下信息，如海底地貌、海洋氣象、地質(zhì)、水文、磁場、聲學(xué)特性，以及交戰(zhàn)雙方艦船的目標(biāo)特性，水雷布設(shè)情況等，都可以通過UUV來獲得。 基于ARM的舵機控制系統(tǒng)概述舵機控制系統(tǒng)是自主水下航行器中重要的執(zhí)行機構(gòu)，它的性能好壞直接決定 著航行器的實時操舵性能。因此，舵機控制系統(tǒng)也隨著航行器的不斷發(fā)展，取得 了長足的進(jìn)步。由傳統(tǒng)的模擬控制，到基于專用PWM的開關(guān)控制，再到基于嵌 入式系統(tǒng)的數(shù)字控制，舵機的實時性能也在不斷的提高。 ARM簡介ARM（Advanced RISC Machines）是英國的一家微處理器企業(yè)。ARM公司有多種ARM微處理器應(yīng)用于不同的嵌入式系統(tǒng)中。我來解釋下ARM（Advanced RISC Machines）的意思，我想這也是你想知道的。ARM（Advanced RISC Machines）為高級精簡指令集制造公司，其中RISC為計算機體系中的精簡指令集
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