毕业设计中期检查汇报提纲

航海学院毕业设计（论文）中期检查汇报提纲题目水下ROV控制系统设计与仿真专业名称自动化班级03030901学生姓名高小斌指导教师刘卫东2研究背景和意义（选题来源、选题依据、理论价值或工程应用前景）：一、研究背景：自上世纪90年代以来，水下机器人（ROV）在海洋科学考察和军事领域得到了非常广泛的应用。ROV的功能多种多样，不同类型的ROV用于执行不同的任务，被广泛应用于军队、海事、石油、渔业、海上救助、管线探测和海洋科学研究等各个领域，主要应用于无人，大范围以及长时间的水下环境监测。而ROV的控制系统正是它能否完成各种任务的关键，通过对控制系统的仿真，从而得到最好的控制性能，优化控制性能。开发友好的控制界面对控制系统是必不可少的。二、选题来源：“ROV航行控制软件开发”科研项目。该项目的主要任务是开发上位机控制界面，ROV本位机程序的开发。三、选题依据：由于在探测技术、工艺水平、导航与定位等技术上与国外存在较大差距以及国内需求较少,国产ROV数量少，技术落后。国内ROV用户绝大部分使用进口产品,不仅价格高、配套服务难,而且有些产品并不适合中国海区的使用特点,机动性、抗流能力及作业能力都显不足。因此,随着我国海洋开发事业的发展和不断增长的市场需求,开发研制适合我国使用需求的ROV就显得十分必要和紧迫。本课题有较高的理论意义和实用价值。四、工程应用前景3我国的深海探测的不断发展和我国对海洋利益的不断重视，ROV扮演着越来越重要的角色，而我国的ROV的发展相对落后，生产厂家较少，ROV有非常好的应用前景，能够用在海洋考察的方方面面。4研究内容和技术指标（指导教师要求的研究内容和具体技术指标）一、研究内容（1）ROV航向控制系统设计与仿真；（2）ROV深度/高度控制系统设计与仿真；（3）ROV航行方向、航行深度/高度操纵控制仿真。二、主要技术指标（1）ROV航向控制系统控制精度≤±5°；（2）ROV航行深度/高度控制系统控制精度≤±0.5米。5研究工作进展情况（是否按计划进度进行？完成了哪些工作？采用了什么方法？解决了哪些关键技术问题？本部分需重点阐述）一、ROV总体硬件结构ROV总体结构主要包括PLC硬操作模板、上位计算机、ROV本体计算机。上位计算机为工控计算机，本位计算机为PC104嵌入式计算机。本位计算机接受上位计算机传来的命令，执行相应的控制操作，同时本位计算机实时采集智能设备发来的测量参数，进行相关的运算处理，实现对ROV的航行控制，并将ROV运行状态实时回传到上位计算机，实时监控ROV的运行状态。总体结构如图所示6二、ROV控制系统的需求ROV控制系统需要以下硬件：罗经：用于测量ROV到海底的航向角，俯仰角，横滚角；高度计：测量ROV的高度信息；深度计：测量ROV的深度信息；DVL：用于测量ROV的前向速率和侧向速率信息。云台：安装摄像机。PC104：ROV本位计算机三、推进系统仿真模型1、航向控制回路结构航向控制系统的功能就是控制ROV的航向角，航向控制回路采用罗经作为反馈传感器，以罗经测出的实际航向角和设定的航向角的偏差e(t)=r(t)-y(t)作为输入，用PID控制，PID输出的是控制电机的电压u(t),电机输出的推力经过分配以后，作用于水下机器人，使他保持预定的航向。结构图如图：航向控制时四个电机的推力分配：7通过控制电机的方向，控制合力的方向，从而控制ROV的前进，后退，左转，右转。PIDsimulink仿真结构图8ＰＩＤ控制时的仿真结果：9ROV控制系统上位机界面定向设置时的按钮控件处理流程图举例：10下一步研究计划（还有哪些技术问题需要解决？计划怎样解决？）1、进一步完善上位机界面VB的编程；使见面更加友好，更加人性化，程序更加可靠；2、将上位机和下位机用以太网连在一起，进行调试；3、将上位机和PLC连在一起，编写上位机和PLC的通信协议；4、完成毕业论文，进行毕业答辩。11存在的困难或技术难题1、航向控制时四个电机的推力分配。2、PID参数的整定。2013年5月16日