自主水下机器人自救信标系统的研究

论文摘要

智能水下机器人在深海作业的环境是非常恶劣的,时常面临着各种各样的危险。而且研制一台机器人需要大量的人力物力资源,每次下海实验或作业所获得的资料或数据也具有极大价值,若是载人机器人则其安全性更是至关重要。如果因故障造成机器人失事沉入海底,将会造成极大损失,并对海洋开发或研究是一个沉重的打击,因此,机器人故障后自救技术的研究也成为了水下机器人研究的关键性技术之一。本文结合“十一五”国防科工委民用专项科研技术研究项目“海洋综合探测潜水器――安全系统”和“十一五”总装备部重点预研项目“水下无人实验系统集成和性能评估技术――水下自救与取样作业技术”,从以下几个方面作了详细的论述及研究:1.研究了当前国内外水下机器人自救系统的发展状况,并对水下机器人自救系统的重要性和必要性进行探讨。2.针对水下机器人自救系统的可靠性进行了分析和设计;针对控制系统进行了系统低功耗设计;针对自救系统进行了密封处理和设计;以及系统的小型化分析与设计。3.针对水下机器人自救系统的硬件与软件体系结构进行了研究与设计,给出了硬件及软件体系结构框图。并且,通过对不同控制器的比较,选择了一种适合自救系统的低功耗高性能控制器MSP430F149。4.通过对自救系统组成与功能的分析,划分出若干任务,并完成了相关代码的编写。5.在实验室条件下完成了控制系统的硬件与软件模拟调试,并在野外模仿真实环境进行了系统的联调实验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 水下机器人的技术现状和发展状况
• 1.2 水下机器人信标自救系统的技术现状和发展状况
• 1.3 论文所涉及课题的背景和来源
• 1.4 水下机器人信标自救系统的关键技术
• 1.5 本文的主要研究工作
• 2 水下机器人自救信标系统的原理与方案设计
• 2.1 水下机器人自救信标系统的原理及组成
• 2.2 水下机器人自救信标系统的方案设计
• 2.3 水下机器人自救信标系统的硬件设计
• 3 水下机器人自救信标系统的低功耗技术
• 3.1 引言
• 3.2 微控制器的选用
• 3.3 电源芯片选型
• 3.4 软件中的低功耗实现
• 4 水下机器人自救信标系统的密封技术
• 4.1 引言
• 4.2 自救信标系统的三防处理
• 4.3 自救信标系统的密封技术
• 5 水下机器人自救信标系统的可靠性技术
• 5.1 引言
• 5.2 微控制器的可靠性
• 5.3 蓄电池的选用与测试
• 5.4 系统硬件的抗干扰措施
• 5.5 系统软件的可靠性设计
• 6 水下机器人自救信标的小型化技术
• 6.1 自救系统小型化的意义
• 6.2 自救系统小型化的实现
• 7 水下机器人信标自救系统的相关实验
• 7.1 GPS测试实验
• 7.2 信标系统的软件设计与调试
• 7.3 信标系统联调实验
• 8 全文总结与展望
• 致谢
• 参考文献