无人水下航行器控制系统CAN总线通信设计与仿真研究

由于水下环境的复杂性及无人水下航行器自身特点,对其实施实时高效控制需处理大量数据。文章采用CAN总线对UUV控制系统通信网络进行设计和分析,讨论了CAN总线网络数据帧在系统中的具体应用设计和传输参数设置,并使用CANoe仿真软件对所设计的UUV控制系统CAN网络进行了仿真,通过仿真验证了UUV控制系统CAN网络通信设计的正确性。该方法应用于UUV控制系统通信网络设计,将有效提高UUV系统控制性能和特征模拟性能。     

无人水下航行器实时系统设计

针对集中式体系结构已不能满足无人水下航行器(UUV)越来越复杂的水下任务,设计并实现了UUV实时系统,该实时系统以分布式结构为基础,在硬件上采用CAN总线技术,减少了通信时间,提高了实时性,简化了系统,并提供了良好的扩展性;在软件设计上采用μC/OS实时操作系统,方便地实现了逻辑复杂的程序,并进一步满足了系统的实时性.仿真和实时性测试试验结果表明,该系统软、硬件设计满足程序运算、数据存储和实时性的要求,并具有较高的可靠性.     

基于CAN总线的水下机器人分布式控制系统

提出并实现了一种基于CAN总线的水下机器人分布式控制系统。与传统的集中式控制系统相比,分布式控制系统可以很容易地接入功能模块而无须对现有硬件进行重新设计,具有更好的可扩展性;并且各个节点间采用数字信号通讯,具有很强的抗干扰能力。开发了基于工业控制计算机的半实物仿真系统,模拟执行机构节点和传感器的工作,接入已完成的自动驾驶仪节点和数据记录及故障检测节点,对控制系统进行实时仿真测试,测试结果验证了该分布式控制系统设计的可行性。     

UUV走航CTD探测的航迹规划及控制方法研究

介绍了一种航迹规划与控制方法,使得无人水下航行器(UUV)能够使用CTD测量仪完成水下探测任务。详细介绍了所研究的UUV硬件系统体系结构,同时完成UUV水平面和垂直面的航迹规划,使其在满足UUV设计要求及CTD测量特性约束条件下能够完成水下探测任务。为了实现UUV在三维空间里较好的跟踪所规划的航迹,应用自抗扰控制(ADRC)技术,分别设计了自抗扰航向控制器和纵倾控制器。所研究的航迹规划与控制方法在UUV半实物试验中得以验证。     

CAN总线在舰载无线通信控制管理系统中的应用

CAN是一种能有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。介绍了CAN总线的特点，并具体阐述了使用CAN总线实现舰载无线通信控制管理系统的分布式控制，通过任意一个用户终端设备可以使用任意一个信道设备；给出了CAN总线智能节点硬件电路的设计；设计中应该注意的问题；以及各智能节点间底层通信关键模块的软件流程。实验结果表明，用CAN总线实现系统的分布式控制，具有较好的实时性；系统的顽存能力得到了显著提高，系统规模更易于扩充，具有低成本性和高可靠性的优点，并且效果较为理想。CAN总线是分布式实时控制系统的理想总线，具有广阔的发展前景。     

基于跨域基站UUV集群试验方法研究

本文针对水下无人系统集群协同探测与目标跟踪,提出基于水面水下跨域基站通信组网UUV集群湖上试验方案和思路。通过研制水下集群控制系统,以及UUV平台尝试加装鱼雷自导并解决加装后平台信息控制、跟踪弹道设计、低速下自导参数确定、跟踪与攻击策略等技术,实现了湖上UUV集群探测与攻击协同试验。湖上通信拉距试验、组网试验、探测与攻击协同试验表明,该方案能够满足至少三节点的集群探测与攻击试验目的,试验实施简单有效,采用的架构和方法亦可用于更多节点的UUV集群试验。     

CAN总线在电机实时监测系统中的应用研究

针对大型电机组状态监测系统传感器类型繁多、集成化程度不高的问题，重点研究CAN（Controller Area Network）总线在电机组实时监测系统中的应用，完成基于CAN的传感网络节点硬件接口与软件通信协议的设计，并设计多节点通信的动态优先级算法。MSP430单片机作为子模块核心部件，实现对工程数据的高效获取和对CAN协议传输的控制；基于CAN总线实现数据实时、高效和高可靠性的传输。     

应用于船舶机舱监控系统的CAN总线节点设计

介绍应用于船舶机舱监控系统的CAN总线节点功能和软、硬件设计,提出CAN现场总线在机舱监控系统的设计方案,并以微处理器、CAN控制器、隔离CAN收发器为基础设计了节点的基本模式及数据采集与传送模块,通过与CAN节点整合,实现了船舶机舱监控。     

基于无线传感网络的航道水下数据监测系统设计

目前使用的监测系统在监测航道水下数据时,容易受到外界因素影响,得到的数据准确性很差。基于无线传感网络设置了新的航道水下数据监测系统,分别从硬件和软件2个部分进行设计,硬件部分由参数节点、网关节点和指挥中心节点3部分组成,软件分为发送指令、数据监控和数据反馈3步,在工作时,需要考虑地理位置和时间。通过与传统监测系统的对比实验可知,给出的系统监测结果准确性高,工作人员可以根据所得数据清晰地分析出水下航道情况,航行过程更安全。     

基于CAN总线的智能控制器的设计

文章给出了一种基于STM32F107的智能控制器的软硬件设计,整个系统的结构包括CAN通讯模块,以太网通讯模块,人机界面等,它实现了以太网和CAN网络的异构互联,节点设计方法适用于通用性的CAN总线测试系统。