| 【中文题名】 | 基于UML的水下机器人运动控制系统研究 |
| 【英文题名】 | Research on UML Based Motion Control System of AUV |
| 【学科专业】 | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-21 |
| 【中关键词】 | 水下机器人（AUV）,体系结构,运动控制,UML,, |
| 【英关键词】 | Autonomous Underwater Vehicle（AUV）,architecture,motion control,Unified Modeling Language （UML）, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>机器人技术>机器人> |
| 【论文摘要】 |
海洋是生物资源、能源、水资源和金属资源的战略性开发基地，也是未来人类赖以生存的环境，对人类发展起到至关重要的作用。近年来自主式水下机器人(AUV)在海洋探测和开发、以及水下智能作业领域得到了广泛的应用，同时各种对水下机器人的研究也迅猛地发展起来。
由于水下机器人工作条件恶劣，周围环境复杂多变，所以设计一个可靠的控制系统来保证它安全、准确地工作是至关重要的。本论文主要研究水下机器人关键技术之一的运动控制系统。首先，在水下机器人现有软硬件基础上，采用模块化思想分析了对运动控制系统，建立出水下机器人运动控制体系结构框架；然后，研究系统中各模块功能的划分、实现及相互连接问题；实现系统框架结构中各模块所调用的函数，使水下机器人具有稳定可靠的运动控制能力；最后，对系统的通用性加以分析，以此为基础提出一种水下机器人通用智能体系结构。
以往对水下机器人嵌入式控制系统的设计往往采用结构化语言。而结构化方法带来的一个问题是很难将分析视图映射到设计视图上去。数据流模型与代码编写的概念基本上是独立的，一段代码与数据流模型无法准确建立起对应关系，很难判断代码是否真实的实现了分析模型。因此论文采用统一建模语言(... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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Abstract |
6-11 |
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第1章 绪论 |
11-23 |
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1.1 引言 |
11 |
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1.2 水下机器人分类 |
11-13 |
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1.3 AUV国内外研究现状、应用前景及发展趋势 |
13-16 |
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1.3.1 AUV国内外研究现状 |
13-14 |
|
1.3.2 AUV应用前景 |
14-16 |
|
1.4 智能机器人体系结构概述 |
16-21 |
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1.4.1 分层递阶结构 |
17-18 |
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1.4.2 包容结构 |
18-19 |
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1.4.3 三层结构 |
19 |
|
1.4.4 自组织结构 |
19-20 |
|
1.4.5 分布式结构 |
20-21 |
|
1.5 水下机器人基础运动控制系统 |
21 |
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1.6 课题来源与本文主要研究内容 |
21-22 |
|
1.6.1 课题来源 |
21 |
|
1.6.2 论文主要内容 |
21-22 |
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1.7 本章小结 |
22-23 |
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第2章 标准建模语言 UML及嵌入式系统平台 |
23-33 |
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2.1 引言 |
23 |
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2.2 标准建模语言 UML |
23-28 |
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2.2.1 标准建模语言 UML的内容 |
24-25 |
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2.2.2 标准建模语言 UML的主要特点 |
25 |
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2.2.3 UML的类元 |
25-27 |
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2.2.4 标准建模语言 UML的应用领域 |
27-28 |
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2.3 基于 UML嵌入式系统开发环境 Rhapsody |
28-31 |
|
2.3.1 传统的嵌入式软件开发环境 |
28 |
|
2.3.2 基于 UML嵌入式软件开发环境 Rhapsody |
28-31 |
|
2.4 嵌入式操作系统 VxWorks |
31-32 |
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2.4.1 VxWorks操作系统的特点 |
31-32 |
|
2.4.2 调试系统 Tornado |
32 |
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2.5 本章小结 |
32-33 |
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第3章 水下机器人运动模型及运动控制系统 |
33-48 |
|
3.1 引言 |
33 |
|
3.2 水下机器人运动模型建立 |
33-42 |
|
3.2.1 坐标系的选取及机器人运动参数 |
33-35 |
|
3.2.2 空间操纵运动方程 |
35-41 |
|
3.2.3 水动力系数的确定 |
41-42 |
|
3.3 水下机器人运动控制系统 |
42-47 |
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3.3.1 水下机器人运动控制系统硬件组成 |
42-45 |
|
3.3.2 水下机器人运动控制系统软件体系结构 |
45-47 |
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3.4 本章小结 |
47-48 |
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第4章 基于 UML嵌入式运动控制系统设计 |
48-70 |
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4.1 引言 |
48 |
|
4.2 利用 UML建立嵌入式运动控制体系模型 |
48-68 |
|
4.2.1 系统用例图设计 |
48-50 |
|
4.2.2 系统类图设计 |
50-61 |
|
4.2.3 系统状态图 |
61-67 |
|
4.2.4 系统顺序图 |
67-68 |
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4.3 本章小结 |
68-70 |
|
第5章 系统方针效果及通用性分析 |
70-84 |
|
5.1 引言 |
70 |
|
5.2 仿真试验结果 |
70-76 |
|
5.2.1 深广静水环境下机器人位置控制结果 |
70-75 |
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5.2.2 深广静水环境下机器人速度控制结果 |
75-76 |
|
5.2.3 试验结果分析 |
76 |
|
5.3 系统通用性 |
76-81 |
|
5.3.1 系统可扩展性 |
76-78 |
|
5.3.2 系统可重用性 |
78-80 |
|
5.3.3 系统可移植性 |
80-81 |
|
5.4 水下机器人通用智能体系结构 |
81-83 |
|
5.5 本章小结 |
83-84 |
|
结论 |
84-86 |
|
参考文献 |
86-91 |
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攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
91-92 |
|
致谢 |
92 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.384829 |
