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          答辩PPT 2(完整)

          简介:本文档为《答辩PPT 2(完整)ppt》,可适用于财会税务领域

          水下机器人的形体设计声呐成像原理探究XS姿态控制程序水下机器人形体设计本文所设计的水下机器人形体是在参考现今已有的开架式科研用水下机器人的基础上设计出来的它是上海交通大学海洋工程国家重点实验室课题组研发的水下自航行器CRAUV是一种自由度低成?#31350;?#25918;框架式结构的科研原型样机采用两舱五?#24179;?#22120;的结构模式通过对上述机器人的了解我将机器人的形体做了一些改动产生如下图所示的机器人整体构架。   一般情况下形体的选择要考虑以下原则和要求:   ()阻力小、航行?#38405;?#22909;   ()足够的强?#21462;  。ǎ?#20415;于总体布置   ()良好的工艺性。首先框架起得是支撑作用上面固定有高?#20849;鍘⑼平?#22120;、声纳等是由钢管焊接而成上面有处配焊作用是固定卡箍。框架要先进行密封性试验在海底工作时钢管内部充满氮气抵消部分海水压力?#20048;?#20854;在海底工作时发生变形。从而解决了强度的问题。其次由于此次设计的水下机器人是开架式的大大得减小了行程中的阻力。最后我要说的是之前的图中所展示的机器人不管对于?#24179;?#22120;或者声呐以?#26696;哐共?#30340;布置都比较便捷。高?#20849;?#30340;形体设计   主要由高?#20849;?#30422;、舱体、高压球舱盖三部分组成共有个每个高?#20849;?#30001;两个卡箍固定于框架之上。材料选用合金该材料主要合金元素是镁和硅具有极佳的加工?#38405;?#20248;良的可焊性、电镀性良好的抗腐蚀性、韧性阳极氧化效果优良。?#24179;?#22120;的选择与形体设计   ?#24179;?#22120;作为整个AUV动力来源共有两种一种是水平?#24179;?#22120;共两个另一种是竖直?#24179;?#22120;共三个通过?#24179;?#22120;固定架将其固定于框架之上各个?#24179;?#22120;独立工作相互协作实现对整个AUV姿态的控制。?#24179;?#22120;上固定有导流?#31181;?#35201;作用就是在运动中对迎面而来的海水阻力进行分割化解从而达到?#26723;?#38459;力的效果。在?#24179;?#22120;电机的功率选择上参考了之前现有的科研用水下机器人的?#24179;?#22120;选取V、W的直流电机带动声呐成像原理的探究声呐的型号选择我们使用Tritech的SeaKingDST双频数字机械扫描式前视声纳属于单波束前视声呐。此声纳采用先进的数字变频技术典型工作频率为KHz和KHz低频KHz可以探测达到米距离范围的大体积的目标高频KHz由于波束较窄用予近距离探测(米)可对目标细节进行成像并给出高清晰度的图像。SeaKingDST双频数字机械扫描式前视声纳的工作原理SeaKingDST前视声纳发射基阵以“步进”方式旋转声纳控制系统每发出一个旋转指令声纳头开始顺时针或逆时针转动一个步进(step)角度角度的大小取决于步进速度(StepSize)的设置以一定的垂直开角和水平开角向探测区域发射一次声脉冲并在新的方位上暂留片刻以接收采集回波数据工作方式如下图所示?#33322;?#25910;?#20132;?#27874;后声纳头再旋转同样的角度继续如上的过程直至从声纳扫描范围一侧到另一侧然后返回重复整个动作。在声纳的接收阵串口返回的数据中包括声纳此时的各种状态?#38382;?#21644;该波束采样后的回波强度值。假设在声纳探测的某个角度(°)?#24418;?#20307;(objectA)如左图:   声纳以步进角.°探测以后会返回不同强度的回波信号(如右图)在没有ObjectA的区域不会探测?#20132;?#27874;信号(形如Ping)当遇到物体的时候会接收到形如Ping一Ping的回波信号证明在Ping~Ping的探测范围内?#24418;?#20307;的存在而且可以得到这些回波的角度(分别为°°°)。如果阈值选择过低会保留过多的背景信息使得目标信号不明显甚至会淹没在背景信号中如果阈值选择过高反而会保留过多的噪声并且丢失部分目标信息所以一般将阈值选择为~dB,之后再对这个阈值范围内的信号进行采样再将采样值线性扩大到~灰度值范围这样可以扩大信号的分辨率方便之后的成像和对图像的处理(如下图所示)这里每一个scanline设置个采样点因此每一个scanline返回个Bins(如右图)。设置声纳步进角度.度测量距离范围米这样在正前方?#30830;?#22260;内产生条扫描线。声纳的方位角是当前扫描线的指向同样也是目标相对AUV的方位角由于该数字式声纳的特性角度采用阶分表示法即Gradians=°这里采用/Grandian单位将°分为份这样°=或°=°=°=。如此数据返回Bearing=所以方位角=(/)*=°Binl、Binl即为目标所在的距离?#38382;?#20182;们的值大于采样阈值所以在声纳图像上呈现白色亮点。Binl也是目标的回波此值介于上下采样?#25269;?#38388;在声纳图像上呈现?#30097;?#25105;们以机器人前方°范围最大扫描距离m为例:运用XS的简单的姿态控制程序右图为程序的流程框图芯片的设置:PLL初始化、PWM初始化、PIT初始化、SCI初始化、IO口初始化、AD初始化。控制程序:悬停程序、前进后?#25628;?#25321;浮沉程序。注?#36864;得鰨篜WM和PWM分别控制三个竖直?#24179;?#22120;正反转PWM和PWM分别控制个水平?#24179;?#22120;正反转PWM和PWM分别控制另一个水平?#24179;?#22120;正反转。

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