發(fā)布時間：2020-09-21 13:17

　　 近年來,隨著陸地資源的不斷消耗,海洋的探索成為了新的發(fā)展趨勢。然而大多數(shù)的海洋區(qū)域地形復(fù)雜,兇險未知,加上人類自身條件的局限性,無法長時間在水中工作,一時間海洋研究陷入了僵局。水下機器人的誕生解決了這一問題,它能夠代替人類進入海底深處,通過搭載專業(yè)的攝像頭和相關(guān)傳感器設(shè)備實現(xiàn)對海洋的觀察、測量、打撈等工作,極大推動了海洋事業(yè)的發(fā)展。目前利用水下機器人執(zhí)行相關(guān)水下作業(yè)任務(wù)已成為人們研究的熱點。本文所設(shè)計的水下作業(yè)機器人包含水下機器人主體平臺和地面站平臺兩大部分:水下主體平臺采用開架式的外形結(jié)構(gòu),用SolidWorks進行機架及耐壓艙的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計,以STM32作為主控制器,利用Altium Designer軟件設(shè)計核心控制電路板,包含電源、電機驅(qū)動、數(shù)據(jù)采集、圖像采集等模塊,連接成控制系統(tǒng)的硬件電路,并燒寫相關(guān)程序進行系統(tǒng)的調(diào)試。程序中加入了PID控制算法,提高了控制效果。在協(xié)處理器樹莓派中安裝Linux系統(tǒng)環(huán)境,運行MySQL數(shù)據(jù)庫和boa服務(wù)器;同時設(shè)計了上位機控制界面和網(wǎng)頁端監(jiān)測界面,通過局域網(wǎng)和串口的通信,實現(xiàn)了對機器人遠程的運動控制和圖像采集,測量的相關(guān)數(shù)據(jù)可在監(jiān)測終端上實現(xiàn)顯示、存儲和查詢。并最終通過水中的運動控制實驗、數(shù)據(jù)采集實驗、圖像傳輸實驗等驗證了水下作業(yè)機器人系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
【學(xué)位單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP242
【部分圖文】：

圖 2.1 雙穩(wěn)態(tài)勢阱示意圖（ a 0.8， b 0.5）聲 n( t)與周期信號 s (t)作用的 Duffing 振子方程：()()3 x kx ax bx st nt 0s (t )=A cos 2 f t Duffing 振子 SR 系統(tǒng)輸入， A為輸入信號幅度，勢函數(shù) U ( x )存在三個極值點在相軌跡組成的曲線和非穩(wěn)定點（ 0 ， 0）；如果 的拐點與極點為同一27b。態(tài)，式（2.6）慣性項忽略，且 k 1時，獲得一3x ax bx s (t ) n( t )

圖 2.4 SR 系統(tǒng)輸入/輸出信噪比隨 D變化曲線領(lǐng)域中，有時更需獲知系統(tǒng)輸出相比于輸入信號質(zhì)量的Signal to Noise RatioImprovement， S NRI)衡量隨機共ininoutoutinoutSfNfSfNfSNRSNRSNRI()/()()/()0000 ，表明經(jīng) SR 處理后，噪聲部分能量轉(zhuǎn)化成微弱信號能RI 越大檢測性能越好。道容量傳輸時，可使用誤碼率來衡量傳輸性能的好壞；數(shù)字信道容量來描述隨機共振現(xiàn)象[61-63]。在無記憶的高斯白噪聲

線性系統(tǒng)勢函數(shù)11 1( ) ( ) ( )2 4V y ay b y，勢壘高度1(4 ) Vb bD，調(diào)節(jié)噪聲強度 D 相當(dāng)于更改參數(shù)1b ，其中 的變化可通過修改 躍遷率kr 的變化與系統(tǒng)參數(shù) a 有關(guān)，調(diào)節(jié)參數(shù) 能適應(yīng)不同輸入速度，固定噪聲強度不變，可通過調(diào)節(jié)參數(shù) 、 達到 SR 效果。參數(shù)a和b 值會造成勢函數(shù)的勢壘高度2(4 )aUb 、勢阱間距離x 值34 27cA a b改變。從圖 2.5(a)可知：當(dāng) a =1時， b 值變小，勢函， x 變大。從圖 2.5(b) 可知：當(dāng) b =1時，a 值變小，勢函數(shù) 的 ，從圖 2.5(c)(d)可知，cA 與 、 b 呈非線性關(guān)系，cA 增大，粒子需要勢壘實現(xiàn)躍遷得目的。在雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)中， 決定系統(tǒng)實現(xiàn) SR 時， 變化會造成系統(tǒng)實現(xiàn) SR 時，輸出信號幅度的改變，因此，系對雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)參數(shù)對隨機共振發(fā)揮著非常重要的作用。

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本文編號：2823528