基于总线技术的分布式水下航行器控制器设计.pdf

简介：
本文介绍了基于总线技术的分布式水下航行器控制系统的设计与实现，旨在提高水下航行器的任务执行效率和可靠性。 在基于总线的分布式水下航行器控制器设计中涉及的知识点主要包括以下几个方面： 1. 分布式控制系统概念：这是一种用于工业自动化控制的计算机系统，由多个节点组成，每个节点负责系统的部分任务，并通过网络相互通信。 2. CAN总线技术：CAN（Controller Area Network）是一种基于消息的数据传输协议，在汽车和工业环境中广泛应用。它具有高数据速率、成本效益以及易于扩展与维护的特点。文中设计采用这种总线作为通讯基础以确保高效准确的资料传递。 3. ARM架构MCU：ARM架构微控制器因其高性能及低能耗而被广泛应用于需高效处理能力同时又对功耗有严格要求的应用场景，如水下航行器控制系统中便采用了此类处理器核心。 4. 控制器硬件设计：包括最小系统、I/O接口、隔离电路和通信模块等多个部分。MCU负责基本控制任务；传感器通过串行或并行端口连接到控制器以实现数据采集；而通讯功能则主要依赖于CAN总线来与其他节点进行信息交换。 5. 数据处理与存储：此设计能够实时收集来自各种感应器的数据，并将其传输至微处理器中加以分析融合。同时，还具备储存实验期间产生的大量数据的能力，便于后续的系统调试及行为分析。 6. 智能控制和通讯功能：该控制器支持智能控制系统操作如自动导航、故障检测等，并能够通过与其他节点之间的通信来实现灵活且高效的管理策略，在出现异常情况时也能迅速做出应对措施。 7. 系统可靠性与实时性要求：水下航行器对系统稳定性和响应速度有着极高的标准，因此必须确保控制器在恶劣环境下仍能正常工作并快速处理传入的数据和命令。 8. 维护简便性：考虑到实际操作中的便捷需求，在设计过程中还特别注重系统的可维护性以便于现场维修或升级以减少因故障导致的停机时间。