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1、基于VxWorks的深潛救生艇動(dòng)力定位系統(tǒng)仿真研究摘要本文以某深潛救生艇(DSRV)為研究對(duì)象，對(duì)其動(dòng)力定位(DP)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。DSRV的動(dòng)力定位技術(shù)是一種用于深潛救生作業(yè)的跨學(xué)科高新技術(shù)。它利用艇體自身的動(dòng)力抵抗外界干擾，動(dòng)態(tài)控制其保持某一姿態(tài)懸停于海洋中某一指定位置，以便進(jìn)行對(duì)接救生作業(yè)。由于深潛救生艇的DP系統(tǒng)要求控制精度高、響應(yīng)速度快，故對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性提出了非常高的要求。因此，本文選用PC／104總線嵌入式工控機(jī)以滿足對(duì)控制計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)性、緊湊性、低功耗性等各種性能的要求，同時(shí)，采用具有實(shí)時(shí)多任務(wù)特性的嵌入式實(shí)時(shí)操
2、作系統(tǒng)——VxWorks，來(lái)保證DP系統(tǒng)的可靠性、精確性和實(shí)時(shí)性。本文利用模塊化建模的思想，結(jié)合救生艇的特殊艇型和水下運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，建立了救生艇四自由度運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)嵌入式PC／104總線工控機(jī)硬件環(huán)境和VxWorks操作系統(tǒng)特點(diǎn)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需的配置要求，對(duì)整個(gè)交叉開發(fā)環(huán)境進(jìn)行了配置和構(gòu)建。主要包括了VxWorks在PC／104上的BSP的配置以及串口等一些相關(guān)必要的硬件驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)。同時(shí)，根據(jù)模糊控制理論，設(shè)置了相應(yīng)的模糊隸屬度函數(shù)，并建立了模糊規(guī)則庫(kù)，再結(jié)合PID控制理論設(shè)計(jì)出了一種混合模糊PID控制器來(lái)對(duì)艇體的四自由度運(yùn)動(dòng)進(jìn)行
3、控制。本文的仿真結(jié)果既表明了運(yùn)用混合模糊PID控制器的控制效果良好，也顯示出了采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)VxWorks和嵌入式PC／104工控機(jī)在DSRV動(dòng)力定位系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性和優(yōu)越性。這為其它嵌入式自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了較好的參考。關(guān)鍵詞：深潛救生艇(DSRV)：動(dòng)力定位；模糊控制；VxWorks；PC／104?；赩xWorks的深潛救生艇動(dòng)力定位系統(tǒng)仿真研究ABSTRACTArealDSRVhasbeentakenaSstudyingobjectanditsDPsystemhasbeendesignedandsimulated．The
4、dynamicpositioningisaninterdisciplinaryandhigh—newtechnicalappliedinde印sealifesaving，whichisrelyingontheDSRVownpowertoinhibittheoutsideinterference，dynamiccontrollingDSRVtostopatsomeaScertaininglocationinordertooperatedockingandlifesaving．。Thereisahi【ghrequestinthereal—time
5、andreliabilitybecauseoftheDPsystemofDSRVneedinghighcontrollingprecisionandfastresponsespeed．Therefore，theP4gradePC／104busembeddedIndustrialComputerWaSchosentosatisfythissystemrequestinghighcapabilityofreal—time，compactnessandlowerpower．Atthesametime，VxWorkswhichisareal-time
6、multitaskembeddedoperatingsystemhaSbeenadoptedtoensurethestability,reliability,precisionandreal-timeofDPsystem．Basedontheabilityoffour-freedomdynamicpositioningofDSRV,thefour-freedommotionmathematicalmodelofDSRVhasbeenestablishedbaSedontheideaofmodularizationmodelandthecomb
7、inationofspecialhullandthecharacteristicofunderwatermotion．ThewholecrossexploitationcircumstancehasbeenconfiguredandconstructedincludingtheconfiguringBSPofVxWorksunderPC／104andexploringsomeessentialhardwaredriveprogramaccordingtothecharacteristicofPC／104busembeddedIndustria
8、lComputerandVxWorksandthecontrolsystemdesignconfiguringrequest．Atthetime，therelati
