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基于嵌入式系統STM32的UUV通用運動(dòng)控制層設計
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作者:
作者單位:

中國船舶工業(yè)系統工程研究院

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中圖分類(lèi)號:

TP242.2

基金項目:


Universal Design of Motion Control Layer in UUV Based on STM32
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    摘要:

    為提高UUV分布式控制系統架構中運動(dòng)控制層的通用性,依據分布式計算和模塊化設計的原則,設計了一種基于嵌入式系統STM32的通用運動(dòng)控制層架構。硬件電路設計以STM32F407ZGT6型芯片為核心微控制器,支持兩路CAN總線(xiàn)進(jìn)行層間通信和推進(jìn)器控制,輸出4路PWM進(jìn)行舵機控制,對外提供多路RS232和RS485總線(xiàn)接口與各種傳感器進(jìn)行數據交互,并設計了一片IIC接口的掉電非易失EEPROM進(jìn)行參數保存。軟件設計實(shí)現CAN總線(xiàn)數據通信和X舵到十字舵的轉換邏輯控制。經(jīng)實(shí)驗測試,該設計方案能夠完成UUV的推進(jìn)器推進(jìn)功率控制和X舵的上下左右轉向打舵控制,實(shí)現了與上層決策規劃層進(jìn)行1Mbps速率的CAN總線(xiàn)數據通信。結果表明,該設計方案達到了運動(dòng)控制層的設計目標,實(shí)現了具有較強通用性的UUV運動(dòng)控制層設計。

    Abstract:

    In order to improve the generality of motion control layer in UUV distributed control system architecture, a general motion control layer architecture based on embedded system STM32 is designed according to the principles of distributed computing and modular design. The hardware circuit design which is based on STM32F407ZGT6 microcontroller chip supports two CAN bus for inter layer communication and thruster control, outputs 4-way PWM to control the steering engine, provides multi channels of RS232 and RS485 bus interface for data exchange with various sensors, and provides a non-volatile EEPROM with IIC interface to save some parameters. The software design realizes CAN bus data communication and conversion logic control from X rudder to cross rudder. The experimental results show that the design can complete the propulsion power control of UUV propeller and X rudder steering operation, and the CAN bus data communication at 1Mbps rate with the upper decision planning layer is realized. The results show that the design scheme achieves the design goal of motion control layer and realizes the universal design of UUV motion control layer.

    參考文獻
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引用本文

朱衍明,林九根,宋家平,王天昊.基于嵌入式系統STM32的UUV通用運動(dòng)控制層設計計算機測量與控制[J].,2021,29(12):120-125.

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  • 收稿日期:2021-08-02
  • 最后修改日期:2021-08-26
  • 錄用日期:2021-08-30
  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2021-12-24
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