| 研究生: |
謝淳鉅 Hsieh, Chun-Chu |
|---|---|
| 論文名稱: |
模糊理論於自主型水下載具航行控制與金屬探測之應用 The Application of Fuzzy Theorem in Autonomous Underwater Vehicle for Navigation Control and Metal Detection |
| 指導教授: |
林忠宏
Lin, Chung-Hung |
| 學位類別: |
碩士 Master |
| 系所名稱: |
工學院 - 系統及船舶機電工程學系 Department of Systems and Naval Mechatronic Engineering |
| 論文出版年: | 2011 |
| 畢業學年度: | 99 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 92 |
| 中文關鍵詞: | 水下載具 、模糊控制 、金屬探測 |
| 外文關鍵詞: | AUV, Fuzzy control, Metal detection |
| 相關次數: | 點閱:129 下載:17 |
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本論文之主要目的在於建構出具有金屬探測能力之水下載具,並應用模糊控制於水下載具之航行控制,分別為深度控制與航向控制。在硬體的架構上,以嵌入式單板電腦做為主控制器搭配方向定位計與壓力計來量測載具的姿態。並藉由無線網路通訊,使操作者可直接於人機介面中下達各項指令與進行資料收送,快速掌握水下載具各項動態。
水下載具採模組化設計,以達攜帶方便、擴充容易、維修或替換便捷之目的,共劃分為六個艙區,分別為艏艙、主控艙、浮力艙、配重艙、艉艙與任務艙。艏、艉艙為空心半球型整流罩,艙內可放置浮材或重塊調整載具整體的浮力與重心位置;主控艙為水下載具之核心系統,控制水下載具所有功能的運作;浮力艙內部裝置浮力引擎設備,利用進、排水動作來控制載具的浮潛(Heave)運動;配重艙中的螺桿配重設備進行俯仰(Pitch)姿態調整,並在艙體外部裝設左、右推進器,控制縱移(Surge)與橫擺(Yaw)運動;任務艙規劃為金屬探測系統,並利用探地式金屬探測器與水下載具連結,作為金屬搜尋之感測器。
本研究於水槽與安平漁港以模糊控制進行四自由度控制實驗與金屬探測實驗,並且提供控制流程與實驗數據驗證模糊控制器與金屬探測系統之可行性。
The main purpose of this thesis is to establish an autonomous underwater vehicle (AUV) which has the ability of metal detection, and by using the fuzzy control in AUV for navigation controlling, respectively, the depth control and yaw control. In the hardware construction, the control system is consisting of embedded system. Gyro and electronic pressure sensor are used to determine the position and depth of the AUV. User can manipulate the AUV on the human machine interface on board directly by WLAN.
The AUV is modular in design to achieve the goals, easy to carry, easy to repair or upgrade. The overall plan is divided into six sections, bow and stern section, main control section, buoyancy section, counterweight section and mission section.
The bow and stern section are fairing hemispherical domes, and the tanks can be placed in floating wood or weights to adjust buoyancy and centre of gravity position of the vehicle .The control system located in the main section control all the functions of the AUV. The Buoyancy engine in the buoyancy cabin can control AUV’s heave movement. The weight position equipment in the counterweight cabin can control AUV’s pitch movement, and installs the left and right thruster outside the cabin to control AUV’s surge and yaw movement. The mission module plan for metal detection system, and use the metal detector to do the mission of metal detection.
In this study, the four-DOF and metal detection with Fuzzy Control Theory in tank and Anping Harbor were examined experimentally; therefore, the results offer the feasibility of fuzzy controller and metal detection by control processes and experimental data.
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