| 研究生: |
林俊安 Lin, Jiun-an |
|---|---|
| 論文名稱: |
四自由度自主型水下載台設計與浮潛姿態控制 Design and Attitude Control of Four-DOF Autonomous Underwater Vehicle |
| 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: | 2008 |
| 畢業學年度: | 96 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 65 |
| 中文關鍵詞: | 水下載具 |
| 外文關鍵詞: | AUV, Autonomous Underwater Vehicle |
| 相關次數: | 點閱:86 下載:2 |
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本文主要目的是建立可調整四自由度的水下載台,藉由浮力系統、俯仰調整系統、橫傾調整系統與推進系統來達成控制水下載台姿態的目的。利用GPS、陀螺儀、電子式壓力計感測載具姿態,在控制系統上採用嵌入式系統(Embedded System )進行紀錄與控制,並由GSM回饋資訊。
浮力系統利用活塞的往復作動來達成進排水目的,其可控制的浮力為300c.c.(為載具的1%),單次行程時 間為3分鐘,設計最大深度為50m。俯仰調整系統為採用潛艇的方法,以泵浦調整前後水艙水量的方式來控制俯仰,最大調整量為±45°。橫傾調整系統為一以圓周方向運動扇形配重塊,用來控制重心位置,可進行360°的調整。推進系統是改裝小型沉水馬達變成載具外引擎來進行推進,並由翼板利用下潛或上升時所產生的向前分量達到推進的目的。
整體四個自由度系統測試,在響應的時間上,單一自由度由任意角度到平衡最長時間為40秒,附上四自由度的實驗數據以供相關研究參考。
The main purpose of the thesis is to establish an adjustable Four-DOF underwater vehicle. By the use of buoyancy、pitch and roll adjustable、propulsion systems, it is able to achieve the attitude control of the underwater vehicle。The use of GPS、GSM and electronic pressure sensor are devices to measure the position and attitude of the vehicle. The Embedded System is used in order to take down records and control the vehicle through certain commands, then report the information back by GPS.
The buoyancy system uses a reciprocate piston to suck in and drain out the water inside, the controllable buoyancy is 300 c.c (1% of total weight), the action time for one stroke is 3 min, and the maximum depth is designed to 50 m. The pitch adjustable system is adopted from submarines, using a hydraulic pump to change the volume of water in the water container which is placed at the fore and aft section of the vehicle, the maximum pitch angle is ±45∘. The rolling adjustment system is achieved by the use of a fan-shaped iron block which can rotate 360∘in order to change the gravity center. In the propulsion system a small-scaled DC bilge pump is used, and hydroplanes are attached to provide forward force quantity while the vehicle travels up and down in the water.
On the response time of the Four-DOF system, for a single DOF it takes about 40 sec to counterbalance, the experimental data is provided for further use.
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