本文结合实际项目,基于模糊控制技术,进行单点系锚情况下的浮体艏向控制技术研究。浮体采用船外机作为动力系统,增设了一个转向机构,使船外机能在水平面180度范围内产生推力,控制浮体的运动,使船外机具有类似Z型推进器的功能。首先设计了控制系统的总体结构。系统采用分层结构,上位计算机为通用PC机,负责显示人机操作界面;下位机为浮体控制系统,以DSP为主控器,模拟人对船外机的油门及档位进行操作,控制浮体的运动。上下系统间采用数传电台作为无线通信装置。系统实现了手动控制和自动控制两种工作模式,手动模式下浮体控制系统接收上位计算机发送的指令,执行指令规定的动作或反馈系统的状态信息。自动模式下浮体控制系统根据采集的位置姿态信息,与上位计算机设定的艏向进行比较得出偏差及偏差变化率,根据设计的模糊控制算法,查表输出相应的控制量,控制浮体的运动。浮体控制系统以TMS320F2812为主控器,扩展了256K的SRAM,并采用2片TL16C554芯片扩展了8个串口,以满足系统多串口通信的需要。设计了系统的信号采集处理电路,用于采集系统的位置姿态信息及各种状态信息,并反馈到上位计算机进行显示,以便操作员参考,或者作为自动控制模式的输入,用于产生控制信息。采用查表法设计了浮体艏向控制的模糊控制器,以浮体艏向的偏差及偏差变化率作为输入,根据模型实验测得的数据,结合相关的控制经验设置系统的模糊控制规则,输出船外机的油门和转向控制信息,控制浮体的运动,实现浮体艏向自动保持。最后,编写了浮体艏向控制系统程序,实现了GPS/INS数据采集,系统状态信息采集,指令解码及油门档位控制,设计了模糊控制系统的查表法程序,并进行实验调试,系统能正确输出船外机油门和档位的控制量。