基于双处理器的水下无人潜航器控制器的制作方法

技术特征：
1.一种基于双处理器的水下无人潜航器控制器，其特征在于，包括岸上指挥系统上位机和下位机控制器；所述岸上指挥系统上位机包括工控机、无线数传模块、天线以及水声通讯模块；所述下位机控制器包括dsp6748和arm9双核处理器、fpga处理器和外围控制电路；其中，dsp6748和arm9双核处理器为集成一体的浮点数字信号双核处理器，与fpga处理器并行总线连接；所述fpga处理器用于硬件接口设计和时序控制，其输入输出端接外围控制电路；所述外围控制电路用于驱动和采集各外围设备，包括串口电平转换、a/d、d/a、放大电路、隔离驱动电路以及数据存储；所述岸上指挥系统上位机与下位机处理器之间采用无线通讯和水声通讯方式，水下无人潜航器水面作业时与上位机通过无线数传模块进行串口通讯；水下作业是与上位机通过水声通信模块进行串口通讯；所述dsp6748和arm9双核处理器与fpga处理器共同实现底层驱动控制及采集，dsp通过并行总线对fpga进行读数据、写数据、读状态和写状态操作，控制fpga实现底层驱动控制；所述底层驱动控制包括推进器转速控制、推进器转速采集、舵机角度控制、各关键设备分步上电控制、惯导数据交互、多普勒计程仪数据交互、全球卫星定位系统数据交互、深度计采集、避障声纳采集以及漏水传感器数据采集。2.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述dsp6748和arm9双核处理器的dsp，一方面用于响应岸上指挥系统上位机通过无线数传和水声通讯传送的运动控制指令，执行遥控运动控制以及航迹控制等控制算法；另一方面通过岸上指挥系统上位机发送的任务模式命令进行自主运动控制算法的实现；所述dsp6748和arm9双核处理器的arm，用于对dsp和sd卡等外设的管理，一方面实现对dsp的串口程序烧写功能，另一方面实现将dsp解算出的数据按一定格式存储于sd卡中。3.如权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述dsp6748和arm9双核处理器的dsp以及fpga处理器，经过串口电平转换电路将ttl电平转换为rs422或rs232电平，分别与惯导、gps、dvl、电池组、避障声纳、数据存储板、上位机以串口的形式进行数据交互。4.如权利要求3所述的控制器，其特征在于，所述dsp6748和arm9双核处理器的dsp以及fpga处理器，与深度计通过i2c进行数据交互；通过判断漏水传感器高低电平来检测漏水传感器状态；经过a/d转换电路采集推进器转速状态电压，dsp进行比例解析转速。5.如权利要求4所述的控制器，其特征在于，所述dsp6748和arm9双核处理器的dsp以及fpga处理器，输出的控制信息通过d/a转换电路和运算放大电路输出推进器模拟控制信号。6.如权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述转换电路采用16位da转换芯片ad5668，运算放大电路采用轨对轨芯片ad8397；电路设计为比例减法器u
tjq
＝1.2(u
dac1
‑
u
dac0
)，u
dac0
、u
dac1
电压范围为0～ 5v，则u
tjq
电压范围为
‑
6v～ 6v，通过dsp控制数字量限幅在
±
5v以内，u
tjq_speed_ad
＝0.47(5v
‑
u
tjq_speed
)，u
tjq_speed
的范围为0～ 5v。7.如权利要求5或6所述的控制器，其特征在于，所述dsp6748和arm9双核处理器的dsp以及fpga处理器，输出舵机pwm信号经过隔离驱动电路，输出舵机控制信号。8.如权利要求7所述的控制器，其特征在于，所述dsp6748和arm9双核处理器的dsp以及fpga处理器，输出继电器控制信号及led频闪信号，经驱动电路放大后用于继电器控制及频闪等闪烁，以实现推进器、4个舵机、惯导、dvl、gps的分部上电功能及频闪功能。9.如权利要求8所述的控制器，其特征在于，所述串口电平转换芯片采用max3160和adm3490；所述a/d转换电路采用16位单路高速ad转换芯片ads8326；所述隔离驱动电路选用
数字隔离栅极驱动器芯片adum4120；所述驱动电路选用数字隔离栅极驱动器芯片adum4120。

技术总结
本发明提出了一种基于双处理器的水下无人潜航器控制器，能够并行处理多线程数据，同时可兼顾各外围设备控制及采集的电气接口及通讯协议，并且软件系统简单，具有小型化、轻型化、低成本的特点。本发明在保证较快逻辑运算速度和强多线程处理能力的同时实现了轻型化、集成化、小型化，实现一块电路板完成外设驱动及控制算法实现，减少了产品设计空间，减轻了电路板的重量。电路板的重量。电路板的重量。


技术研发人员：可伟 邹林 张大为 水源可 李会龙
受保护的技术使用者：河北汉光重工有限责任公司
技术研发日：2021.09.22
技术公布日：2022/1/4