基于VXWORKS的某型自主水下航行器双冗余控制器设计开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

自主水下航行器（auv）作为一种highlyintelligentunmannedunderwatervehicle，在海洋资源开发、科学考察和军事领域中发挥着至关重要的作用。

控制系统作为auv的核心，其可靠性和稳定性直接关系到auv的整体性能和任务执行的成败。

随着auv应用场景的日益复杂化，对控制系统提出了更高的要求，传统的单套控制系统在面对复杂环境和任务时的可靠性已经不能满足要求。

2. 本选题国内外研究状况综述

随着auv在海洋领域应用的日益广泛，其对可靠性和安全性的要求也越来越高。

双冗余控制技术作为提高系统可靠性的有效手段之一，近年来在国内外auv控制系统设计中得到了广泛的关注和应用。

#国内研究现状我国在auv双冗余控制系统研究方面起步较晚，但近年来发展迅速。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本课题主要研究基于vxworks实时操作系统的某型自主水下航行器双冗余控制器设计，通过对auv控制系统需求分析、双冗余控制技术研究以及vxworks实时操作系统特点分析，完成基于vxworks的auv双冗余控制器硬件和软件设计。

主要内容包括：1.auv控制系统需求分析：分析auv的控制任务需求和功能需求，确定控制系统的性能指标，为双冗余控制器设计提供依据。

2.vxworks实时操作系统特点分析：分析vxworks实时操作系统的特点，包括任务调度机制、进程间通信机制、内存管理机制等，为双冗余控制器的软件设计提供平台支持。

4. 研究的方法与步骤

本课题的研究将采用理论分析、仿真建模、实验验证相结合的方法，并按照以下步骤逐步进行：
1.需求分析阶段：通过查阅文献资料、参考国内外相关研究成果，分析auv的控制任务需求和功能需求，确定控制系统的性能指标，为双冗余控制器设计提供依据。

2.方案设计阶段：根据需求分析的结果，进行双冗余控制器的方案设计，包括硬件平台选型、软件架构设计、通信协议设计等。

在方案设计过程中，需要充分考虑系统的实时性、可靠性和容错性。

5. 研究的创新点

本课题的研究预期在以下几个方面有所创新：
1.基于vxworks实时操作系统的auv双冗余控制器设计：针对某型auv的特点和应用需求，设计一种基于vxworks实时操作系统的双冗余控制器，并对其进行仿真分析和实验验证，以提高该型auv的可靠性和安全性。

2.高效可靠的双机热备份与切换策略：针对auv的控制特点，研究设计高效可靠的双机热备份与切换策略，确保在其中一套控制器发生故障时，另一套控制器能够及时接管控制权，保证auv的正常运行。

3.基于实时通信的故障检测与隔离机制：研究设计基于实时通信的故障检测与隔离机制，能够快速准确地检测和隔离控制系统中的故障，并及时采取相应的容错措施，提高系统的可靠性和安全性。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 张扬, 刘健, 王帅, 等. 基于vxworks的多auv协同探测系统设计与实现[j]. 海洋技术学报, 2019, 38(5): 110-117.

[2] 张晓飞, 王宏健, 李一鸣, 等. 基于vxworks的auv分布式控制系统设计与实现[j]. 中国造船, 2017, 58(3): 123-131.

[3] 孙波, 程相勤, 郑翠娥, 等. 基于vxworks的auv航行控制系统软件设计[j]. 舰船科学技术, 2018, 40(11): 118-122.