1、二十一世紀是海洋的世紀，隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，制造及信息技術(shù)的進步，海洋裝備的功能與結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，對其控制性能的要求也越來越高。作為海洋工程裝備的重要組成部分，水下航行體的姿態(tài)控制是其完成作業(yè)任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著航行體作業(yè)任務(wù)的復(fù)雜化，其姿態(tài)控制朝著精度化、深度化和更優(yōu)的操作性能的方向發(fā)展?？刂屏赝勇荩–MG，control moment gyro）是一種角動量交換裝置，具有輸出力矩大且連續(xù)平滑，裝置內(nèi)置且不依賴于流體運動等

2、諸多優(yōu)點。
　　本文設(shè)計了水下航行體姿態(tài)控制執(zhí)行機構(gòu)—控制力矩陀螺群（CMGs）控制系統(tǒng)總體方案。對控制力矩陀螺群機械結(jié)構(gòu)和工作原理、驅(qū)動電機選型以及水下航行體姿態(tài)控制要求進行了研究。在此基礎(chǔ)上，分析了控制力矩陀螺群的控制要求，設(shè)計了控制系統(tǒng)方案，并對硬件電路與軟件系統(tǒng)兩方面做詳細設(shè)計。
　　分析了CMGs工作性能要求，在此基礎(chǔ)上展開控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計。論述了基于專用集成電路的電機驅(qū)動電路與下位機單片機控制器電路的詳細設(shè)

3、計過程。根據(jù)電機驅(qū)動原理和控制需求，分別詳細設(shè)計了基于MC33035的無刷直流電機驅(qū)動電路和基于L298N的直流電機驅(qū)動電路。采用單片機控制器作為下位機單獨控制一組CMG驅(qū)動電機，4組控制器與上位機PC端采用基于RS-485的多機通信方式。設(shè)計了下位機控制器串口通信、D/A轉(zhuǎn)換、繼電器輸出及數(shù)碼管顯示等電路模塊，以實現(xiàn)對CMG的監(jiān)控功能。利用電子設(shè)計軟件完成了相關(guān)電路的原理圖與PCB圖設(shè)計，制作了電路板，實現(xiàn)了控制系統(tǒng)硬件電路。

4、　　根據(jù)CMGs控制原理及控制系統(tǒng)硬件電路，控制系統(tǒng)軟件設(shè)計分為上位機監(jiān)控程序和下位機控制程序。在VC++開發(fā)環(huán)境下，設(shè)計了基于MFC的監(jiān)控應(yīng)用程序，提供友好的人機交互界面，既可以控制CMGs改變航行體姿態(tài)，也可實時監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài)。利用MSCOMM串口通信控件配合單片機多機通信模式，實現(xiàn)了上下位機多機通信，自定義通信協(xié)議。下位機利用定時器與外部中斷檢測電機轉(zhuǎn)速，通過串口通信反饋至上位機。
　　對軟硬件系統(tǒng)進行單獨調(diào)試與聯(lián)合調(diào)試，在完