21世界是海洋的世纪,随着深海科学探查、水下资源开发、大范围海洋测量、海图绘制以及水下管道跟踪与探测等领域的发展,潜水器技术,尤其是续航力大、能达到各种潜深、并能完成多种作业任务的载人潜水器成为最重要的研究方向之一。本文的主要研究内容是以某一特定的载人潜水器为研究对象,设计出性能优良的嵌入式控制系统并进行预测S面控制器的研究。本文从某型载人潜水器特点出发,构建了载人潜水器控制系统的体系结构,并对水下嵌入式控制系统部分进行了研究与设计。针对载人潜水器控制舱空间狭小、电磁干扰严重的现象,在控制系统中设计了串口信号隔离电路与模拟信号隔离电路,提高了串口信号与模拟信号抗干扰能力。为了保证载人潜水器能够执行复杂任务并具有持久续航的能力,其能源系统采用锂离子动力电池组。根据锂离子动力电池组的特点,设计了一套管理系统,该管理系统以单片机AT89S52为核心,以A／D传感器、温度传感器、霍尔电流传感器作为外围测量器件,上位机监控界面采用VC++搭建,实现了电池组状态信息的实时监控。本文提出了预测S面控制器来控制载人潜水器。预测S面控制器基于S面控制器,采用BP神经网络建立预测模型,通过反馈校正和滚动优化环节调整S面控制器参数。仿真结果表明,和基础S面控制器相比,预测S面控制器具有更好的自适应性能,可以满足载人潜水器的控制要求。