基于DSP的多AUV协同时钟同步算法设计与高精度实现

本文档探讨了"多AUV协作时钟同步控制算法设计与实现"的主题，发表于2013年12月的《西北工业大学学报》第31卷第6期。在多自主式水下航行器(AUV)的协同作业中，时间同步技术起着至关重要的作用。作者刘明雍等针对这一挑战，设计了一种创新的解决方案，采用数字信号处理器(DSP)作为核心，以提高AUV与全球定位系统(GPS)的精确同步。 研究首先深入剖析了时钟同步过程中可能出现的误差源，包括环境因素、设备漂移和通信延迟等。为了减少这些误差，作者提出了结合线性回归和卡尔曼滤波算法的误差补偿策略。线性回归用于分析误差趋势，而卡尔曼滤波则通过实时数据更新来动态调整时钟偏差，从而实现高精度的时间同步。 硬件层面，文章介绍了如何利用DSP、GPS模块以及恒温晶振进行实际的时钟同步控制。恒温晶振的引入可以有效保持时钟频率稳定性，确保在极端环境下也能维持精确的时间基准。作者通过时钟校准实验验证了这一方案的有效性，结果显示该控制算法显著提升了时钟同步的授时精度和频率稳定度，满足了多AUV协同作业对于时间同步的严格要求。 多AUV系统的协同作业依赖于精确的位置共享，这需要所有AUV共享同一时间基准，以便实时交换位置信息。因此，一个高效的时钟同步机制对于确保多AUV之间的无缝协作至关重要。文中提到的精确时钟同步技术为多AUV系统在水下任务中的协作定位提供了关键技术支撑。 关键词：自主式水下航行器(AUV)协同；时钟同步；误差补偿算法；数字信号处理器(DSP)；恒温晶振。这篇文章不仅具有理论价值，也为实际应用提供了实用的工程解决方案，对于推动水下无人系统的发展具有重要意义。