基于DSP的舰载天线稳定平台伺服系统的设计与实现

为了实现舰载轻型天线稳定平台的高精度控制,设计了相应的位置伺服系统.针对舰载轻型天线稳定平台处于强振动、大冲击和强电磁干扰等恶劣环境,根据其承载的天线具有倒单摆式和大惯量负载等特点,采用经典控制理论中带微分反馈速度环进行速度控制;引入了陀螺环前馈控制补偿载体扰动,结合TMS320LF2407 DSP芯片的高速处理能力,采用模糊与单神经元自适应智能双模控制策略进行位置控制.结果表明,该系统具有较高的响应速度、较高的稳定精度和较强的抗负载扰动能力,具有很强的鲁棒性和自适应能力.     

基于RBF神经网络补偿的动力定位PD控制

动力定位控制系统在实际工况中会受到外部风、浪、流等环境力的扰动,本文主要研究PD+RBF控制算法以提高动力定位系统的抗干扰性和稳定性.RBF神经网络用来补偿外界环境扰动,其权值自适应律通过Lyapunov稳定性证明得到,通过稳定性的分析能够保证整个系统全局渐进稳定.在一艘平台供应船的仿真结果对比中显示了所提出控制器的有效性.     

基于Backstepping的船舶航向自适应滑模控制

针对Norrbin非线性船舶运动数学模型,提出了一种基于Backstepping的自适应滑模控制策略。为了消除外界扰动的影响,引入扰动估计器的设计方法,并借助Lyapunov函数证明了该控制器可以确保闭环系统渐近稳定,使系统的跟踪误差趋于零。与传统的PID控制策略相比,具有较好的跟踪能力和较快的响应速度。     

无刷直流电动机Tm和Tl的测量方法

为了实现舰载轻型天线稳定平台的高精度控制,直流电动机机电时间常数Tm和电气时间常数Tl的准确测量在伺服控制系统设计中具有十分重要的指导意义.在考虑摩擦力矩的情况下,导出了如何运用启动电流法测取直流电动机机电时间常数Tm和电气时间常数Tl的测试计算方法,并设计了该系统的双闭环系统调节器.结果表明,该系统具有较高的响应速度、较高的稳定精度和较强的抗负载扰动能力,具有很强的鲁棒性和自适应能力.     

船舶电力系统自适应Backstepping混沌控制

为了抑制船舶电力系统在周期电磁扰动下可能产生的混沌振荡,在两机并联模型的基础上,应用自适应Backstepping方法设计了系统的混沌控制器。应用Lyapunov稳定性理论证明了在该控制器作用下,系统能够保持闭环渐进稳定。仿真结果表明,混沌控制器能够以较快的收敛速度抑制系统中的混沌,使系统状态迅速稳定在平衡点,同时还能够以较快的速度辨识出导致系统产生混沌的参数。     

基于模糊神经网络滑模控制的船用螺旋桨磨抛并联机器人抗抖振研究

为了解决船用螺旋桨高阶曲面打磨问题,避免传统手工操作生产效率低、劳动强度高、精度难以保证的问题.采用并联机器人控制系统,考虑了模型外部扰动的非线性多变量系统,提出了基于模糊神经网络的非线性系统自适应滑模控制策略,设计了滑模控制法控制器.通过比较控制的多种方式,建立了RBF的辨识模型,仿真分析其逼近能力,在此基础上,设计神经网络滑模控制器,并进行仿真验证.在保证机器人控制系统具有抗干扰性和鲁棒性的基础上,削弱常规滑模控制的抖振问题.仿真结果证明:非线性系统自适应滑膜控制策略具有良好的抗负载扰动、参数摄动的特点,为智能控制在并联机器人滑模控制中的应用提供了很好的理论依据.     

基于数学形态学的船舶配电网扰动信号分形检测系统

针对当前船舶配电网扰动信号检测系统存在的检测精度低、检测时间长等不足,提出了基于数学形态学的船舶配电网扰动信号分形检测系统。首先对当前船舶配电网扰动信号检测系统的工作原理进行分析,指出引起目前系统不足的原因,然后采用数学形态学对船舶配电网扰动信号进行滤波处理,对船舶配电网扰动信号中的噪声进行去除和抑制,最后采用分形理论对船舶配电网扰动信号进行检测和定位,并实现了船舶配电网扰动信号检测的仿真验证性测试。测试结果表明,本文检测系统可以对船舶配电网扰动信号进行高精度定位,具有很强的自适应能力,缩短了船舶配电网扰动信号检测时间,是一种速度快、精度高的船舶配电网扰动信号检测系统。     

改进自适应遗传算法优化的船用增压锅炉上锅筒水位滑模控制方法

[目的]船用增压锅炉的上锅筒水位由于航行中负荷的频繁变化,难以获得理想的控制效果。为了保证上锅筒水位的稳定,对大负荷扰动下的上锅筒水位控制方法进行研究。提出一种基于改进自适应遗传算法优化的增压锅炉上锅筒水位滑模控制方法。[方法]将上锅筒水位偏差的速度和速度变化率引入S函数来设计滑模控制器,采用李雅普诺夫稳定性原理证明其稳定性。在此基础上,利用改进的自适应遗传算法优化滑模控制器。[结果]将改进的自适应遗传算法优化的增压锅炉上锅筒水位滑模控制方法与传统的PID控制方法进行了对比分析。在响应斜坡扰动信号和阶跃扰动信号时,改进自适应遗传算法优化的滑模控制器均能够无差跟踪输入信号,其稳定时间比PID缩短5 s,超调量也小于PID。[结论]仿真结果表明,改进自适应遗传算法优化的滑模控制方法具有更优的控制效果。     

多模型估计理论

研究利用多模型来副近系统的动态性能,基于多模型设计组合导航系统的多模型自适应卡尔曼滤波器.通过仿真研究表明,在多模型自适应估计和交互式多模型滤波均克服了单一滤波由于外部扰动所造成的滤波误差过大甚至发散的问题.多模卡尔曼滤波器对组合导航系统能达到理想的控制精度、跟踪速度以及稳定性.研究表明,运用多模卡尔曼滤波能改善系统的瞬态响应,覆盖大范围的参数不确定性.     

带扰动观测器的船舶轨迹跟踪自适应动态面滑模控制

针对遭受未知外部环境扰动的三自由度全驱动船舶轨迹跟踪控制问题,设计一种带扰动观测器的自适应动态面滑模控制方法。该方法构造扰动观测器估计未知扰动,并对控制量进行前馈补偿,采用σ修正泄漏项的自适应律估计扰动观测误差的界以提高控制精度,结合动态面技术解决传统反演法的微分爆炸问题,并选取李雅普诺夫函数证明该控制器可保证闭环系统内所有信号的一致最终有界性。基于一艘供给船舶进行仿真试验,结果表明,所设计的控制器输出合理有效且跟踪精度高,在工程实际中具有一定的参考价值。