全驱动自主水下机器人回收路径跟踪模糊滑模控制

为满足全驱动自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)的水下搜救、回收和海底地貌成像等实际任务的需求,对全驱动AUV路径跟踪控制应用方法进行研究。阐述“探海Ⅱ型”全驱动AUV回收系统的组成,建立该AUV的水平面和垂直面数学模型,设计一种模糊滑模路径跟踪控制器,并对其进行仿真和湖试试验。结果表明：该AUV运行可靠,能较好地完成回收路径跟踪任务,满足水下实际任务需求;研究的AUV路径跟踪控制器对全驱动型AUV及其他领域的路径跟踪控制具有借鉴意义。     

基于指数趋近滑模控制的水下机器人-机械手系统轨迹跟踪

针对水下机器人-机械手一体系统需要快速、准确实现预定轨迹跟踪以实现作业的要求,提出一种基于指数趋近律的滑模变结构控制方法,以期提高系统的响应速度与控制精度,并减小系统抖振,实现对系统运动轨迹的控制。为此本文首先建立水下机器人-机械手系统整体动力学模型,并基于指数趋近律和滑模变结构控制建立系统的控制器,通过李雅普诺夫稳定性理论对控制系统的稳定性进行验证。然后在Matlab环境中对水下机器人-机械手系统进行轨迹跟踪控制仿真。仿真结果表明,建立的滑模控制系统响应快,控制误差小,能够有效地实现水下机器人-机械手系统的运动轨迹控制。     

“海筝Ⅱ型”遥控自治水下机器人的运动控制研究

论文以＂海筝Ⅱ型＂遥控自治水下机器人为研究对象,简要介绍了该型水下机器人的总体性能和运动模型,着重对其运动控制展开研究。利用模糊PID算法来实现该型水下机器人的运动控制。并通过仿真和一系列的试验来验证其控制性能。     

水下直升机无模型参数自适应滑模控制

本文主要研究水下直升机（autonomous underwater helicopters, AUH）的首向无模型控制问题。AUH圆碟形的外形使其具有灵活的首向机动性,但也使AUH的首向易受外部扰动和模型失配的影响而出现振荡和超调。针对AUH的首向稳定控制问题,提出一种无模型参数自适应滑模控制方法。首先,利用系统输入/输出测量数据建立动态线性化数据模型,基于离散无抖振滑模控制算法设计无模型自适应滑模控制器。其次,分析了AUH的主要动力学参数发生大范围变化时,使用无模型自适应滑模控制器获得的控制输出存在超调和振荡的原因,提出一种控制器参数自适应调节律,解决了控制输出的超调和振荡问题。在被控对象参数大范围变化的情况下,所提出方法获得了具有一致性的首向控制效果。该方法仅需要首向控制输入/输出测量数据,实现了AUH的首向无模型控制。通过仿真和湖上试验,验证了方法的可行性和有效性。     

基于参数扰动模型的遥控潜水器滑模控制方法

[目的]遥控潜水器(ROV)的运动控制易受到环境和模型参数不确定性因素的影响,难以达到预期控制效果,针对此情况,提出一种基于参数扰动模型的ROV滑模控制方法.[方法]以标准ROV模型为基础,将环境干扰与模型自身参数的不确定性作为模型扰动参数,建立带参数扰动的ROV模型,并对模型进行解耦得到深度方向的控制模型,基于带参数...     

无人水下航行器滑模变结构控制研究进展

运动控制是无人水下航行器发展的关键技术之一。滑模控制作为1种重要的无人水下航行器控制策略受到国内外学者的广泛关注,取得了丰富的研究成果。本文简要介绍了无人水下航行器运动控制的特点和滑模控制的基本原理,并着重对无人水下航行器滑模控制以及滑模控制和自适应控制、模糊控制的结合进行了论述。     

基于模糊理论的水下航行器运动控制及仿真研究

为消除传统模糊控制存在的控制盲区,采用模糊控制与PID控制结合的控制方案。针对现有变论域模糊控制运算量大、推理规则利用率低等缺点,提出分级变论域的方法,设计某型水下航行器相应的模糊PID控制器,并利用计算机进行仿真试验。结果表明,相较于传统PID控制,在水下航行器深度及纵倾控制中,模糊PID控制器具有速度快、超调小及稳定时间短等特点,对于复杂非线性对象的控制器设计有着较好的借鉴意义。     

基于模糊滑模理论的水面航行器减摇控制

水面航行器运动控制系统中存在很多不确定因素,难以对其建立精确的数学模型,针对这一特点,将模糊滑模算法运用到水面航行器减摇控制中,使控制器保持滑模算法对参数摄动和外界扰动不灵敏、反应迅速和鲁棒性强的特点.同时,引入模糊控制对滑模控制器的抖振进行优化,减弱对舵机和鳍机的机械磨损.在充分考虑舵角和航速等约束条件下,设计分离型舵鳍联合减摇模滑模控制器,进行Matlab仿真对比研究.仿真结果表明:设计的模糊滑模控制器能使船舶具有良好的航向保持和减摇效果,同时,系统抖振相比单独使用滑模控制器明显减弱.     

堤坝检测水下机器人GDROV方案研究

介绍用于查找江、河、湖、海各种堤坝的裂缝、破损和隐患质量等问题的堤坝检测水下机器人的系统组成、基本功能和工作原理,并给出了机械本体、机器人定位系统、堤坝检测系统和控制系统设计方案。     

适应数字化航道运行模式的驾控集成研究

为适应数字化航道运行模式,针对南京航道局船舶现存的问题,提出建设可靠异构船舶信息网络、优化设计驾控布局及驾控设备集成的建议,期望对后续航道局船舶驾控集成提供帮助。     

基于多段滑模面控制的船舶柴油机调速系统仿真研究

船舶柴油机的稳定运行,关系船舶电力系统电能品质以及柴油机的性能。为了使柴油机具有得到较好的排放性、经济性及动力性,对其转速进行稳定的控制是十分重要的。在实验的基础上建立柴油机调速系统的非线性数学模型,利用滑模变结构控制理论设计了多段滑模面变结构控制器。并用MATLAB/simulink进行了仿真,结果表明:多段滑模面变结构控制能很好抑制系统的超调量,快速跟踪目标值,具有控制精度高,鲁棒性强等特点。     

基于Petri网的UUV水下回收协调控制研究

水下无人潜器（UUV）水下回收是一个复杂的过程,它既有连续动态又有离散事件。针对UUV多变量、非线性、强耦合的特点,在其回收过程中针对不同的状态,提出一种基于Petri网的协调控制方法。采用混杂系统理论来分析动态过程和设定离散事件,并运用Petri网技术对回收过程的动作细节进行划分,通过实时测量和判断,分析和监控回收状态,以达到实时控制的目的。水池试验验证了Petri网技术对复杂过程描述分析方面的优越性,并成功解决了UUV回收过程运动中的逻辑协调问题。     

船舶建造模式研究

现阶段船舶航运市场不景气、船舶价位较低、涂装PSPC等建造要求与公司投资引进先进或大型设备、劳动力成本日益增加产生了较为突出的矛盾,为此,从船企船舶建造工艺再造、合理利用内外资源等方面进行分析,论述相对合理的船舶建造方案,从而达到满足涂装PSPC建造要求、提高船舶建造效率、降低时间成本、有效控制船舶建造成本的目的。     

深弹舵机电动加载系统的滑模模糊自适应控制研究

针对某型深弹舵机电动加载控制系统存在跟踪精度、参数不确定性和干扰问题,将滑模变结构与模糊自适应控制相结合,设计了一种滑模自适应控制方案。在滑模控制中引入自适应参数调节律和模糊控制规则,采用自适应律实时调节控制器,采用模糊控制消除抖颤。仿真结果表明,滑模模糊自适应控制方法不仅改善了舵机电动加载系统的跟踪精度,而且还有效地消除外界干扰、抑制抖振,具有很强的鲁棒性。     

减摇鳍/水舱联合减摇系统模糊自适应滑模控制

针对减摇鳍和被动式减摇水舱设备在不同航速下的减摇特点,建立了船舶减摇鳍/水舱联合减摇系统的横摇数学模型。结合模糊自适应控制良好的逼近特性和滑模控制算法对扰动和模型参数变化的不灵敏性,设计了减摇鳍/水舱联合减摇系统的模糊自适应滑模控制器。采用实船参数的仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的自适应性和鲁棒性,减摇鳍/水舱联合减摇控制系统在不同海况和不同航速下均具有良好的减摇效果。     

柴油机调速系统自适应滑模控制算法的研究与仿真

建立2135型柴油机调速器的非线性模型,设计一种滑模控制器,以实现对单输入非线性柴油机调速系统的控制,并用MatLab/Simulink仿真,体现出滑模变结构控制对非线性系统进行控制的动态、静态品质优良,鲁棒性好的特点,解决传统PID控制超调量大、调节时间长的问题.针对滑模变结构控制器容易产生抖振的问题,设计了自适应离散滑模控制器,取得较好的仿真结果.     

基于滑模模糊控制的鱼雷横滚控制方法研究

论文针对传统比例微分控制方法在鱼雷进行较复杂运动时无法有效抑制横滚的问题,采用滑模模糊控制方法,根据舵机阶跃响应曲线,确定模糊控制器规则表,模糊控制器的每个规则都为一个滑模控制器,系统控制量由模糊控制器的输出确定,将模糊控制不依赖于系统模型和滑模控制鲁棒性强的特点综合起来.以国外某鱼雷为例,设计结构简单易于工程实现的一维五规则滑模模糊控制器,经仿真与比例微分控制对比证明:当流体动力系数存在干扰,鱼雷进行各种运动时,滑模模糊控制都能很好地抑制鱼雷的横滚,震颤很小,鲁棒性好.