倒立摆的H∞控制仿真与实验

建立了一级倒立摆的奇异摄动模型,在此基础上给出了H∞最优控制,与倒立摆一般模型的H∞最优效果进行了仿真比较。同时根据对实际系统调试结果和仿真结果的比对,进一步证明了仿真得到的结论的正确性。并对所得仿真、实验结果进行分析。     

大型船舶航迹多变量随机最优控制

基于随机控制理论，研究了大型船舶航迹的随机最优控制。以Mariner号船舶为研究对象，建立了该船的运动方程和干扰模型，在此基础上，利用卡尔曼滤波器对航向角Ψ、舵角δ、船位信息(经纬度)等进行最优估计，采用LQG随机控制方法对航迹进行随机最优控制。仿真结果表明航迹控制性能良好，能精确保持航迹。     

基于模糊控制的车辆电控空气悬架系统研究

针对汽车车辆的空气悬架系统作了理论分析和计算机仿真研究,首先运用ADAMS建立了悬架的动力学模型和控制系统模型;然后运用模糊控制器对汽车空气悬架系统进行了模糊控制;对所创建的模型进行了SIMULINK仿真,取得了良好的仿真效果。     

一种无人驾驶汽车差动转向路径跟踪控制器研究

论文研究了基于差动转向的四轮独立驱动(FWIA)无人驾驶汽车(AGV)的路径跟踪问题。通过差动驱动同轴的左右车轮产生差动力矩,这一差动力矩可以统迫使车轮绕着各自的主销转动,这一转向方式被称为差动转向。基于模型预测控制(MPC)设计路径跟踪控制器计算出所需的差动力矩,在完成路径跟踪任务的同时确保车辆的稳定性。期望的横摆角速度考虑了路径跟踪误差,将路径跟踪问题转化成了车辆稳定性问题。通过CarSim-Simulink联合仿真,验证了差动转向的可行性以及路径跟踪控制器的控制效果。     

基于乒乓控制的浅潜器潜浮最优控制方法与夹逼控制算法研究

本论文首先建立了潜器的最优控制模型,在此基础上,提出了恒流量的乒乓潜浮最优控制方法,针对其最优方程难以求解的问题,提出了具体的夹逼控制算法并进行了仿真,仿真结果表明,基于恒流量的乒乓潜浮控制方法与夹逼控制算法很好地解决了潜器在垂直面内的零超调近似最优控制问题。     

电动独轮车智能辅助装置

基于扩大市面上普通电动独轮车的适用群体范围和安全可靠性,本文对电动独轮车进行改进,设计了电动独轮车智能辅助装置,由可伸缩辅助轮装置和控制系统组成。可伸缩辅助轮装置由电动机、丝杆、辅助轮以及相应支架组成。该装置可根据独轮车不同运动状态自动伸出和收回。控制系统由中央处理器、压力传感器、陀螺仪、编码器、主轮电机和可伸缩辅助轮装置电机的步进电机控制器及链接电路等组成,用来控制辅助轮装置根据独轮车不同运动状态伸出和收回。本设计可以实现在辅助轮帮助下平稳启动和停止,且在高速运动时辅助轮不会成为转向阻碍。从而使得电动独轮车能顺利、有效地安全启动与运行,尤其是对初学者而言,能有效减少摔倒的可能性,扩大电动独轮车的使用群体范围。     

基于模型的模糊预测控制防抱死系统的仿真研究

针对汽车ABS(汽车防抱死系统)作了理论分析和计算机仿真研究,首先建立了车辆的动力学模型、轮胎模型、制动器模型和控制系统模型;然后运用模型控制器对汽车ABS系统进行了模糊控制;最后,结合预测控制理论,建立了汽车ABS的模糊预测控制模型,实现了对汽车ABS的优化控制,取得了良好的仿真效果。     

基于高增益观测器的船舶航迹鲁棒跟踪控制

为实现水面船舶的航迹精确跟踪控制,考虑了海浪干扰对控制系统的影响,提出了基于高增益观测器的鲁棒最优控制方法。首先,针对系统内部不确定性和外界扰动对控制精度带来的影响,建立了含有系统复合扰动的非线性航迹跟踪模型;进而,设计高增益观测器对系统复合扰动进行估计和补偿,并设计一个带有前馈补偿器的最优控制器,获得系统的期望跟踪性能。最后针对某船舶进行了航迹跟踪控制的数值仿真试验,仿真结果表明设计的控制器对外界海浪干扰有较好的抑制作用,可以实现船舶航迹的精确跟踪。     

基于H∞鲁棒动态逆的无人机着舰纵向控制系统设计

针对舰载无人机着舰的纵向鲁棒控制问题,提出基于H∞最优控制理论和动态逆的控制系统设计方法。该方法考虑了舰尾流扰动和无人机机载传感器测量噪声的影响,以动态逆控制器作为主控制回路,以H∞最优滤波器对机载传感器测量噪声进行滤波,以H∞输出反馈控制器补偿舰尾流扰动的影响。仿真结果表明,所设计的控制系统具有良好的鲁棒性和跟踪特性,在舰尾流扰动和无人机机载传感器测量噪声的影响下仍具有良好的速度保持和轨迹跟踪能力,验证了该方法的有效性。     

小水线面双体船纵向运动控制系统研究

该文在小水线面双体船纵向运动切片法基础上给出了SW ATH纵向运动控制系统状态空间数学模型,并引入了LQR二次最优控制理论对本系统进行优化设计与仿真,找到了该系统动态响应与权矩阵Q和R之间的基本规律,同时,仿真结果也验证了该控制系统设计的准确性。     

模拟退火算法在船舶航向PID控制器参数优化中的研究

基于PID控制器的航向参数控制是控制船舶按照既定航向运行的主要方法。传统的PID控制器虽然结构简单,但是航行参数调节精确度不高,在全局进行搜索,收敛性能较差,已经越来越不能适应现代船舶航行参数控制系统的要求。模拟退火算法是一种局部最优搜索方法,能够结合航向操纵航角最小的原则对航向参数进行最优控制。本文在研究了船舶航行参数控制结构的基础上,提出了基于模拟退火算法在船舶航向PID控制器参数的优化算法,最后进行仿真。     

基于航向成形算法的船舶转向控制设计

为了更加安全、平稳的控制船舶转向操作,文章基于最优船舶转向操作的思想,提出了一种航向成形算法。给定航向ψd,经航向成形算法后变成理想转向参考信号rψ,并作为控制系统的参考航向。该方法设计简单,易于实现,而且可以根据操作的需要,选择不同的转向速度。仿真结果显示基于该航向成形方法的控制,船舶转向过程平稳,无超调现象。     

分段式前置转向梯形机构的优化

在引入汽车转向轮定位角的基础上,建立了空间转向梯形机构的优化数学模型,采用混合惩罚函数方法进行了优化编程,优化结果表明比原设计更接近理论值。     

吊舱推进器安装平台的液压同步控制策略

针对吊舱推进器安装平台四缸同步运动过程中缺乏有效控制策略的问题,提出基于BP神经网络的主从同步控制策略.通过对安装平台顶升液压系统进行分析,推导出四缸同步控制系统的数学模型.根据该数学模型设计基于BP神经网络的PID控制器,并通过AMEsim与MATLAB的联合仿真求解液压系统的同步控制精度.仿真结果表明,该控制策略能有效实现四缸同步运动控制,且同步精度达到±0.1 mm.     

舰船主体结构流体冲击响应主动控制方法和分析

本文以探索性的方式提出了一种有效降低高速舰船主体结构流体冲击瞬态响应的主动最优控制方法,讨论了最优控制原理、观测器和作动器的设计,建立了一套舰船主体结构流体冲击瞬态响应控制仿真系统。通过对一艘实船的仿真分析给出了一些有理论和实际意义的结论。     

基于模型预测控制的某救助船减摇鳍控制系统的仿真研究

为更好地对减摇鳍进行控制,该文创造性地将模型预测控制引入减摇鳍控制系统中,并以"南海救118"轮减摇鳍控制系统为例,通过仿真研究,将PID控制和模型预测控制进行对照,得出模型预测控制效果要好于PID控制,从理论上对减摇鳍的设计进行指导。     

船舶液力耦合器的液压控制系统设计与仿真

随着船舶工业的发展,海上交通航线的船舶密度越来越大,船舶的航行速度也越来越快,这些都对船舶的转向等操纵性能提出了很高的要求。船舶舵机是控制船舶转向、航线调节的重要设备,不仅决定了船舶的操纵性能,还与船舶航行安全息息相关。通常,船舶舵机的核心部件是液力耦合器,液力耦合器的液压控制系统决定了舵机的控制精度。本文首先对船舵的工作原理进行介绍,然后对船舵液力耦合器的液压系统进行分析,并在传统液压控制系统的基础上设计了一种新的控制系统,并完成了该控制系统的控制精度仿真。     

基于积分分离PID调节方法的直流发电机控制系统优化设计

现有的消磁用直流脉冲发电机控制系统采用双反馈控制方式,在此基础上对控制系统的模型进行了PID调节仿真,并针对消磁工作电流波形的特点提出了采用积分分离PID调节方法。仿真结果表明该调节方法对电流波形的控制效果最优。     

舰船控制系统的先进设计工具

现代船舶控制系统设计师，就像在推进装置设计部门一样，在控制系统设计过程中面临着无数难题，即如何使性能最优和费用及风险最低。随着机械控制系统的全数字化软件的引入，加剧了这些难题。对使用简单有效的快速建立原型的先进仿真工具进行了探索。在一个高逼真度的仿真环境中，快速建立原型能及早地做出更有把握的决策。继而，在所有可以想像的条件下（其中有些可能在使用中遇到而在试航中则未必遇到），可更加严格地评估控制系统     

局部气垫双体船波浪谱反演方法研究

为了使局部气垫双体船在航行过程中能时刻感知海况来调节气垫气流量,分析对比了从海浪波高信号反推出海浪谱的4种方法,从而为选取出气垫控制系统内反演波浪谱提供最优控制算法。通过已知海浪谱的波浪,将反演出的海浪谱与已知谱对比,寻找出最优算法。最终表明Welch法的结果较理想,可达到工程应用精度。