装卸机械调速及其速度自适应控制

随着自动控制技术的发展，对港口装卸机械的调速性能提出了更高的要求，本文结合带励磁控制的晶管装置供电的直流调速系统，阐述自适应控制的目的、原理和方法，并结合实例作特性分析。     

船舶起吊机械臂轨迹规划精准控制方法研究

在船舶起吊机械臂上使用传统的控制方法,存在着误差大、精准度差的问题,为此提出了轨迹规划精准控制方法,并进行具体研究。首先在起吊机械臂上建立空间直角坐标系将其运行轨迹量化,在坐标系当中利用坐标齐次变换的方式,实现运动轨迹的空间规划,以规划结果作为基准从滑模控制和动力控制2个方面实现精准控制方法。通过速度控制实验和轨迹控制实验得出结论:精准控制方法的速度误差相比于传统PD控制方法低2.5,轨迹误差也能控制在–0.5～0.5之间,从而确定该方法具有更高的精准度。     

船舶航向非线性系统的鲁棒自适应控制

考虑船舶航向控制系统模型中存在非线性,并且模型参数是未知的情况下,利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性理论,提出了一种鲁棒自适应控制新算法。以“育龙”轮为例,进行了鲁棒自适应自动舵设计,并利用 Ｍａｔｌａｂ工具箱进行了仿真研究,结果证明该算法十分有效。     

一种有效的船舶混沌运动自适应控制方法

针对船舶航行中的混沌运动控制问题,对部分参数不确定的船舶操纵运动非线性模型,提出一种有效的自适应控制方法。基于Lyapunov稳定性理论,证明在本文所提控制器作用下,系统的平衡状态渐进稳定。仿真实验表明,采用本文所提方法能够对船舶转首操纵运动中出现的混沌状态进行有效控制,具有计算量小、方法有效、易于实现等优点。该方法不受系统不确定参数变化的影响,具有良好的应用价值。     

一种简化的减摇鳍自适应神经网络控制

基于Lyapunov稳定性定理和动态面控制技术,针对船舶减摇鳍系统提出了一种自适应神经网络控制设计方法。本文采用动态面控制技术,以消除传统Backstepping方法中存在的“计算爆炸”问题,同时从实际应用的角度出发,充分考虑系统中存在的显著不确定性,并运用径向基神经网络对不确定性进行估计及补偿。此外,采用最少学习参数技术,以减少控制器的计算负担,使所设计的控制器更贴近工程应用。本文所设计的控制器保证了船舶减摇鳍系统信号一致最终有界,使系统输出收敛到一个较小区间。最后通过数值仿真验证了所提算法的有效性。     

一种基于强跟踪滤皮器的自适应故障预报方法

随着预测维修在企业中的推广,故障预报技术逐渐得到人们的重视。本文提出了一种基于强跟踪滤波器的自适应故障预报方法,能够对一类带时变参数的非线性系统进行故障预报。并且通过仿真验证了当系统带有示知噪声时,这种方法依然具有较好的故障预报能力。     

船舶航向非线性系统的模型参考模糊自适应控制

考虑船舶航向控制系统模型中存在不确定非线性函数，并假设该函数是连续的，在以模糊系统对该函数进行逼近的基础上，利用Lyapunov理论，提出了一种新的模型参考模糊自适应控制算法。其特点是，无论取多少条模糊系统规则，自适应学习的参数只有一个，便于工程实现，而且还确保闭环系统渐近稳定，并使系统的模型跟踪误差为零。最后以远洋实习船“育龙轮”为倒，进行了船舶航向模型参考模糊自适应自动舵设计，并利用Matlab工具箱进行了仿真研究，结果证明该算法十分有效。     

水下软体机械臂的设计及控制分析

针对机械臂在水下的复杂工作环境以及目前水下机械臂应用的受限性,提出一种线驱动软体机械臂,采用刚柔耦合的结构,利用电机驱动2根绳索,减少驱动单元,降低能耗,提高了机械臂的柔顺性,使其能够更好地适应水下复杂的工作环境和作业需求。同时,采用经典的Denavit-Hartenberg(D-H)建模思想结合克赛拉特杆理论(Cosserat rod theory)对其进行运动学分析。在现有软体机械臂控制方法上,设计试验平台,采用尖顶从动的控制方式检测误差并进行分析,验证了重力因素对软体机械臂控制精度的影响,为软体机械臂在水下应用的控制策略提供参考。     

可调螺距螺旋桨自适应模糊控制系统

本采用自适应模糊PID控制器,并将其应用于可调螺距螺旋桨控制系统,研究表明,该方案对被控系统参数的变化有较强的适应能力。鲁棒性好。     

三自由度并联机器人的同步组合控制

针对三自由度平面P-R—R型并联机器人,建立了三自由度并联机器人的动力学模型,结合同步控制的优点,实现了对机器人轨迹的精确控制．为了达到同步控制,提出了同步误差的概念,通过组合多个线性闭环控制,计算出同时满足各个闭环控制的控制方程．该方法直观、高效,提高了对并联三自由度平面P-R-R型并联机器人轨迹控制的精度,也同时满足了多个闭环控制系统的组合控制．     

PLC初始状态指令在机械手控制系统中的应用

初始状态指令的功能是自动设置初始状态和特殊辅助继电器.这条指令可以完成很多动作,使控制程序变得非常简单.在机械手的PLC控制系统中采用该指令可以大大提高编程和开发效率.     

一种具有柔顺抓取功能的水下作业机械手

建立了机械手的三维模型,对机械手的工作原理和静力学特性进行研究,分析了运动部件之间的相对关系;机械手采用液压驱动方式,驱动力大、结构简单;机械手有三个手指,采用4个驱动元件实现对机械手11个自由度的驱动,三个手指之间的相对位置可根据抓取目标物的形状而改变,抓取物体时具有形状自适应能力.     

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。     

GPS/INS松耦合组合导航的自适应卡尔曼滤波算法研究

  目的  为解决载体受到扰动时组合导航精度下降的问题,提出一种基于置信检验自适应联邦卡尔曼滤波（CC-AFKF）框架。  方法  首先,将电子罗盘（EC）、全球定位系统（GPS）与惯性导航系统（INS）相结合;其次,构建置信检验模型,有效滤除INS/GPS和INS/EC子系统中低置信度的量测值,保证量测值的准确性;最后,提出INS/GPS和INS/EC系统自适应调节因子策略,有效调整更新过程中系统噪声协方差。  结果  通过对具备INS/GPS/EC组合导航系统的水下机器人开展大量相关试验,结果表明,CC-AFKF算法相较于典型的卡尔曼滤波（KF）和联邦卡尔曼滤波（FKF）算法在位置和速度的融合精度上均能至少提高29%。  结论  研究成果可为松耦合组合导航系统的研究提供相应的方向和思路。     

设计参数对水下机械手控制机构性能的影响

为研究设计参数对水下机械手的控制及操作性能的影响,以水下液压机械手单关节执行机构为研究对象,确定了下机械手的初始参数;基于流量连续性方程及力平衡方程,建立活塞输出位移对阀输入位移的传递函数以及负载力扰动的传递函数,并以速度放大系数,液压固有频率及液压阻尼比作为水下机械手控制机构的性能指标,详细分析各设计参数对水下液压机械手控制机构性能的影响。研究表明：减小控制阀的位移,增大弹性模量,减小控制阀两端的压差,可以改善控制机构的响应速度和稳定性,提高机械手的控制和操作性能。     

船舶直线航迹控制的滑模自适应反步控制

对船舶在直线航迹运行过程中的控制方法进行研究。针对普通的控制方法没有涉及环境干扰和船舶的模型摄动等方面的影响,提出改进型的积分型船舶反步自适应滑模控制方法并将改进后的控制方法运用在船舶控制系统中。软件仿真结果表明,改进后的船舶控制器可改善系统的全局稳定性,同时也解决了船舶滑模控制器的抖振问题。