基于智能预测控制的鱼雷状小型无人艇轨迹跟踪研究

[目的]针对无人艇（USV）在狭窄湖泊、涵洞作业时存在精度保持难和航迹控制难的问题,以自主研制的一款鱼雷状小型USV为对象,提出一种轨迹跟踪智能预测控制方法。[方法]首先,构建自主研制的欠驱动USV非线性状态空间模型;然后,设计智能预测控制器,该控制器基于模型预测控制的设计思想并结合改进的粒子群算法,在线决策、优化每一时刻的性能指标并纠正预测状态;最后,开展仿真和湖试试验测试系统对参考轨迹的跟踪性能,并与线性模型预测控制器的跟踪性能进行比较。[结果]结果表明,所设计的智能预测控制器超调小、抗干扰性好。[结论]所提方法不仅能运用于鱼雷状小型USV跟踪系统,也能对其他USV跟踪系统起到很好的借鉴作用。     

有缆遥控水下机器人的研究与发展趋势

有缆遥控水下机器人(ROV)是探索和开发海洋的重要装备。ROV的研发,使人类能够对深海及危险水域进行探索,也因此促进了相关产业的发展。目前,欧美等发达国家掌握着这一研究领域的关键技术,开发的产品主要有观察型、作业型两类。水下机器人技术正在日趋成熟,其能力变得越来越强,应用范围也更广泛。近年来,国内相关企业及高校也投入研究力量,着力进行技术和产品研发,开发的多系列ROV主要用于海洋油气开发、水下探测等领域。随着国内对ROV关键技术的突破,制约其产业化发展的瓶颈必将被突破。未来,ROV的研发在高性能、大深度、专业化、智能化等方面将取得突破性进展,在探索海洋、开发海洋中将发挥更大的作用。     

高速公路大型管桩复合地基载荷试验研究

预应力管桩在建筑工程中应用已很广泛,具有施工便捷、显著降低施工工期和工后沉降特别是减小差异沉降的优点,在公路工程中的应用也正得到日益重视,但很多问题还有待于开展深入的试验和理论研究。本文阐述了高速公路大型管桩复合地基载荷试验的工程条件、试验过程和试验结果,并对试验结果作了一些分析,以推动管桩复合地基在公路工程尤其是高速公路中的应用。     

网络遥操作机器人系统神经网络预测控制仿真研究

为了改善网络随机时延影响网络遥操作机器人系统稳定运行的问题,采用RBF神经网络对网络实测时延进行预测,取得较好的预测效果。结合Smith预估控制,提出了一种基于网络实测时延的遥操作机器人系统神经网络预测控制新方法,仿真实验结果表明了该方案的有效性和鲁棒性。     

基于CAN总线的低压断路器新型智能控制器研究

智能控制器是低压断路器智能化的核心控制单元,为实现其可通信功能,本文研制了一种新型的基于CAN总线的智能控制器,包括CAN节点的软硬件设计及上位机监控软件设计.CAN节点硬件采用80C196KC外加SJA1000和82C250的典型配置,发送与接收等程序采用96汇编语言编写,上位机监控软件采用VB6.0作为开发工具.实验结果表明,智能控制器采用CAN通讯方式,不但通讯效果较好,而且易于实现,具有广阔的应用前景.     

遥操作机器人系统H∞混合灵敏度鲁棒控制器设计

基于H∞混合灵敏度鲁棒控制方法设计了主从机械手的控制器。提出了实用的加权函数选择方法和一种控制器降阶方法。采用MATLAB鲁棒控制工具箱进行仿真实验,结果表明系统在受扰情况下,具有良好的鲁棒稳定性和跟踪性能。     

船舶航速的动态矩阵控制

用SIMULINK建立了船舶航速的数学模型,并采用动态矩阵控制算法对某一船舶的航速控制进行了计算机仿真。仿真结果表明,动态矩阵控制能够适应船舶在不同载荷下的航速控制要求,并有较强的抗干扰能力。     

混合新生地图信息的随机有限集同步定位与地图创建方法

在密集杂波和地图特征数目多的水下环境中,针对水下机器人同步定位与地图创建(SLAM)方法存在地图特征点位置和数目以及机器人自身位置估计精度较低的问题,提出一种改进的随机有限集SLAM方法,即混合新生地图信息的随机有限集SLAM方法,该方法在概率假设密度滤波(PHD)的预测阶段,将上一时刻之前已探测到的地图信息中靠近机器人位置的地图特征加入到观测信息中,作为预测阶段的新生地图信息集合,通过增加先验信息以提高地图特征位置和数目估计精度,改善预测阶段先验信息不足的问题.仿真实验将所提方法与传统RB-PHD-SLAM方法进行比较,当机器人回到已探测过的区域时,所提方法明显改善了地图特征位置和数目的估计精度.     

基于路堤设计荷载的软基固结度分析及应用

在已有软土地基固结度计算理论的基础上,对某高速公路软土地基试验段监测资料进行分析,提出了基于路堤设计荷载下的软土地基固结度计算方法,工程实例表明理论计算与实测结果符合程度较好,为路堤超载设计、卸载时机的计算确定提供了依据。     

交流伺服系统的串级滑模变结构控制仿真研究

针对永磁同步电机交流伺服系统,提出了串级滑模控制方案,在速度环滑模控制器中引入了积分环节,减小了转矩的脉动,位置环采用了准滑模控制方案,极大地抑制了位置输出的抖动,仿真研究表明,该控制方案具有较强的抗参数摄动和抗干扰能力,表现出良好的控制性能。