基于参数自适应的深潜救生艇姿态控制研究

针对深潜救生艇姿态控制系统中存在不确定扰动、模型参数摄动和建模误差等问题,设计了基于参数自适应的PID控制器,增强了控制器的鲁棒性,提高了控制精度,解决了深潜救生艇姿态控制的难题。该控制器以PID控制器为基础,参考滑膜理论,设计了补偿单元,对不确定项进行有效抑制。其中PID控制器的控制参数变化率及补偿单元的自适应估计均通过李雅普诺夫稳定性理论推导得出。仿真和水池试验证明了该控制器的有效性、鲁棒性,且控制器表现良好。     

船舶航向模糊控制系统研究

首先论述模糊控制技术的原理,指出模糊控制器是船舶航向模糊控制系统的核心;然后从模糊参数设置、模糊规则制定、隶属度函数确定从方面进行模糊控制的设计;最后仿真实验结果表明,本文设计的航向模糊控制系统上升速度快,稳态误差小,控制效果好。     

恒定束宽换能器(CBT)阵列工作频率上限分析

恒定束宽换能器(CBT)阵列可以在宽频带范围内采用不随频率变化的简单阵元权重实现恒定束宽的波束特性。传统的方法通常低估了CBT阵列的工作频率上限,因此分析了各种类型的CBT阵列的工作频率上限。首先,从理论上分析了CBT阵列的工作频率上限,结果表明延时直线形CBT阵列的工作频率上限可由阵列理论得到,而圆弧形CBT阵列的工作频率上限较为复杂。其次,采用数值方法分析了圆弧形CBT阵列的工作频率上限,并给出了具体的拟合公式。最后,讨论了二维CBT阵列的工作频率上限,以及不同条件对CBT阵列工作频率上限的影响。结果表明,圆弧形CBT阵列、球面CBT阵列和柱面CBT阵列的工作频率上限大于由阵列理论得到的结果。     

无人驾驶汽车横向滑模控制仿真研究

使用2自由度车辆模型将基于视觉预瞄的无人驾驶汽车横向运动模型简化。对简化后的模型,引入滑模控制的方法,通过控制输入量(前轮转角)使预瞄点处的航向偏差和横向距离偏差最小。同时考虑到滑模控制存在的抖振现象会影响整个控制的稳定性,使用具有连续变化特性的双曲正切函数代替符号函数。最后通过CarSim和Simulink联合仿真验证方法的可行性。     

船舶电力系统暂态稳定性的混合分析法

针对大型船舶电力系统的特点及其日益突出的暂态稳定性问题,开展了适用于船舶电力系统的方法研究。结合船舶电网拓扑结构自身特点,建立了适用于大扰动下暂态稳定分析的船舶柴油发电机组的动态等值模型、推进电机及其螺旋桨四象限工作特性等值模型。以船舶电网轴线为界,将系统等效成两机模型进行时域仿真分析,在此基础上建立系统能量函数,提出了一种适用于船舶电力系统的暂态稳定性混合分析法。该方法即可定量描述系统暂态稳定性及其稳定裕度,又可直观地在线监测系统各状态变量的动态过程。最后通过仿真算例验证了新方法的正确性和有效性。     

基于改进GA优化的水下机器人航向鲁棒控制

基于某型号水下机器人水平面线性化模型,针对水下机器人系统存在的多种不确定因素,工作环境复杂多变的问题,采用混合灵敏度法设计水下机器人航向鲁棒控制器。在设计中,通过罚函数小生境遗传适应度值作为桥梁建立起遗传寻优与混合灵敏度参数之间的关系,构成多目标优化问题寻优加权函数。实验结果表明,所用方法可在保证系统较强鲁棒性的同时,又能兼顾时域指标和混合灵敏度加权函数频域要求,获得综合性能指标最优的鲁棒控制器,控制效果较好。