卡尔曼滤波器在船舶运动模型参数辨识中的应用

船舶航行在广阔洋面时,由于速度极快,因此具有很好的机动性,但遇到恶劣天气时,会面临很大的控制难题,尤其是控制信号的传递和导航数据的传输过程中会面临较强的干扰问题。本文主要研究船舶运动模型参数的辨识问题,采用卡尔曼滤波器对输入信号进行处理,能够主动分离出有用信号和噪声信号。在滤波过程中,通过对滤波参数进行提取,能够提高滤波效率,显著改善了船舶运动控制的水平。     

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。     

基于DSP的船舶电力推进系统滤波装置控制器设计

小型船舶电力系统中非线性负载多、谐波污染严重.针对这一情况,本文设计一款基于DSP的电力系统滤波装置控制器,该控制器结构简单,稳定性好,实验证明该控制器能有效降低谐波污染,具有一定实用价值.     

CACC车头时距与混合交通流稳定性的解析关系

研究协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control，CACC)车头时距对不同CACC比例下混合交通流稳定性的影响关系，进而为CACC车头时距设计提供参考. 应用优化速度模型(Optimal Velocity Model，OVM)作为手动车辆的跟驰模型，PATH真车实验标定的模型作为CACC车辆的跟驰模型. 基于传递函数理论，推导混合交通流稳定性判别条件，计算关于CACC比例与平衡态速度的混合交通流稳定域. 分析混合交通流在任意速度下稳定所需满足的临界CACC比例与CACC车头时距的解析关系，提出随CACC比例增加的可变 CACC车头时距设计策略，并通过数值仿真实验验证所提可变CACC车头时距策略的正确性. 研究结果表明：在所提可变CACC车头时距策略下，CACC车头时距随CACC比例增加而逐渐降低，避免取值较大影响混合交通流通行能力的提升；当CACC比例大于35%时，混合交通流在任意速度下稳定.研究结果可为大规模CACC真车实验的实施提供理论设计参考.     

基于小波脊的自适应傅里叶变换包裹相位滤波技术

应用小波变换法提取变形条纹小波脊的相位信息并获得全场包裹相位,并采用窗口傅立叶变换对包裹相位图进行滤波。在滤波过程中,通过调节小波脊参数来调整滤波窗口的大小,使窗口大小与变形条纹频率相匹配,从而提高包裹相位图滤波的效率和质量,获得较高质量的包裹相位图。实验结果表明:本方法有效提高了条纹图解包质量和效率,获得了较高的测量精度。     

同步发电机励磁系统的无模型控制研究

同步发电机励磁系统的基于模型的控制算法过分依赖模型,很难保证其控制效果。本文尝试将无模型自适应控制算法应用于励磁系统的控制。首先,介绍了励磁系统的模型和无模型自适应控制算法的基本原理。然后,对于具有稳定增益的系统,提出了改进的无模型控制算法。并将其应用于确定工况的发电机励磁系统的控制。仿真结果显示:改进的无模型控制算法的快速性提高;在不同的电压传感器故障情况下,无模型控制显示了很强的自适应性和鲁棒性。     

基于平衡车的自助上下楼梯轮椅

针对传统轮椅上下楼不便的问题,对传统轮椅进行改进。采用平衡车作为轮椅主体,通过互补滤波对加速度传感器及陀螺仪的传回信息进行融合,得到轮椅的姿态信息实现站立;在轮椅主体中设计圆弧转换器,通过模拟车轮绕阶梯一点转动的轨迹,完成轮椅的上楼动作。观察虚拟示波器调整平衡车参数,运用Solidworks对轮椅结构进行运动仿真,最后通过Ansys对整体结构的应力应变进行分析。仿真结果表明:改进的轮椅结构可以有效应对户外阶梯,且刚度较强。