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。     

一种小型智能水上垃圾回收无人船的设计

为解决中小型湖泊水域水上垃圾的污染问题,设计一种小型智能水上垃圾回收无人船。论述该型船的总体设计思路、结构组成和智能控制系统。与现有的水上垃圾处理装置相比,该型船具有经济性好和绿色环保等特点。     

基于故障树的无人潜航器可靠性研究

在武器装备领域,系统的可靠性已成为重要的评价指标,故障树分析法则是可靠性仿真中最有效的分析方法之一。首先对无人潜航器(UUV)进行系统分析,然后介绍了故障树分析方法,并对该系统建立了以无人潜航器试验不能完成为顶事件的故障树。采用计算机辅助故障树分析方法对该故障树进行可靠性仿真,仿真结果求出了UUV系统的平均故障间隔时间、各基本部件的概率重要度和模式重要度,并得出了其可靠度直方图、失效分布直方图和失效密度直方图,与理论吻合。     

智能辅助监控系统在赣深铁路牵引变电所无人化中的应用

根据铁路智能化建设发展目标以及国铁集团对变电所减能增效的需求,牵引变电所将逐步实现无人化值守。本文通过分析赣深铁路辅助监控系统整体框架、系统配置、功能实现,总结了辅助监控系统信息采集、整合以及智能控制流程,为牵引变电所无人化推广提供借鉴与参考。     

基于反步滑模算法的水下无人航行器变深控制

针对水下无人航行器(UUV)的深度控制问题,提出一种反步法与滑模控制相结合的变深控制策略,避免了一般反步法中因虚拟控制量调节过度而导致的UUV姿态失衡问题。首先,基于反步法和Lyapunov稳定性理论设计纵摇角和纵摇角速度两个虚拟控制量,并建立误差方程;然后,引入一阶滑模面并结合李雅普诺夫第二方法设计控制律,消除部分模型非线性项,保证所有状态误差全局渐进收敛于零;最后,对两组仿真算例进行分析。结果表明:在慢时变有界干扰下,所设计的控制器具有较好的深度跟踪性能和鲁棒性。     

基于变权值令牌环模型的UUV推进系统网络研究

本文针对UUV(无人水下航行器)推进系统搭建了Modbus通信网络,实现对航行器电力推进系统的网络控制。由于标准的Modbus通信协议具有实时性较低的问题,提出了一种具有优先级的令牌环模型,通过令牌传递的方式协调各从站并行处理数据,从而大大减少了网络通信的延时。在此基础上扩展出了变权值令牌环模型,可满足应对不同工况及时修改各从站延时的需求,并能以牺牲一定的传输实时性为代价避免处理大量数据时低优先级从站数据彻底丢包的现象出现。仿真实验验证了所提出的Modbus改进模型的有效性。     

基于CFD的超小型双体无人船总体设计

概 要：现有超小型双体船的总体设计主要参照以往玻璃钢游乐船的设计经验,未考虑其型线设计,导致航速低和稳性差的问题。本文利用CFD仿真软件,对船体阻力进行分析对比,得到快速性较优的线型方案,同时考虑推进器布置的影响,设计了一型标准的超小型双体船。通过真实船模模型试验,验证了本设计方案较现有船型在航速指标上的明显改进,达到预期目的,为今后的超小型双体船总体设计提供了参考方向,值得应用和推广。     

长航程无人艇的导航-制导-控制系统

长航程无人艇是进行远距离海洋环境监测、目标探测的有效工具。高效能的导航-制孚-控制系统是无人艇提升续航能力的基础与前提。本项目围绕长航程无人艇的导航-制导-控制系统展开介绍,重点阐述导航、制导、控制三个子系统功能的实现方法以及现有方法在节约能耗方面的不足。最后针对长航程无人艇导航-制导-控制系统的总体架构提出展望,以期达到提升无人艇的整体续航能力与平衡无人艇航行安全与能量消耗的目标。     

深圳地铁一期工程110 kV主变电站自动化系统

深圳地铁一期工程包括两座110 kV主变电站,两站设备配置类似.简要介绍了主变电站自动化系统的二次设备配置情况、监控系统的硬件组成及监控软件的特点.     

基于最优控制的双喷推无人艇路径跟踪方法

针对双喷推无人艇自主航行时的路径跟踪问题,采用最优控制的方法进行求解。根据双喷推无人艇的动力学特性建立双喷推无人艇三自由度运动方程,并由任务需求设定目标函数;在此基础上,根据航行实况建立约束条件,从而得到求解双喷推无人艇路径跟踪问题的数学模型。通过建立含有拉格朗日松弛项的哈密顿函数,将带有复杂约束的优化问题转化为无约束优化问题,采用粒子群优化算法求解最优拉格朗日乘子,并将其代入哈密顿函数;采用广义梯度下降法对数学模型进行求解,得到最优的喷泵电机转速,从而实现对双喷推无人艇的路径跟踪控制。设计实船试验验证方法的有效性,双喷推无人艇路径跟踪试验结果表明,双喷推无人艇实测的轨迹与设定轨迹的最大偏差不超过3m,该方法具有可行性和实用性。