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路径规划与跟踪控制是水面无人艇自主航行的关键技术.首先,采用概率地图法(PRM)对水面无人艇的路径规划进行了研究,详细介绍了概率地图法的原理以及算法实现流程,针对传统方法在工程实际中存在的问题,结合无人艇操纵性能约束提出了简单有效的改进方法,进行了算例验证;其次,以PRM规划路径为目标对象,开展了欠驱动无人艇路径跟踪控制技术研究,对操舵响应非线性模型进行线性化处理,考虑舵角饱和约束限制,设计了模型预测控制器,舵角的执行指令可以通过二次规划算法求解;最后,进行了限制区域水面无人艇路径规划和跟踪控制的联合仿真验证.研究结果表明:概率地图法可以成功地应用于限制区域无人艇路径规划,方法可实现性好、效率高;规划所得的路径由一系列直线段组成,有利于路径跟踪控制;通过模型预测控制可以快速平稳地实现欠驱动无人艇对目标路径的跟踪控制. 相似文献
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本文以一艘三体船为研究对象,开展主动式截流器流体动力性能与减摇效果研究。首先,采用CFD数值技术,开展截流器流体动力性能研究。数值计算结果表明,由于截流器的存在使得船尾流体压力急剧增加,在船尾产生一个向上的流体作用力,从而可以产生一个较大的抑制船舶抬首的纵摇力矩。然后,通过设计一组截流器装置,开展三体船顶浪规则波模型试验,试验中截流器采用主动控制和不控制2种方式。最后,分析得到了带截流器三体船纵摇运动响应函数,试验结果表明当波长船长比大于1.0时,主动式截流器起到了减摇效果,最大减摇效果可达19.23%。本文研究成果可为后续截流器在实船上的应用提供技术支撑。 相似文献
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电子海图中的海洋环境地理信息通常由复杂几何图形构成,在路径规划时需要建模处理,格栅化是最常用的处理方法。本文针对实际环境中的路径规划问题,分析环境地图格栅化对路径规划的影响,并介绍A*算法在栅格地图路径规划中的应用。以某海域环境为例,对不同尺度下的栅格地图进行路径规划对比分析。研究表明,环境地图的格栅化会显著提高路径规划的效率,但是过大的网格尺度会破坏规划空间的连通性。合理地调节障碍物边界处的等效网格设置,可以保证路径规划空间的连通性,在提高路径规划效率和成功率的同时,并不会影响规划路径的最终结果。 相似文献
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