基于滑模理论的水下航行器航向控制算法研究

水下航行器操控性能指标中对定向性能有较高要求,而水下航行器的运动具有强的非线性和耦合性,使得不同航速下定向控制和定深转向综合控制成为难点.本文建立了水下航行器的运动学模型,基于滑模理论设计了航向控制器,在MATLAB SIMULINK环境下搭建了航向控制仿真系统,数值仿真结果表明,滑模变结构控制器对于不同航行条件具有较强的适应性,同时,航向的控制效果明显优于PID控制器.     

一种基于CAN总线的AUV分布式控制系统

提出了一种基于CAN总线的AUV（自主水下航行器）分布式控制系统。结合CAN总线分布式控制的特点,将AUV控制系统划分为功能独立的控制模块,各个模块通过CAN总线节点组成整个通信网络。并采用阶梯体系结构,由操控台下达任务,中央控制单元集中管理,分散控制。本文详细介绍了该控制系统在AUV自主航行试验中的实现过程。实验中,AUV快速精确的完成了操控台下达的任务,充分说明该控制系统的实用性。     

基于云模型自适应算法的船舶航向控制

船舶在航行的过程中往往会受到各种非线性因素的干扰:海浪干扰、风速、负载变化等.所以在这样的情况下,我们需要设计一种非线性的控制器.本文通过设计出一种新型的云模型自适应规则控制器来对船舶的航向进行控制,与传统的PID控制比较,通过仿真曲线,可以看出该自适应云模型控制器更简单,直观,在控制性能上鲁棒性更强.     

灰色PID控制在AUV横滚控制中应用研究

针对AUV航行环境复杂、模型参数摄动大、执行机构的饱和非线性等特点,采用灰色预测算法改进传统的AUV PID横滚姿态控制器,设计了灰色PID控制算法,以达到抑制和消除横滚的目的。仿真结果表明,灰色预测PID算法操舵平滑,控制速度快,鲁棒性和环境适应能力更好,完全能胜任AUV横滚姿态控制的要求。     

AUV控制系统的设计与实现

针对自主式水下航行器(AUV)的自动控制问题。设计神经网络改进的趋近率滑模变结构控制,在相同条件下分析比较PID控制,S面控制和滑模变结构控制方法的特点。仿真结果表明改进的滑模变结构控制稳定性好,并且能够有效的减小抖振。     

水下自主航行器的横滚抑制控制系统设计

水下自主航行器受到扰动影响容易产生横滚,为了提高水下航行器的稳定性,提出一种基于横滚抑制的水下自主航行器控制系统设计方法。系统设计主要包括了控制算法设计和系统的硬件模块化设计,采用鲁棒性PID控制算法进行控制律设计,构建静态神经元控制时滞闭环系统,采用严格反馈抑制方法进行横滚抑制,在程序加载电路中进行控制算法加载。硬件设计主要包括航行姿态的A/D采样电路、控制信息处理器、伺服机构和控制输出电路等。最后进行系统调试和仿真分析,结果表明,采用该控制系统能有效抑制水下自主航行器的横滚,进行姿态修正,提高航行稳定性。     

一种基于李亚普诺夫方法的非线性自整定PID控制系统的研究

应用李亚普诺夫方法与自适应控制原理针对一类非线性PID控制系统提出了一种自整定方法,运用有监督控制和在线调整自适应控制律对PID控制系统的3个控制参数进行在线调整及更新,保证了非线性PID控制系统的闭环稳定性.最后利用该方法控制倒摆系统的运动轨迹问题,仿真结果表明该方法可以获得令人满意的控制性能.     

静电放电测试仪低气压控制系统设计与研究

为了在静电放电测试仪中定量研究不同气压对非接触静电放电的影响,以STM32为核心设计了低气压自动控制系统,包含LCD、触摸屏、信号采集、驱动电路等硬件模块。分析控制系统的数学模型,针对系统非线性、时变性的特点设计以自适应模糊PID为核心的控制算法。由于控制系统的执行元件质量流量控制器输出受限易产生积分饱和,采用遇限削弱积分法对控制算法进行改进。通过Malab对改进后的自适应模糊PID和PID的控制过程进行仿真,结果表明自适应模糊PID控制具有更好的动态性能。     

复杂涌流下水下自主航行器横滚抑制控制仿真

在复杂的海洋涌流背景下,水下自主推进航行器受到扰动较大,出现横滚导致控制稳定性下降,提出一种基于模糊PID扰动抑制的复杂涌流下水下自主航行器横滚抑制算法.构建在复杂涌流下的水下自主航行器运动状态模型,在航行器的纵向运动全包线内对横舵角、横滚角、回旋角等运动约束参量进行定常运动分析,采用模糊PID神经网络控制模型进行控制律的改进设计,结合Lyapunov稳定性原理进行横滚抑制和误差修正,实现控制算法改进.仿真结果表明,采用该控制算法进行复杂涌流下水下自主航行器横滚抑制控制,具有较好的输出响应跟踪性能,有效抑制横滚,提高了水下自主航行器的稳定控制能力,鲁棒性较好.     

自适应模糊PID控制器在供水系统中的仿真研究

对于恒压供水的复杂控制系统,常规的PID控制器难以保证系统在任何工况条件下始终具有较好的控制性能。将模糊控制理论应用于供水系统,设计出了一种自适应模糊PID控制器,通过仿真实验表明:在恒压供水系统中,自适应模糊PID控制较传统PID控制具有更好的静态和动态特性。     

基于级联滤波的多AUV协同定位算法

针对交替领航下的多自主水下航行器(AUV)协同定位系统,利用级联滤波架构设计了一种多 AUV 协同定位自适应滤波算法,通过将协同定位系统中的跟随 AUV 状态估计分解为航向估计与位置估计两部分,克服了在仅有部分距离量测下航向角估计可观测性差的影响,减小了距离量测误差模型不确定所引起的定位误差波动。同时,引入算法复杂度评价标准对所设计的级联自适应滤波算法进行分析。仿真结果表明,该算法具有较高的定位精度,可有效降低计算复杂度。     

基于模糊自适应PID的炉温控制系统设计

电锅炉已成为寒冷地区供热采暖的主要设备,对于新疆地区尤为重要.电锅炉的温度控制系统由于存在非线性、滞后性以及时变性等特点,常规的PID控制器很难达到较好的控制效果.考虑到模糊控制能对复杂的非线性、时变系统进行很好的控制,但无法消除静态误差的特点,本设计将模糊控制和常规的PID控制相结合,提出一种模糊自适应PID控制器的新方法.并对电锅炉温度控制系统进行了抗扰动的仿真试验,结果表明,和常规的PID控制器及模糊PID复合控制器相比,模糊自适应PID控制改善了系统的动态性能和鲁棒性,达到了较好的控制效果.     

基于模糊自适应PID控制的速度调节器设计与仿真

针对异步电动机非线性的特点,考虑到传统PID控制难以对其进行有效的控制的问题。文中设计了一种模糊自适应PID控制器,并将这种控制器应用到系统的转速调节的环节中。利用Matlab的Simulink工具搭建了模糊自适应PID控制的异步电机的仿真模型。仿真实验结果证明了设计的优越性,模糊自适应PID控制下的系统超调变小,反应速度变快,与原先的PID控制方式相比提高了系统的稳定性、动态响应性能以及鲁棒性能。     

某型AUV自主控制计算机的设计与实现

自主控制计算机是AUV控制系统的核心功能单元,其可靠性和控制性能直接关系到整个AUV完成水下任务的成败。本文采用"分层化、模块化"设计思想,基于嵌入式实时操作系统QNX,给出一种AUV自主控制计算机的设计和实现方案。该自主控制计算机以及后续衍生计算机已在某型装备和科研产品中大量使用。其可靠性、安全性以及控制性能已达到国内较高水平,在军事和民用领域具有广阔的应用前景。     

一种基于A*算法的路径平滑设计及仿真

路径规划是自主式水下航行器(Autonomous Underwater vehicle,AUV)的重要研究领域之一。AUV在水下航行需要一条安全且平滑的路径,传统的A*算法要在栅格化的地图下进行,无法满足平滑的要求,因此提出一种两步路径规划方法,运用A*算法作预处理,通过添加约束点,利用支持向量机的非线性分类功能,在已有路径点的基础上产生一条平滑路径。实验表明这种方法能够有效地平滑路径,并在MOOS(Mission Oriented Operating Suite)平台下进行了AUV仿真实验。     

基于MFA的水下航行器控制方法研究

水下航行器是一种典型的非线性和欠驱动系统,在工作环境中会受到风浪流等外界干扰,难以建立精确的数学模型.水下航行器系统的复杂性与不确定性给运动控制器的设计带来了挑战,因此,针对水下航行器运动控制所应用的方法进行分析,引入无模型自适应(Model Free Adaptive,MFA)控制方法,并完成仿真验证.仿真结果表明,...     

快速反射镜自适应反演PID复合控制系统设计

为了提高复合轴系统的光束跟踪性能,必须考虑不可测扰动对快速反射镜系统的影响。针对可测量扰动,设计了自适应反演前馈控制算法,并由此得到启发,设计了用于抑制不可测量扰动的自适应反演PID(proportional-integral-derivative)控制系统,用自适应算法提高系统稳态精度以及对不同扰动的适应性,用PID控制器修正系统的误差信号改善系统动态性能。仿真结果表明,相较于PID控制算法,自适应反演PID复合控制系统的误差均方差值下降了34.76%,相较于自适应控制算法,自适应反演PID控制系统的误差均方差值下降了13.3%,自适应反演PID复合控制系统的稳态精度相比经典PID控制和自适应反演控制系统均得到了明显的提升,采用复合算法时上升时间相较自适应算法减少了48.9%,超调量相较经典PID算法减少了80.5%,系统动态性能得到较大改善。     

水下控制系统参数辨识的研究

根据水下控制系统的设计需要,针对原控制模型参数不够精确的问题,提出了用卡尔曼滤波对模型参数进行辨识的方法。用卡尔曼滤波算法对某航行体控制系统的辨识进行了仿真实验,论述了探测信号和初值对算法的收敛速度及估计精度的影响,该方法能提高控制模型的准确性,又能节约试验费用,从总体上提高了该水下控制系统研制过程的工作效率及在航行中的控制性能。     

一种基于PLC的模糊自适应PID控制器设计

通过对模糊自适应PID控制器设计过程的详细分析,提出了一种基于PLC查表方式实现模糊自适应PID控制器的方法,实现了基于PLC的自适应模糊PID控制器的设计,并应用于实际的控制系统中。结果表明,用PLC实现模糊自适应PID控制简单实用,适于工业控制系统应用。     

彩色多普勒超声对宫腔疾病的诊断

研究了微型三坐标测量仪中由压电陶瓷器件+柔性铰链构成的微动系统.根据该微动系统对定位精度的要求及微动系统具有迟滞、蠕变等强非线性的特点,该文提出一种神经网络自适应模糊推理比例微分积分(PID)位置控制系统,并进行了控制系统结构研究和实验分析.跟踪实验结果表明,智能PID控制能有效改善系统的动态和静态性能;定位精度实验表明两轴双向定位精度较传统PID控制有大的提高,达到了设计要求.