计算机并行接口(LPT)在集散控制系统中的应用

在集散控制系统的设计中,利用计算机的并行接口进行数据通信是较少涉及的一个内容。该论文主要讲述了集散控制系统中,如何利用计算机并行接口在两台计算机之间以中断方式进行数据通信,成功地解决了从线路连接到软件的设计中所遇到的问题并实现了双机之间的真正的并行数据通信。     

气垫船航迹反步控制方法研究

针对全垫升气垫船运动,建立了航迹非线性运动方程,在此基础上进行了航迹反步控制方法研究.反步控制方法首先针对所建立的气垫船四阶航迹非线性系统,将系统分为4个子系统,每个子系统定义了1个误差变量和1个控制量,4个控制量中有3个控制为虚拟控制,并针对每个子系统定义了Lyapunov函数,基于Lyapunov稳定性定理和指数稳定性定理,推导出4阶运动方程,最后得到气垫船航迹控制律.将得到的控制律应用到气垫船运动半实物仿真系统中,根据控制台设定的航迹进行了航迹跟踪仿真研究.仿真结果表明,所研究的航迹自适应反步控制器,在较高航速下,能很好地跟踪所设定的航迹,取得了良好控制效果.     

强化学习在移动机器人自主导航中的应用

概述了移动机器人常用的自主导航算法及其优缺点,在此基础上提出了强化学习方法。描述了强化学习算法的原理,并实现了用神经网络解决泛化问题。设计了基于障碍物探测传感器信息的机器人自主导航强化学习方法,给出了学习算法中各要素的数学模型。经仿真验证,算法正确有效,具有良好的收敛性和泛化能力。     

利用船舶运动数据估计海浪方向谱的研究

有效的利用海浪方向谱的信息能够为船舶安全航行和动力定位控制提供帮助,传统的海浪谱估计方法使用波浪浮标等不能随船安装的仪器,不能用于作业中的船舶。对动力定位船舶进行定点作业情况下的海浪方向谱估计进行研究,提出一种基于船舶运动响应数据估计当前海浪方向谱的方法,采用多维AR算法估计船舶运动交叉谱,采用遗传算法求解海浪方向谱的最优参数,并对4种海况情况进行了仿真实验,验证了该方法的有效性。     

基于状态观测器的多艘船舶鲁棒同步控制

为了实现多艘船舶的同步运动,满足海上作业的需求,提出了基于状态观测器的多艘船舶鲁棒同步运动控制策略。建立了多艘船舶运动数学模型;建立了扰动观测器对未知扰动进行估计;在此基础上,为每艘船预先设定期望路径,并用有向图表示船舶之间的通信,将多艘船的同步运动误差引入到反馈控制器,控制多艘船舶实现同步运动;在多艘船的速度和加速度不可测的情况下,通过分别对每一艘船舶设计非线性状态观测器,进而得到多艘船的速度和加速度估计值;利用李雅普诺夫稳定性理论,证明了所设计的控制律的稳定性;通过仿真得出该同步控制方法可以很好地解决多艘船舶的同步运动控制问题。     

基于BP网络的船舶动力定位控制技术仿真研究

在船舶动力定位控制优化问题的研究中,为了解决第一代动力定位系统中PID控制器参数整定困难的缺点,提高动力定位的实时性、稳定性和可靠性,提出了将BP网络与PID控制器相结合的控制策略,使系统具有PID控制器简单可靠等优点及BP网络的自学习和自适应能力等特性.采用三层BP网络,根据梯度最速下降法,不断修正各层神经元之间的连接权值,在线调整PID控制器参数,得到满足定位要求的最佳参数组合,提高系统的快速性和定位精度.最后以某动力定位船为研究对象,在MATLAB平台上对控制器进行定位功能的仿真验证,仿真结果表明所设计的控制器具有较好的控制性能.     

基于反演自适应动态滑模的气垫船航向控制

针对全垫升气垫船运动非线性明显、可操纵性差,为改善操控水平,能够准确地按给定航向航行,设计了反演自适应动态滑模的航向控制算法。建立了三自由度全垫升气垫船平面运动数学模型,并给出了航向非线性控制模型。将反演方法与动态滑模相结合,设计新型切换函数,以实现航向的平滑、无抖振控制。最后,在不同外界扰动作用下进行了仿真,试验结果表明,所设计航向控制算法能够提高全垫升气垫船航向的控制精度,具有自适应性强、响应速度快、稳定性好等特点。     

多船舶的神经网络自适应同步控制

为了实现多艘船舶的同步运动,提出了多艘船的自适应同步控制策略.由于船舶模型参数不确定,采用了径向基神经网络来逼近不确定项,建立船舶的数学模型;其次,利用了数学图论来描述船舶之间的信息交流;接着为每艘船预先设定期望路径,并且将船舶的同步误差引入到控制器,控制船舶的运动使其不但沿各自期望路径运动,而且与多艘船舶保持同步;利用李雅普诺夫稳定性理论,证明了所设计的自适应同步控制器的稳定性;通过对三艘船舶的仿真表明,所提出神经网络自适应同步控制可以很好地解决多艘船同步控制问题.     

非线性船舶动力定位控制器设计

针对船舶在海上的定位和作业受到海洋环境的扰动力影响,其动力定位控制具有很强的非线性特性.本文基于自抗扰控制技术,设计了船舶动力定位控制器.该控制器通过非线性观测器估计出船舶运动速度和系统的总扰动,并采用非线性反馈进行补偿,实现对船舶的动力定位控制.通过仿真实验验证了控制器具有很强的抗干扰能力和鲁棒性.     

基于反馈线性化的AUV三维轨迹跟踪滑模控制

针对自主式水下航行器非线性、强耦合、模型不确定特性以及复杂海洋环境下的未知干扰问题,本文提出了基于微分几何的精确反馈线性化的滑模控制方法.利用反馈线性化方法将非线性强耦合的航行器模型转换成线性模型,减少非线性航行器带来的系统误差;设计了比例积分观测器,完成反馈线性化模型在复杂海洋环境下的受到的未知干扰的精确观测;在比例...