变结构控制在船舶操纵中的应用

本文根据船舶操纵系统的具体特点，为限制水域中的船舶操纵提供了一种变结构控制方案，同时考虑了航向纠编和航迹调整。根据一种特定航道设计的变结构控制系统可适用于一定范围内的其他航道内的船舶操纵，且控制精度高，无抖振发生。     

船舶操纵运动及控制仿真软件的研制

建立了外界条件干扰下的基于模糊控制的船舶操纵运动数学模型，开发了仿真软件，通过算例验证了软件的可靠性。并对其在定常见的作用下保持某一航向或航线航行进行了仿真研究，体育场结果表明：将模糊控制理论应用于船舶操纵运动的自适应控制的方法是可行的，但模糊控制规则的制订是至关重要的。     

船舶操纵非线性系统的鲁棒变结构控制

本文采用伪线性化变换将船舶操纵非线性系统近似地化为线性可控正则型，并对线性化系统设计了一种连续的变结构以提高整个闭环系统的鲁棒性。该方案用于限制水域中船舶的航向航迹纠编控制中，取得了预期的结果。     

潜艇水平面运动的滑模控制

本文用一种变结构滑模控制方法研究了包含横摇运动的潜艇水平面操纵运动，仿真分析了运动方程对控制设计的影响，并提出了两种控制设计方法，在解决航向调节控制的同时，实现了对横摇运动的主动控制。     

基于自适应滑模的喷水推进船舶航向控制

关于船舶航行优化控制,针对喷水推进船舶的航向稳定性控制问题,根据模型中非线性水动力不确定性和外界干扰,提出了基于PID增益调节的自适应滑模控制方法, 并利用Lyapunov稳定性理论证明控制方法的稳定性.控制方法对于模型参数摄动和外界干扰有较好的鲁棒性,PID增益参数的选择可通过在线自适应学习获得,采用边界层方法对设计的滑模控制器的高频抖振加以合理抑制.以一艘喷水推进船舶为例,进行了航向改变的仿真,结果表明设计的控制器具有船舶操纵的良好动态性能,且具有超调小、鲁棒性强的优点,更加符合船舶航向实时控制的工程要求.     

基于BP神经网络的PID参数自整定的船舶操纵控制器研究

船舶操纵的模型参数具有非线性、慢性变特性。船舶操纵的传统控制方法的操纵性能不能令人满意。本文讨论一种应用BP神经网络实现PID参数自整定的控制方法。此法能根据船舶动态特性的变化,自动重新整定PID参数,从而改善了操纵性能和鲁棒性。     

船舶航向保持变论域模糊–最小二乘支持向量机复合控制

针对船舶航向运动具有强非线性,并受各种不确定随机干扰的作用,提出了基于最小二乘支持向量机与变论域模糊逻辑的船舶航向保持复合控制方案,该控制方案利用最小二乘支持向量机良好的非线性映射能力建立船舶操纵系统的逆动力学模型,引入协调控制因子,与变论域模糊控制复合形成控制闭环,提高控制系统的控制精度和鲁棒性.仿真结果表明,本文所设计的航向保持控制系统效果良好,对海情的变化具有较好的自适应能力.     

船舶航向操纵参数自整定模糊控制仿真

船舶航向操纵模糊控制是船舶航行的自动化的一项新的控制技术，船舶在海上航行，由于受到浪水流和气象等环境影响，受到的干扰相当复杂，船舶运动的数学模型在不同海域海情和吃水不同时，模型参数变化是时变的，非线性的，常规的ＰＩＤ自动舵不能好保持航向，模糊控制是基于熟练舵工的操舵经验，总结成语言表达的控制规则，根据模糊集合理论，利用航向偏差，航向变化率主输入量，应用模糊控制理论，确定舵角控制量，实现航向保持，它     

基于嵌入积分滑模策略的船舶运动控制

针对船舶模型的不确定和海浪干扰问题,为实现船舶航向控制,提出了一种嵌入积分滑模控制方法,此方法结合了积分滑模和嵌入滑模的控制思想。积分滑模是用来减小滑模函数的增益,嵌入滑模用来补偿系统匹配和不匹配的扰动。并利用基于极点配置的状态估计方法实现了对高频海浪扰动的滤波。最后进行仿真试验,结果表明设计的控制器具有船舶操纵的良好动态特性,具有超调小鲁棒性强的优点,更适合船舶航向控制的工程要求。     

船舶双舵同步补偿控制

采用双舵配置的船舶,两套舵伺服系统结构参数和电气参数等具有一定的差异.在航行过程中,将会导致船舶双舵的同步误差增大、舵效降低、操纵性能变差.为了减小双舵同步误差,本文阐述了一种模糊变论域同步补偿控制方法.为此首先对舵机系统进行了机理建模,然后借鉴主从控制策略提出了双舵同步补偿控制系统结构,针对PID适应性差的问题,引入变论域模糊控制思想,进一步设计了变论域模糊PID双舵同步补偿控制器.最后仿真结果表明所设计的控制器有效地减小了双舵同步误差、提高了船舶航向稳定性,该方法在船舶双舵同步控制中切实可行,具有工程指导意义.     

广义系统的变结构控制

本文研究了线性广义系统的变结构控制问题，通过引进滑动模动态补偿器，得到了系统的滑动方程及关于内外部干扰的不变性条件；并给出了综合方法；最后研究了实际滑动模的近似问题。     

全垫升气垫船航迹保持的变结构模糊PID控制

气垫船是一种高性能船舶,其航迹较一般船舶难于控制,本文采用了一种变结构模糊PID控制算法对气垫船的航迹保持进行了控制,并进行了仿真,仿真结果与普通的PID控制方法进行了比较,结果表明了这种方法极大的提高了气垫船的航迹保持能力.     

轮毂驱动电动车辆动力学稳定性滑模控制策略研究

为了提高轮毂驱动电动车辆的操纵稳定性,理论分析了车辆横摆角速度和质心侧偏角对于车辆稳定性的影响.设计了基于滑模变结构控制理论和直接横摆力矩控制的双层控制器.在Carsim中搭建了四轮轮毂电机驱动车辆仿真实验平台,并进行了Carsim/Simulink联合仿真,在标准换道工况下,分别验证了基于质心侧偏角的滑模变结构控制和基于横摆角速度的滑模变结构控制策略的效果,验证了双层车辆稳定性控制策略的有效性和稳定性.     

基于信息熵的粗糙集属性约简及其应用

粗集约简对噪声非常敏感,因此寻求噪声干扰下,属性间的准确关系和不确定性关系的表达显得十分重要。将粗糙集理论与信息论理论结合起来,发挥各自优势,取长补短,提出了一种改进的属性约简算法,且在此基础上进行了值约简并应用于超大型船舶的旋回性分析。给出了各因素之间的依赖关系,增比特征,及规则分析。取得了很好效果,对船舶操纵和技术研究有良好的实用价值。     

港口船舶位置目标图像跟踪监测研究

由于船舶目标成像小,江面干扰噪声大,船舶遮挡及连续多帧丢失等因素影响监测精度,在图像连续帧间创建位置、速度、面积等匹配方程进行跟踪存在匹配问题。为解决上述问题,提出一种多结构Top-hat变换和改进的SVD-UKF算法进行检测跟踪。通过分析船舶几何特征来设计多结构元素Top-hat变换检测船舶;在改进的SVD-UKF基础上定义自适应阈值和路径连贯性函数匹配方程进行跟踪以提高监测精度。实验结果证明,该算法可提高监测精度,跟踪稳定,并解决了船舶遮挡及连续多帧船舶丢失等问题,满足实时性需求。     

船舶襟翼鳍伺服系统H~∞控制器设计

本文利用 H∞控制理论对船舶襟翼鳍伺服控制系统进行设计 ,并针对船舶襟翼鳍伺服系统的特殊性 ,解决了此系统中与 H∞控制器设计中不匹配的地方 ,与此同时 ,提出了一种新的权函数的选择方法来解决 H∞干扰抑制问题 .     

飞翼布局无人机分数阶积分滑模姿态控制

针对存在复合干扰的飞翼布局无人机(UAV)姿态控制问题,提出了一种基于分数阶积分滑模与双幂次趋近律的姿态跟踪控制方案.结合分数阶微积分及滑模变结构控制理论,设计了分数阶积分滑模面.为解决传统趋近律收敛时间长和抖振严重等不足,提出一种具有二阶滑模特性且有限时间收敛的双幂次趋近律.在名义控制律的基础上,设计super twisting滑模干扰观测器,实现对复合干扰的估计和补偿,增强内外环控制器应对复合干扰的鲁棒性.为充分利用冗余操纵面与解决非线性舵效问题,在飞行控制系统中引入了非线性控制分配环节.仿真结果验证了所提方案的有效性.     

非完整机械控制系统的模型参考变结构控制

在参数扰动和外部干扰情况下,对非完整机械控制系统设计了变结构模型参考跟踪控制器,基于适当的矩阵分解,非线性控制理论中的输入－输出解耦概念及变结构控制理论,为解决干扰非完整机械控制系统的跟踪问题提出了三级控制设计过程,最后通过一非完整机械系统的例子（在给定平面上运动的垂直轮）的计算机仿真说明了提出方法的优越性。     

离散变结构控制的新方法及其在液压伺服系统中的应用

本文对离散变结构控制进行了深入研究，针对伺服系统的特点，提出了一种新的变结构控制策略－ＩＶＳＣ。它由积分控制Ｉ和变结构控制ＶＳＣ复合而成，因此当系统存在外部干扰和参数变化时仍可获得准确的跟踪性和良好的鲁棒性。应用所提出的控制策略对泵控马达速度伺服系统进行控制的仿真结果表明控制效果是相当满意的。     

大展弦比机翼μ控制

利用大展弦比机翼后缘不同位置上的操纵面进行颤振主动控制,通过将大展弦比机翼简化为包含弯曲和扭转两种模态的悬臂梁结构,根据片条理论,建立包含操纵面运动规律的大展弦比机翼气动弹性方程.由于简化的数值模型与实际模型之间存在一定的误差,通常模型的运动方程包含有不确定参量用来表示建模误差.鲁棒控制方法能够得到一个有效控制器,控制这种带有模型不确定参量的运动方程.文中论述利用鲁棒μ控制方法,研究有两个操纵面大展弦比机翼的鲁棒控制问题.仿真结果表明鲁棒μ控制可以有效地抑制大展弦比机翼的受扰振动,提高颤振临界速度,且两个操纵面共同控制效果比单操纵面显著.