水下航行器动力定位系统推力器逻辑分配

简要介绍了水下航行器的动力定位系统主要组成部分的控制结构,讨论了水下航行器动力定位系统中推进器系统侧推力和力矩的多种情况,并对推进器进行了逻辑分配,绘出逻辑分配程序图.     

水下航行器水平面运动的滑模控制

给出了简化的水下航行器水平面运动模型,提出了采用横向轨迹误差法和视线法相结合的基于滑模的航向控制方案,从仿真结果可以看出该控制方案具有良好的轨迹跟踪能力,能够保证水下航行器进行各种循迹航行任务.     

双领航多自主水下航行器移动长基线定位最优队形研究

基于距离量测提出了多自主水下航行器 (AUV) 移动长基线定位系统,融合内部与外部传感信息进行从AUV水下定位。针对定位系统中AUV队形对定位性能造成的影响,基于Cramer-Rao下界(CRLB) 和Fisher信息阵(FIM) 建立了多AUV移动长基线定位系统定位性能评价函数,通过评价函数极大化实现定位性能最优化。重点研究了双领航者定位系统的最优队形,其最优队形为两个领航AUV与从AUV以90°分离角相对运动,且最优队形与AUV间的距离无关。仿真实验分别从间距及分离角两个方面对结论进行了验证。     

自主水下航行器的二阶滑模变结构控制

为了消除传统的滑模控制在实际应用中所产生的抖动问题,运用了高阶滑模的设计思想设计了二阶滑模控制器,它不仅可以消除系统的抖动问题,还对系统存在的不确定性具有良好的鲁棒性,文中将这一方法运用于自主水下航行器,仿真结果表明,能够有效的消除系统的抖动.     

一种自主水下航行器分布式控制系统

提出一种新的基于CAN总线的自主水下航行器(AUV)分布式控制系统。该控制系统具有良好的分层递阶体系结构,包括由综合显控台构成的任务层,由管理记录中心构成的协调层,以及由导航控制中心和底层执行机构控制节点构成的控制层。同时,将实时控制与非实时任务管理分离,由不同的功能节点实现,便于系统的维护和升级。航行试验中,分布式控制系统运行情况良好,AUV完整、正确地执行了航行任务,这充分说明该设计是成功的。     

基于遗传算法的无人水下航行器深度自抗扰控制

根据无人水下航行器（UUV）操纵控制过程的特点,设计了一种基于遗传算法的UUV深度自抗扰控制器（ADRC）。针对ADRC控制器控制参数较多的问题,将其参数设计转化为一种辨识问题。借助遗传算法,对UUV深度控制系统中的ADRC控制参数进行了辨识,并对其在无外界干扰和近水面航行受波浪力干扰两种情况下的深度控制进行了仿真。数值仿真结果表明,ADRC控制可以获得较好的深度保持性能,并且具有较强的抗干扰能力。与PID控制相比,ADRC控制的操舵幅度和操舵频率有了明显降低,其控制品质有了明显提高。     

水下航行器轴向运动的自适应积分反演跟踪控制

研究水下航行器轴向运动的非线性跟踪控制问题。针对广泛存在的未知海流、动态模型中的未知参数、以及外部常值扰动等不确定性因素,采用先进的自适应积分反演控制方法,用自适应机制克服未知海流和模型参数的不确定性,并在反馈中加入积分项提高系统对未建模动态特性的鲁棒性,使水下航行器能够全局渐近跟踪参考位置指令。通过不同条件下的仿真研究,分析了自适应机制和积分项在运动控制中的作用,并验证了闭环跟踪系统的全局渐近稳定性。     

自主式水下航行器控制技术新进展

自主式水下航行器是一个复杂的智能化机电系统，是能够在复杂的海洋环境中自主执行各种任务的无人平台。近年来，自主式水下航行器（AUV）控制技术取得了长足进展，本文较全面概括了近年来国内外在AUV控制技术领域的最新进展，主要包括基于控制器设计的建模、推进器建模与控制、动力定位控制、推力矢量控制、欠驱动控制等方面，然而目前AUV控制领域面临的难点主要在模型不确定和扰动不确定、传感器信息不足以及欠驱动系统的本质特性（例如可控性）及其控制方法等方面，还需要人们为之付出不懈的努力。     

Depth Control for AUV Based on RS-LSSVM

Aimed at uncertainties and model’s impreciseness, nonlinearity and time-variability of depth control system in autonomous underwater vehicle (AUV), a depth predictive control method was put forward based on rough set (RS) and least squares support vector machine (LSSVM). By using RS theory, the monitor data attribute of AUV was reduced to eliminate the redundant information and to improve efficiency. Then, LSSVM model was trained by using the reduced rules, and its parameters were optimized by using chaos theory for the higher accurate control. Taken an AUV typed NPS Phoenix as an example, its depth step response, horizontal rudder and pitch change were simulated. The simulation results show that the method improves the model’s accuracy and has better real-time response, fault-tolerant ability, reliability and strong anti-interfere capability.     

防空多管火箭炮交流位置伺服系统的控制策略

采用永磁同步伺服电动机,构成多管火箭炮交流位置伺服系统.以交流永磁同步伺服电动机为执行元件,系统速度环和位置环控制采用数字控制,位置反馈取自负载端形成全闭环控制.该系统控制策略包括:模型参考自适应、滑模变结构、模糊控制、单神经元等控制.     

火箭炮交流位置伺服系统滑模变结构控制策略

对多管火箭炮负载特性，转动惯量变化规律及其燃气流冲击力矩作用规律进行了定量分析，基于此设计了多管火箭炮交流位置伺服系统结构并提出了滑模变结构控制策略，对其具体控制结构的形式进行了分析，提出了统一滑模变结构控制和串级滑模变结构控制两种方案。最后给出了两种滑模变结构控制结构的计算机仿真结果，结果表明该控制策略具有较强的抗负载扰动能力和参数鲁棒性，可以适应多管火箭炮的负载干扰力矩以及转动惯量的变化。     

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分布式控制系统架构,设计了主要的执行节点,包括以内嵌CAN控制器的AVR型单片机AT90CAN128为核心的硬件电路和软件设计。试验结果表明,该分布式控制系统具有指令响应速度快、可靠性高、扩展性强、测试性好等优点。     

控制受限的火箭炮位置伺服系统鲁棒自适应反步控制

针对火箭炮位置伺服系统运行过程中所存在的转动惯量和负载力矩变化大,输入控制 受限等各种不确定因素,提出了一种基于动态面滤波法的自适应鲁棒位置控制器。对于模型中的 不确定参数,采用投影算法进行有效估计,利用鲁棒滑模滤波器简化控制器的设计,引入一个辅助 分析系统来对控制输入限制的影响进行有效分析,同时将辅助分析系统与反步方法结合,通过对模 型的等价变换和选择适当的Lyapunov 函数,给出系统的自适应控制器的设计方法。仿真结果表 明,该方法保证了系统的响应速度和控制精度,对参数摄动及外界负载扰动具有较强的鲁棒性。     

变结构控制在空空导弹控制系统中的应用研究

对空空导弹控制系统建立了数学模型,并在此基础上设计了变结构控制律。仿真结果表明,变结构控制鲁棒性强、抗干扰能力好。     

自适应模糊滑模控制在火箭炮电液伺服系统中的应用

针对某火箭炮电液位置伺服系统,提出了一种自适应模糊滑模控制方法。为了使等效控制器的设计不依赖于对象的精确数学模型,利用切换函数及其变化率设计了自适应模糊系统来代替等效控制,并且为了解决抖振问题,利用抖振参数和切换函数的绝对值设计了模糊系统动态调节边界层厚度。仿真结果表明,该方法不仅能保证系统的响应速度和控制精度,有效抑制抖振,并且对结构参数不确定性具有很强的鲁棒性。     

Design of PID Controllers System with Multiple of Anti-aircraft Artillery Servo Performance Specifications

A novel design method for determining the proportional-integral-derivative（PID） controller gains of an anti-aircraft artillery servo system with multiple performance specificauons based on a particle swarm optimization （PSO） algorithm is proposed. First, a performance criterion evolution function combined with the system maximum displacement settling time, rise time, overshoot, steady state error, constant velocity tracking error and sine wave tracking error is defined. Second, the optimization problem of PID controller parameters and the searching procedure of PSO algorithm are constructed. Finally, the optimal or near optimal PID controller parameters are fast and easily obtained by solving the above optimization problem on the given controller parameter space following the PSO searching procedure. The simulation results show the effectiveness of the proposed controllers.     

一种敏捷导弹控制系统的设计方法

采用变结构控制理论,对采用直接侧向力辅助控制的敏捷导弹控制系统进行了设计,控制器为反馈—前馈的结构,直接力喷流装置为前馈控制,气动舵为反馈控制,并给出了相应的仿真结果。