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基于改进粒子群算法的水下机器人路径规划研究 被引量：1
1
作者 吕诗为 朱迎谷 +2 位作者 卢倪斌 李忻阳 刘海瑞 《控制与信息技术》 2023年第6期58-64,共7页
针对水下机器人在路径规划中遇到的约束条件复杂、寻优算法性能不稳定、路径不平滑等问题,文章提出了一种基于改进粒子群算法的水下机器人路径规划方法。首先,基于函数模拟法构建水下地形及障碍物环境;其次,在优化目标设计方面,从减少... 针对水下机器人在路径规划中遇到的约束条件复杂、寻优算法性能不稳定、路径不平滑等问题,文章提出了一种基于改进粒子群算法的水下机器人路径规划方法。首先,基于函数模拟法构建水下地形及障碍物环境;其次,在优化目标设计方面,从减少能耗的角度出发,文章在传统路径长度最短的基础上,又增加了对水下机器人姿态角度变化以及转向节点位置分布均匀性的优化,以进一步适应实际情况;然后,分析了粒子群算法中惯性权重对算法性能的影响,引入了改进措施,以提高算法的寻优性能;最后,将计算出的初始路径采用B样条曲线进行平滑处理,得到最终的机器人运动规划轨迹。仿真实验结果表明,文章所提路径寻优方法相较于传统蚁群算法和粒子群算法,综合能耗分别降低了56.6%和19.3%,在求解能力和收敛性上也表现出了更优的性能。 展开更多
关键词 水下机器人 路径规划 粒子群算法 惯性权重 优化目标 路径平滑
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基于D-H方法的波浪滑翔器动力学仿真分析 被引量：4
2
作者 杨鲲 卢倪斌 +2 位作者 隋海琛 王磊峰 李晔 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期145-152,共8页
为了研究波浪滑翔器多体结构的动力学特性,本文利用D-H方法表示了波浪滑翔器各部分速度和位置的关系,结合波浪滑翔器结构特性推导波浪滑翔器的动力学方程。通过水池试验验证模型正确性,在Matlab-Simulink软件环境下进行运动仿真试验。... 为了研究波浪滑翔器多体结构的动力学特性,本文利用D-H方法表示了波浪滑翔器各部分速度和位置的关系,结合波浪滑翔器结构特性推导波浪滑翔器的动力学方程。通过水池试验验证模型正确性,在Matlab-Simulink软件环境下进行运动仿真试验。试验结果表明:该建模方法可有效表示浮体与滑翔器之间较强的耦合关系,相较于传统方法提供更多参数,更好地分析得出波浪滑翔器的运动特性和其影响因素,便于后续研究。 展开更多
关键词 波浪滑翔器 波浪能 动力学模型 多体动力学 运动仿真 D-H方法 数值模拟 水池试验
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基于深度强化学习的水下机械臂自主控制研究
3
作者 李忻阳 卢倪斌 +1 位作者 吕诗为 刘海瑞 《控制与信息技术》 2023年第6期45-50,共6页
受限于水下环境和观察角度,精确地控制水下机械臂完成水下自主作业任务具有很大的挑战性。针对这一问题,考虑到强化学习算法对环境具有强大的自适应能力,文章提出一种水下机械臂自主控制方法。首先,其设计了一种近端策略优化(PPO)结合... 受限于水下环境和观察角度,精确地控制水下机械臂完成水下自主作业任务具有很大的挑战性。针对这一问题,考虑到强化学习算法对环境具有强大的自适应能力,文章提出一种水下机械臂自主控制方法。首先,其设计了一种近端策略优化(PPO)结合行动器-评判器(AC)的强化学习算法训练自主控制策略;其次,对训练过程中出现的稀疏奖励问题,提出了一种基于人工势场法的奖励塑造方法;最后,在仿真试验环境中对基于上述方法训练得到的自主控制策略进行了验证。验证结果表明,该策略可以有效收敛并自主控制水下机械臂向目标位置精确移动,移动快速、过程流畅,末端执行器运动轨迹平滑、稳定。 展开更多
关键词 水下机械臂 强化学习 奖励塑造 自主作业
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