具有输入饱和的欠驱动船舶编队控制 被引量：11

1

作者 林安辉 蒋德松 曾建平 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期1496-1504,共9页

研究了具有输入饱和且存在横荡运动的欠驱动船舶在水面上运动的编队控制问题.使用Leader-follower方法,将编队控制问题转化为镇定控制问题.给出了不同于Backstepping方法的编队控制器设计三步法,该方法有助于克服输入饱和的影响,并分析... 研究了具有输入饱和且存在横荡运动的欠驱动船舶在水面上运动的编队控制问题.使用Leader-follower方法,将编队控制问题转化为镇定控制问题.给出了不同于Backstepping方法的编队控制器设计三步法,该方法有助于克服输入饱和的影响,并分析了闭环系统的稳定性.进一步,将跟随船控制输入中的微分、虚拟领航船的加速度、跟随船动力学模型的不确定性和外扰统一视为干扰,应用干扰观测器估计并在控制器中给予补偿.仿真结果表明了方法的有效性. 展开更多

关键词 船舶编队控制 欠驱动 输入饱和 非线性控制

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动态约束下船舶固定时间非奇异滑模包容控制

2

作者 马俊达 孙鹤方 +2 位作者 谭冲 辛华健 刘可 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期167-176,共10页

为了解决动态约束下的无人船鲁棒包容控制问题,以固定时间稳定性理论为基础,结合预设性能函数和滑模控制技术,提出一种固定时间非奇异滑模鲁棒包容控制律。首先,设计固定时间扩张观测器,对速度不可测以及集总不变项进行估计。然后,通过... 为了解决动态约束下的无人船鲁棒包容控制问题,以固定时间稳定性理论为基础,结合预设性能函数和滑模控制技术,提出一种固定时间非奇异滑模鲁棒包容控制律。首先,设计固定时间扩张观测器,对速度不可测以及集总不变项进行估计。然后,通过设计性能函数实现对包容跟踪偏差的约束,结合转换函数转换成无约束问题对包容控制偏差进行约束控制。进一步,构造非奇异滑模面并设计固定时间趋近律,实现跟随船在固定时间内收敛至虚拟领导船张成的凸包内。最后,利用固定时间稳定性理论证明系统误差在固定时间内收敛于平衡点。仿真结果说明,所提控制律可以使多无人船在固定时间内形成高精度且稳定的编队形式并且在设置的预设性能下实现包容控制偏差的收敛。 展开更多

关键词 多船编队 包容控制 固定时间控制 扩张观测器 非奇异滑模 动态约束

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一种无需指定船舶位置的新型船舶大规模自主编队方法

3

作者 丁明 王磊 +1 位作者 丁英 王一听 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期191-199,共9页

[目的]针对船舶大规模编队通信量大、编队速度慢、不便于扩充等问题,提出一种新型的虚拟壁面编队方法。[方法]使用局部通信,根据自然规律,设定虚拟作用力驱使船舶向目标位置集合,并通过虚拟壁面调整队形,从而实现船舶编队的目的。[结果... [目的]针对船舶大规模编队通信量大、编队速度慢、不便于扩充等问题,提出一种新型的虚拟壁面编队方法。[方法]使用局部通信,根据自然规律,设定虚拟作用力驱使船舶向目标位置集合,并通过虚拟壁面调整队形,从而实现船舶编队的目的。[结果]结果表明,所提方法能够按照“就近原则”快速地完成编队,通信量低且不随编队规模而增加。通过对船舶编队的静态、动态、旋转、缩放和避障的仿真验证了这种算法的有效性。[结论]所提虚拟壁面法具有通信量低、编队速度快、扩充简单等优势,在船舶大规模编队中具有明显优势。 展开更多

关键词 船舶编队 虚拟壁面法 集群控制 分布式控制 避障

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基于齐次系统理论的多船有限时间饱和包容控制

4

作者 马俊达 谭冲 范佳佳 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1779-1787,共9页

针对多领导者船舶编队控制问题,本文基于齐次系统有限时间稳定性理论,利用特定饱和约束函数,提出一种数学形式简化的有限时间饱和包容控制策略,实现船舶在有限时间内收敛于由虚拟领航船张成的凸包内,并保持其姿态镇定。将船舶模型化为... 针对多领导者船舶编队控制问题,本文基于齐次系统有限时间稳定性理论,利用特定饱和约束函数,提出一种数学形式简化的有限时间饱和包容控制策略,实现船舶在有限时间内收敛于由虚拟领航船张成的凸包内,并保持其姿态镇定。将船舶模型化为积分形式,利用自身状态信息以及其他船舶的状态信息,提出一种饱和包容控制律;考虑闭环系统的非齐次性,综合图论知识、Lyapunov稳定性理论以及齐次系统稳定性理论等方面内容,从理论上证明编队系统中所有状态变量能够在有限时间内收敛;仿真结果证明了所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 多船 有限时间控制 齐次系统理论 包容控制 输入饱和约束 李雅普诺夫稳定性理论 船舶编队控制 图论

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基于事件触发的船舶编队有限时间控制

5

作者 宁君 王二月 +2 位作者 李铁山 陈汉民 陈俊龙 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2023年第6期130-139,共10页

为改善船舶编队的时效性,针对船舶编队在海上作业时存在频繁的不必要的通信消耗问题,提出一种基于事件触发机制的有限时间控制策略。设计一个编队扩张状态观测器观测船舶动态信息并补偿船舶模型中的不确定性及外界干扰;针对自身的船舶... 为改善船舶编队的时效性,针对船舶编队在海上作业时存在频繁的不必要的通信消耗问题,提出一种基于事件触发机制的有限时间控制策略。设计一个编队扩张状态观测器观测船舶动态信息并补偿船舶模型中的不确定性及外界干扰;针对自身的船舶编队系统定义一个由广义误差变量组成的固定阈值触发函数,将事件触发函数与非线性终端滑模控制器相结合,大大降低了编队控制律的更新频率;利用Lyapunov有限时间理论验证整个编队系统的有限时间稳定性,并证明控制器不存在Zeno行为。仿真结果显示,设计的编队控制器能在5 s左右达到预期队形。与连续时间编队控制器相比,设计的编队控制器在保证编队队形的基础上大大降低了触发次数,从而节约了编队系统的通信资源。 展开更多

关键词 船舶编队 事件触发机制 有限时间控制 扩张状态观测器 固定阈值

原文传递

舰艇编队协同防空一体化防御作战体系研究

6

作者 曹杰 高王升 +2 位作者 程跃兵 高子龙 黄晨晨 《舰船电子对抗》 2023年第6期1-8,43,共9页

未来海战场面临的威胁环境突出表现为“单/多方向连续目标饱和攻击”、“低空隐蔽突防”和“复杂电磁干扰下目标攻击”,依靠单一的水面舰艇分层防御作战体系已经不能满足快速发展的战场环境,构建基于编队协同防空一体化作战体系是适应... 未来海战场面临的威胁环境突出表现为“单/多方向连续目标饱和攻击”、“低空隐蔽突防”和“复杂电磁干扰下目标攻击”,依靠单一的水面舰艇分层防御作战体系已经不能满足快速发展的战场环境,构建基于编队协同防空一体化作战体系是适应未来海上防御作战的重要发展方向,编队协同防空一体化作战体系应从预警探测体系、指挥控制体系、作战筹划与推演系统及火力打击体系等方面进行研究,其关键技术在于实现统一态势图、高速数据链、海空天一体化指挥控制以及多武器协同防御等技术难点。 展开更多

关键词 舰艇编队 一体化作战 指控控制体系 作战筹划与推演系统 多武器协同防御技术

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具有未知动态的船舶编队输出反馈控制 被引量：3

7

作者 林安辉 蒋德松 曾建平 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1222-1229,共8页

研究了仅利用相对位置信息和相对航向信息的船舶编队输出反馈控制问题.首先使用leader-follower策略,建立了船舶编队的运动学模型.然后应用微分同胚变换将系统解耦成3个子系统.根据船舶低频运动的特点,在跟随船水动力学模型中粘性水动... 研究了仅利用相对位置信息和相对航向信息的船舶编队输出反馈控制问题.首先使用leader-follower策略,建立了船舶编队的运动学模型.然后应用微分同胚变换将系统解耦成3个子系统.根据船舶低频运动的特点,在跟随船水动力学模型中粘性水动力和力矩未知以及所有船舶速度都不可测量的假定下,提出了一种高增益广义比例积分观测器来估计这些未知和不可测量动态.在高增益广义比例积分观测器的基础上,分别设计了线性输出反馈控制器和输入饱和受限的输出反馈控制器,并分析了闭环系统的稳定性.最后仿真结果表明了方法的有效性. 展开更多

关键词 船舶编队控制 速度不可测量 粘性水动力和力矩未知 输出反馈 状态估计 输入饱和

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舰船编队避碰的自适应控制研究 被引量：3

8

作者 邓蕴 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第20期31-33,共3页

海上运输是一种重要的货物流通方式,随着人们对海洋资源的进一步开发,海上运输、资源开采、石油开发等工业行为对海上交通运输条件提出更高要求。为了改善日益拥堵的海上交通,防止出现船舶碰撞等海上交通事故,世界各国对船舶避碰技术投... 海上运输是一种重要的货物流通方式,随着人们对海洋资源的进一步开发,海上运输、资源开采、石油开发等工业行为对海上交通运输条件提出更高要求。为了改善日益拥堵的海上交通,防止出现船舶碰撞等海上交通事故,世界各国对船舶避碰技术投入了大量的研究,其中,舰船编队的避碰控制技术是研究的重点。本文在传统的非线性控制系统基础上,结合自适应模糊控制算法和Matlab仿真技术,对舰船编队在未知环境干扰条件下的避碰、避障等技术进行系统研究,提出一种舰船编队的模糊自适应避碰方法,并进行仿真分析。 展开更多

关键词 舰船编队 避碰控制 Back-stepping MATLAB

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基于PSO的多舰艇编队指挥协同控制模型仿真 被引量：2

9

作者 刘洋 王蕾 《智能计算机与应用》 2019年第5期246-249,共4页

为了提高多舰艇编队指挥协同控制能力,提出基于粒子群(PSO)寻优进化的多舰艇编队指挥协同控制模型,采用多传感融合跟踪识别方法进行多舰艇编队指挥协同控制的大数据信息采样,分析舰艇编队的火力分布指数,采用Lyapunov指数谱预测方法进... 为了提高多舰艇编队指挥协同控制能力,提出基于粒子群(PSO)寻优进化的多舰艇编队指挥协同控制模型,采用多传感融合跟踪识别方法进行多舰艇编队指挥协同控制的大数据信息采样,分析舰艇编队的火力分布指数,采用Lyapunov指数谱预测方法进行多舰艇编队的攻击能力和覆盖能力预测,构建多舰艇编队指挥协同控制的优化目标函数,采用粒子群进化寻优方法进行多舰艇编队指挥协同控制过程最优化求解,将多舰艇编队指挥协同控制问题转化为粒子群进化的全局优化问题,结合参数优化调节和攻击阵位的自适应调节,实现多舰艇编队指挥协同控制优化,提高多舰艇编队的攻击能力和防御能力。仿真结果表明,采用该方法进行多舰艇编队指挥协同控制的寻优能力较好,收敛性较强,控制输出的稳定性较好。 展开更多

关键词 PSO 多舰艇编队 指挥 协同控制

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舰空导弹作战的指挥控制

10

作者 韩雁飞 《舰载武器》 2002年第4期9-12,共4页

本文对编队舰空导弹作战的指挥控制和实施过程进行了深入的分析 ,力求为舰空导弹作战方法的研究提供指导。

关键词 舰空导弹 舰艇编队 防空作战 指挥控制

原文传递

海军某编队害虫种类调查和防控对策 被引量：1

11

作者 王宗贤 丛黎明 +1 位作者 郭子振 李卫鹏 《中华卫生杀虫药械》 CAS 2016年第3期259-261,共3页

目的了解海军某编队害虫种群构成、密度情况,为现场防治提供参考。方法以编队舰船内厨房、餐厅、居室、库房和轮机附近舱室作为调查点,采用粘捕及现场查看的方式进行调查,并结合舰船实际进行分析。结果共捕获蟑螂741只,其中德国小蠊占94... 目的了解海军某编队害虫种群构成、密度情况,为现场防治提供参考。方法以编队舰船内厨房、餐厅、居室、库房和轮机附近舱室作为调查点,采用粘捕及现场查看的方式进行调查,并结合舰船实际进行分析。结果共捕获蟑螂741只,其中德国小蠊占94.87%,澳洲大蠊占3.91%,美洲大蠊占1.21%。蟑螂主要分布于厨房和轮机附近舱室,其次为居室,餐厅和库房最少,侵害率存在显著差异(χ2=84.322,P<0.001)。舰船在海上航行期间,共捕获蝇类45只,其中家蝇32只,果蝇13只,数量较少。另外在舰船常温干货库内发现了赤拟谷盗、锯谷盗、米象、印度谷螟、烟草甲虫等仓储害虫的成虫或幼虫。结论编队内舰船蟑螂、仓储害虫危害严重,建议采取综合防治措施。 展开更多

关键词 编队 病虫害 调查 防控

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间歇通信环境下的船舶编队控制 被引量：1

12

作者 刘睿 于双和 尹广帅 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2020年第2期119-126,共8页

[目的]针对多艘船舶在间歇通信环境下的编队控制问题,提出了基于反步法的协调编队控制律,并给出编队形成的充分条件以满足编队的鲁棒性。[方法]首先,利用反步法设计正常通信时段的船舶编队控制律,加入误差观测器消除外部环境带来的误差... [目的]针对多艘船舶在间歇通信环境下的编队控制问题,提出了基于反步法的协调编队控制律,并给出编队形成的充分条件以满足编队的鲁棒性。[方法]首先,利用反步法设计正常通信时段的船舶编队控制律,加入误差观测器消除外部环境带来的误差,保证船舶在正常通信时段形成理想编队。然后,对于在间歇通信中通信缺失的时段,设计控制律。此外,在船舶编队的形成以及队形保持的过程中,通信时长必须满足一定的要求,并给出在间歇通信环境下实现编队的充分条件。最后,利用李雅普诺夫理论对船舶编队控制律的稳定性进行验证,并证明该充分条件的可靠性。[结果]仿真结果表明,采用该控制律且满足给出的充分条件,船舶能够在间歇通信环境下实现编队航行。[结论]在间歇通信或类似的周期性通信缺失情况下,对船舶编队控制的设计与研究有一定的参考价值。 展开更多

关键词 间歇通信 船舶编队 控制律 反步法 误差观测器 李雅普诺夫函数

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自适应控制技术在船舶编队中的应用与实现

13

作者 李莎 武苗苗 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第6X期163-165,共3页

在海洋上航行的船舶越来越多,尤其在狭小航道中,船舶的有序编队航行尤为重要。为应对这种发展要求,需要解决船舶编队航行中遇到的通讯控制难题。本文探讨船舶编队航行的特点,并建立相应的船舶动态航行模型。利用神经网络算法,建立具有... 在海洋上航行的船舶越来越多,尤其在狭小航道中,船舶的有序编队航行尤为重要。为应对这种发展要求,需要解决船舶编队航行中遇到的通讯控制难题。本文探讨船舶编队航行的特点,并建立相应的船舶动态航行模型。利用神经网络算法,建立具有自适应控制能力的船舶编队控制模型。通过对动态非线性航行的仿真和分析,本文提出的自适应控制技术能够满足船舶编队航行的运动控制要求,在船舶跟随和扰动响应上性能优越,具有良好的市场应用价值。 展开更多

关键词 船舶编队 自适应控制 神经网络算法

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基于扩张状态观测器的有限时间船舶编队控制 被引量：2

14

作者 宁君 陈汉民 +3 位作者 李伟 王启福 李铁山 陈俊龙 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第1期60-66,共7页

[目的]为了解决大多数船舶编队控制算法控制周期长和时效性差的问题,提出一种基于扩张状态观测器(ESO)的有限时间控制策略。[方法]采用一种非线性终端滑模算法,通过对控制律分区域设计,克服传统终端滑模存在的奇异性问题;将非线性终端... [目的]为了解决大多数船舶编队控制算法控制周期长和时效性差的问题,提出一种基于扩张状态观测器(ESO)的有限时间控制策略。[方法]采用一种非线性终端滑模算法,通过对控制律分区域设计,克服传统终端滑模存在的奇异性问题;将非线性终端滑模与图论结合,实现有限时间的船舶编队控制;利用扩张状态观测器观测并补偿船舶模型中的不确定性及外界的干扰,以保证船舶编队控制的精确性;运用Lyapunov理论验证船舶编队控制律的稳定性。[结果]仿真结果表明,采用所提控制策略使整个编队系统误差在5 s左右趋近于0,从而实现了稳定。[结论]该控制策略能有效控制船舶编队,且控制速度快、时效性好。 展开更多

关键词 扩张状态观测器 船舶编队 非线性终端滑模控制 图论

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