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基于速变LOS的无人船反步自适应路径跟踪控制 被引量：17
1
作者 余亚磊 苏荣彬 +1 位作者 冯旭 郭晨 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2019年第3期163-171,共9页
[目的]为了解决无人船由系统建模误差和参数摄动引起的混合不确定项、模型含非零非对角项和控制器输入饱和情况下的路径跟踪问题,[方法]提出基于速变视线导航法(LOS)的反步自适应无人船路径跟踪控制方法。首先引入坐标变换法,把系统模... [目的]为了解决无人船由系统建模误差和参数摄动引起的混合不确定项、模型含非零非对角项和控制器输入饱和情况下的路径跟踪问题,[方法]提出基于速变视线导航法(LOS)的反步自适应无人船路径跟踪控制方法。首先引入坐标变换法,把系统模型转变为斜对角形式。把控制系统分为制导子系统和控制子系统,在制导子系统设计速变LOS算法,使纵向速度制导律与横向跟踪误差呈正相关,确保无人船能有效地朝着并保持在期望的路径上;在控制子系统设计反步自适应算法以补偿系统混合不确定项,同时引入辅助系统处理系统控制输入饱和问题。[结果]运用李雅普诺夫稳定性理论证明制导控制闭环系统一致最终有界稳定。[结论]仿真结果验证了所提出方法的有效性和鲁棒性,对无人船反步自适应路径跟踪控制有一定的参考价值。 展开更多
关键词 无人船 路径跟踪 视线导航法 输入饱和 自适应控制
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基于量子蚁群算法的无人水面艇航迹规划 被引量：9
2
作者 夏国清 韩志伟 +1 位作者 赵博 杨颖 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1263-1268,共6页
针对无人水面艇的航迹规划问题,本文采用了量子蚁群算法在海洋环境中为无人水面艇规划出一条航程最短、航行能耗最低和能够安全避障的航迹。量子蚁群算法既能体现量子并行计算的高效性,又拥有蚁群算法中较好的寻优能力。仿真实验结果表... 针对无人水面艇的航迹规划问题,本文采用了量子蚁群算法在海洋环境中为无人水面艇规划出一条航程最短、航行能耗最低和能够安全避障的航迹。量子蚁群算法既能体现量子并行计算的高效性,又拥有蚁群算法中较好的寻优能力。仿真实验结果表明:该算法能够避免局部极值和拥有比蚁群算法更快的收敛速度,并可以规划出无人水面艇在复杂海洋环境中的优化航迹。 展开更多
关键词 无人水面艇 航迹搜索 量子理论 蚁群优化 航迹长度 能量消耗 障碍规避
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一种基于SDN的多约束无人船网络传输路由算法 被引量：8
3
作者 陈立家 周为 +2 位作者 许毅 魏天明 田延飞 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2022年第4期107-113,共7页
[目的]为了解决无人船通信数据量大、传输时延高等问题,提出一种适用于无人船的软件定义网络(SDN)架构下多约束无人船网络传输路由算法(USMCRA)。[方法]通过建立SDN架构的无人船网络模型,将网络中路由选择问题转化为多约束最短路径问题... [目的]为了解决无人船通信数据量大、传输时延高等问题,提出一种适用于无人船的软件定义网络(SDN)架构下多约束无人船网络传输路由算法(USMCRA)。[方法]通过建立SDN架构的无人船网络模型,将网络中路由选择问题转化为多约束最短路径问题,利用该算法选择合适的路由节点完成数据的传输。算法通过SDN控制器获取网络链路中的状态信息,将带宽、时延以及数据流大小作为约束条件结合Dijkstra算法设计实现。在仿真实验中通过mininet仿真平台构建无人船网络拓扑结构,在RYU控制器中添加USMCRA算法,实现网络的仿真。[结果]结果表明,该路由算法提高了无人船网络传输的效率以及传输的稳定性。相比于传统的网络架构,添加USMCRA算法的网络传输速率提高了16%左右,网络抖动的峰值控制在0.2 ms左右,实现了网络的优化。[结论]所提出的USMCRA算法为解决无人船通信数据量大、传输时延高等问题提供了一种新的解决思路。 展开更多
关键词 无人船 软件定义网络 网络传输 路由算法
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面向不稳定障碍物的无人艇自主避障方法 被引量：2
4
作者 包涛 周则兴 +1 位作者 陈卓 张波 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期8-15,共8页
为解决无人艇自主避障中感知系统测得的障碍物信息不稳定问题,提出一种符合国际海事避碰规则(COLREGS)面向不稳定障碍物的改进速度障碍算法(Improved Velocity Obstacle, IVO),算法利用最小会遇时间、距离自适应阈值来优化避障状态判断... 为解决无人艇自主避障中感知系统测得的障碍物信息不稳定问题,提出一种符合国际海事避碰规则(COLREGS)面向不稳定障碍物的改进速度障碍算法(Improved Velocity Obstacle, IVO),算法利用最小会遇时间、距离自适应阈值来优化避障状态判断;使用滑动窗口以及前视视线解决无人艇因障碍物信息不稳定导致在进入和退出避障状态时的边界跳动问题;通过设置角度缓冲区降低了避障中避碰规则的频繁切换.最后,在自主开发的无人艇半物理仿真系统中与传统VO算法进行了对比,结果表明,IVO算法在边界判断和避障稳定性上较传统方法更有优势,证明了算法的有效性和可行性. 展开更多
关键词 无人艇(usv) 自主避障 改进速度障碍法(IVO) 半物理仿真
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基于干扰观测的欠驱动无人艇自适应航迹跟踪控制算法 被引量：1
5
作者 董蛟 刘忠 +2 位作者 张建强 陈霄 周德超 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期1606-1616,共11页
研究了欠驱动无人艇在外界干扰条件下的航迹跟踪控制问题,提出了一种基于干扰估计与补偿的航迹跟踪控制算法,实现了风浪流干扰环境下航迹的精确跟踪。算法引入纵向误差作为状态变量对扩张干扰观测器进行设计,实时估计干扰的稳态分量,相... 研究了欠驱动无人艇在外界干扰条件下的航迹跟踪控制问题,提出了一种基于干扰估计与补偿的航迹跟踪控制算法,实现了风浪流干扰环境下航迹的精确跟踪。算法引入纵向误差作为状态变量对扩张干扰观测器进行设计,实时估计干扰的稳态分量,相比于传统的基于输出反馈干扰估计算法,其灵活性、可控性更高;同时基于纵向跟踪误差的状态估计误差,设计扩张干扰观测器变增益因子,相比于基于常增益观测器的航迹跟踪算法其能够在实现干扰补偿的前提下,有效减小航迹跟踪收敛段的震荡。基于李雅普诺夫稳定性理论证明了级联控制系统与干扰观测系统在平衡点的半全局指数稳定性,通过仿真对比实验及分析证明了所提航迹跟踪算法的有效性和先进性。 展开更多
关键词 欠驱动 无人艇 变增益 扩张干扰观测器 变前视距离 积分视线导引 航迹跟踪
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