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题名关于无人水面艇路径跟踪优化控制仿真
被引量：6
- 1
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作者
祝镜
王建华
赵梦铠
吴恭兴
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机构
上海海事大学航运技术与控制工程交通行业重点实验室
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出处
《计算机仿真》
CSCD
北大核心
2016年第6期362-367,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(51309148)
上海海事大学研究生创新基金资助项目(YXR2015022)
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文摘
路径跟踪是无人水面艇执行任务的关键技术之一。流干扰是不可避免的环境因素,无人水面艇在流干扰下直线路径跟踪的研究,旨在提高流干扰下无人水面艇路径跟踪控制算法的抗干扰能力。在建立流干扰下无人水面艇数学模型的基础上,分析了直线路径跟踪原理并设计跟踪控制器,对增量式PID、模糊PID以及可变船长比模糊PD三种控制算法进行仿真分析,进行了三种算法对于定常流的抗干扰对比,得出最佳的控制算法。为减小横流作用对无人水面艇路径跟踪的影响,采用修正期望航向角的方法,对可变船长比模糊PD控制算法进行改进,并通过仿真进行对比分析。结果表明,改进的方法可进一步提高抵抗流干扰的性能。
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关键词
无人水面艇
定常流
直线路径
跟踪
可变船长比
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Keywords
USV
Constant current
Straight path
Following
variable ship length rate
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分类号
TP391.9
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名风干扰下基于变船长比的无人水面艇路径跟踪方法
被引量：5
- 2
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作者
郑体强
王建华
赵梦铠
吴恭兴
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机构
上海海事大学航运技术与控制工程交通行业重点实验室
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出处
《计算机测量与控制》
2016年第3期163-167,共5页
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基金
国家自然科学基金(51309148)
上海市教委科研创新项目(14YZ104)
上海海事大学研究生学术新人培训计划(YXR2015024)
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文摘
针对无人水面艇在路径跟踪过程中易受风环境干扰的问题,建立了风环境下无人水面艇的运动数学模型,提出一种用于抵抗风干扰的直线路径跟踪方法;首先,基于视距导航原理,设计了跟踪期望航向角的PD控制器,通过融合路径方向,距离偏差及船长比等信息,实时调整左右两侧推进电机的控制电压,实现无人水面艇直线路径跟踪;然后,针对不同船长比对直线路径跟踪的影响,采用模糊控制方法,设计了以跟踪过程中的距离偏差和距离偏差变化率为输入,以船长比为输出的模糊控制模块,对船长比进行自适应调整,以提高控制器的抗风干扰性能;仿真结果表明,所提方法可减小风干扰作用下的跟踪静差,较之传统单纯PD控制方法,抵抗风干扰的能力得到提高。
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关键词
无人水面艇
路径跟踪
风干扰
可变船长比
模糊控制
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Keywords
USV
path following
wind interference
variable ship length rate
fuzzy control
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分类号
TP311
[自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
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题名波浪干扰下固定双桨无人水面艇的路径跟踪方法
被引量：4
- 3
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作者
郑体强
王建华
赵梦铠
吴恭兴
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机构
上海海事大学航运技术与控制工程交通行业重点实验室
上海海事大学海洋科学与工程学院
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出处
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2017年第1期75-78,共4页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51309148)
上海市教委科研创新项目(14YZ104)
上海海事大学研究生学术新人培育计划项目(YXR2015024)
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文摘
无人水面艇在路径跟踪过程中容易受到波浪环境的干扰,针对该问题提出一种基于可变船长比的直线路径跟踪方法。建立了固定双桨无人水面艇在二阶波浪力下的运动模型,根据视距导航原理,设计了跟踪期望航向角的PD控制器,通过融合路径方向、距离偏差及船长比等信息,实时调整左右两侧推进电机的控制电压,实现无人水面艇直线路径跟踪。针对不同船长比对直线路径跟踪的影响,在PD控制器中增加了以跟踪过程中的距离偏差和距离偏差变化率为输入、以船长比为输出的模糊推理模块,对船长比进行实时在线调整,提高了系统的抗波浪干扰性能。仿真结果表明,较之固定船长比的路径跟踪方法,所提方法使跟踪过程具有更好的动态性能,并且可减小波浪干扰下的路径跟踪偏差,有效克服波浪的干扰作用。
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关键词
无人水面艇
路径跟踪
波浪干扰
视距导航
PD控制器
可变船长比
模糊推理
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Keywords
unmanned surface vehicle（U^SV）
path tracking
wave disturbance
LOS（line of sight）
PD controller
variable ship length rate
fuzzy reasoning
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分类号
TP273.5
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名无人水面艇目标路径跟踪优化控制研究
被引量：3
- 4
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作者
丛晓奕
王建华
李振义
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机构
上海海事大学航运技术与控制工程交通行业重点实验室
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出处
《计算机仿真》
北大核心
2019年第1期325-330,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(51309148)
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文摘
无人水面艇(USV)目标路径跟踪优化控制研究是为了实现自主、准确、快速的路径跟踪。时变风干扰是无人艇目标路径跟踪过程中不可忽略的环境因素,在时变风干扰的影响下采用变船长比(LOS-PD)控制方法会产生较大的跟踪误差,因此无人水面艇目标路径跟踪优化控制的难点技术之一是有效抵抗时变风干扰的影响。针对上述问题,提出了一种基于神经网络的电压控制量学习算法。通过在时变风干扰下采用LOS-PD控制方法经过多次调参后得到大量先验数据,利用这些数据对神经网络进行训练,得到了一组从距离偏差、角速度、风速大小、目标路径方向的倾斜角、航向角到无人艇左右电压控制量之间的最佳权值矩阵。通过仿真,得到两种算法在不同风干扰下的平均跟踪误差、跟踪时间和平均跟踪能耗。仿真结果验证了基于神经网络的电压控制量学习算法对于抵抗时变风干扰的有效性。
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关键词
无人水面艇
神经网络
时变风
路径跟踪
变船长比
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Keywords
USV
Neural Network
Time-varying wind
Path tracking
variable ship length rate
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分类号
TP391.9
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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