基于神经网络的高速无人艇模糊PID控制

针对采用喷水推进器的高速无人艇具有强非线性,传统控制手段难以快速精确控制的问题,提出以神经网络作为辨识器,并采用模糊控制器对其进行控制的方法。运用MATLAB软件建立系统模型,并进行模糊PID控制器设计,通过对系统仿真,结果证明运用神经网络和模糊PID控制器能够精确实时地实现无人艇控制。     

双泵喷水推进艇的操纵性仿真与分析

滑行艇采用两个泵作为动力的水下喷水系统,分别置于船体的尾部两侧,对不同工作状态下的喷水推进艇的喷水泵和倒航斗受力和力矩进行了分析,并根据船舶MMG运动方程建立了双泵喷水推进艇的操纵性模型,对喷水推进艇的在不同的运行状态下进行了仿真.仿真结果表明,双泵推进操纵装置既可以作为控制面来控制喷水艇的航向,又可通过倒航斗使喷水艇正航和倒航,并能使它原地旋转和横移,喷水推进装置具有优良的操纵性能.     

高速滑行艇三自由度运动预报与仿真

高速滑行艇具有航速高、机动性好等特点,在海上救助、气象监测等方面具有广阔前景.受到波、浪、流等环境因素的影响,滑行艇将产生多自由度的复杂运动.针对这些相对复杂的环境条件,用maxsurf完成了滑行艇的艇形设计,建立了分段调节功率喷水推进模型及滑行艇前进、升沉、纵摇三自由度运动数学模型,进行水动力分析和初步性能评估,并用Matlab程序编写了仿真系统,进行了三自由度强耦合运动的预报模拟,得到该滑行艇的运动时航速、深沉位移、纵倾角、阻力以及动升力、静浮力等变量与时间的关系,为高速滑行艇的研究、设计提供了一种有效的仿真平台.     

无人艇倾覆自恢复系统的建模与仿真

针对无人艇倾覆自恢复的运动过程进行其受力分析和系统建模.在介绍倾覆自恢复装置的基础上,详细地分析并推导了无人艇在自恢复运动过程中受到的艇体浮力(矩)、气囊浮力(矩)和横摇阻尼力矩,建立了无人艇倾覆自恢复运动的数学模型;并根据该模型设计了无人艇倾覆自恢复运动的仿真软件,最后针对某艇进行了一系列的自恢复运动仿真试验,通过分析该试验结果,探讨了气囊半径和克气速度对无人艇倾覆恢复运动的影响,并得出了满足设计要求的最佳气囊半径和充气速度,该仿真结果亦表明该无人艇倾覆自恢复系统是行之有效的,具有一定的工程实用性.     

模糊神经网络在无人机姿态控制中的应用

应用模糊神经网络对无人机进行姿态控制,给出了控制系统结构图,并利用Matlab工具进行仿真实验.仿真结果表明基于模糊神经网络的无人机姿态控制器具有良好的动态性和稳定性,能迅速消除干扰带来的影响.     

水下超高速航行体双模态控制研究

水下航行体在高速运动时,其全部或大部分表面被空泡包裹.由于水动力和周围环境扰动使航行体尾部与空泡壁相互作用产生滑行力,滑行力的存在使系统具有较强的非线性并导致不稳定的航行状态.针对航行体纵向运动数学模型可以描述为无滑行力的线性模型和存在滑行力的非线性模型,设计了基于状态的切换控制策略并设计了双模态控制器,对于线性模型采用状态反馈控制,对于非线性模型采用基于微分几何的反馈线性化方法.仿真结果表明,基于状态切换的双模态控制器减小了滑行力,对于初始状态扰动具有鲁棒性.     

气动人工肌肉的模糊小波神经网络控制

针对一种应用于医疗机器人领域的三自由度人工肌肉的非线性特性，结合模糊理论与小波神经网络，提出一种模糊小波神经网络控制器对人工肌肉驱动器进行控制。利用模糊小波神经网络的学习能力，采用梯度法搜寻控制器的最优参数。将采用模糊小波神经网络控制器与采用小波神经网络控制器及模糊神经网络控制器的控制系统仿真结果进行比较。仿真结果说明模糊小波神经网络控制器有效地改善了驱动器的静动态特性，具有更快的训练速度和更好的控制效果，是一种理想的气动人工肌肉控制方法。     

水下高速运动体空间运动的建模与仿真

为对水下高速运动体的运动进行准确分析,使用MATLAB软件建立水下高速运动体的模块化模型并仿真。通过对运动体受力和超空泡特性进行分析,建立了水下高速运动体空间运动的非线性、分段数学模型。在MATLAB/R2007a软件中,使用simulink加S函数混合编程的方法,建立了含复杂非线性项的模块化仿真模型。仿真结果证明,建立的水下高速运动体的运动模型符合运动体的实际运动规律,为之后的控制系统设计奠定了基础。     

一种带有监督控制的无人直升机姿态模糊控制器

针对无人直升机的姿态控制,提出了一种带有监督控制的模糊控制器并利用Lyapunov理论证明了其系统的稳定性,仿真结果表明了控制器的可行性以及监督控制器改进了系统对阵风扰动鲁棒性.     

船舶电力推进混合仿真系统设计

用物理模型和仿真模型相结合的方法,设计船舶电力推进(EPS)混合仿真系统。使用CAN现场总线技术,配置仿真网络系统。永磁电机采用模糊神经网络和无位置传感器观测器的控制方法,利用数字信号处理器(DSP)实现运动过程的控制。建立船-桨数学模型,控制直流负载电机,仿真螺旋桨特性。船舶电力推进混合仿真系统建成,不仅能够满足学生和船员培训需要,而且能为科研提供一个开发平台,也可为有关公司和船厂进行相关实验。