水面机器人横摇模型及减摇控制

为解决水面机器人近水面低航速时的横摇控制问题,基于零航速减摇鳍工作原理和模糊控制理论,建立水平面运动模型解耦后的等价横摇模型并对其进行降阶处理,采用模糊PID控制策略,该方法对多变海情具有较强鲁棒性.仿真结果表明,模糊PID控制对水面机器人的横摇具有明显的控制效果,模型的解耦方法便于水面机器人横摇控制器设计.     

船舶减摇鳍智能控制器(英文)

提出基于自适应网络模糊推理系统 (ANFIS)的神经 模糊控制器作为船舶减摇鳍系统的控制装置。仿真结果表明 ,ANFIS控制器在恶劣海况下也能够改善船舶的横摇减摇性能。该智能控制器有希望作为常规PID控制器的改进选择     

基于Backstepping与闭环增益成形的减摇鳍控制

为提高减摇鳍控制器的鲁棒性,将Backstepping算法与闭环增益成形算法相结合,设计一种非线性鲁棒控制器.采用Matlab的Simulink工具箱分别对相同海况下未进行减摇控制、在设定航速及航速减半状态时采用减摇鳍控制的非线性数学模型进行仿真.结果表明,该控制策略对于减摇鳍非线性控制系统十分有效,具有较强的鲁棒性.该算法的优点是设计过程简单,物理意义明显.     

减摇航向自动舵的简捷鲁棒优化控制算法

为使航向自动舵在简捷鲁棒控制的基础上实现舵减摇功能,在小幅度增加控制成本的前提下增强船舶抗风浪能力,设计具有船舶航向保持、航向改变和舵减摇三种工作模式的简捷鲁棒优化控制系统.该系统在船舶运动状态和海况发生变化后,通过检测航向偏差和横摇角的标准差值是否超出设定阈值,进而适时地利用遗传算法优化控制系统参数.以非线性船舶运动模型为控制对象的仿真试验结果表明,该控制系统在船舶横摇自然频率附近较宽频带内减摇效果显著,并具有较好的转向和航向保持性能.控制器参数具有较好的自适应调整能力.     

船舶航向/横摇鲁棒容错控制研究

为提高船舶航向/横摇控制系统的可靠性,改善系统故障情况下的容错控制效果,采用基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒容错控制方法,对船舶航向/横摇系统进行容错控制研究.建立船舶航向/横摇耦合运动模型,分析故障导致的模型等效不确定性,通过定义广义干扰,将模型变换为适合于H2/H∞鲁棒容错控制设计的标准模型.设计系统的性能评价指标,求解鲁棒容错控制器,并进行仿真验证.结果表明,船舶航向/横摇鲁棒容错控制系统具有良好的容错性能.     

关于微机控制减摇鳍的研究

减摇鳍是提高船舶耐波性和武备命中率的重要设备。本文介绍了用CAD 方法寻求以最小剩余横摇角为质量指标的连续系统较佳控制参数的过程;关于如何实现相应离散系统的指标也作了较详细叙述;最后给出了实用的微机控制方案及实验结果。     

减摇鳍控制方法仿真研究

介绍了减摇鳍传统的按力矩控制方法,在此基础上结合海浪扰动力矩提出了一种新的控制方法,并根据其存在的问题进行了分析改进.基于M atlab6.5对控制方法进行了仿真,并给出了仿真结果.仿真结果表明,提出的新控制方法能够大大降低船舶横摇,具有良好的减摇效果.     

基于极点配置的智能体PID运动控制器参数优化

针对智能体的运动控制问题,以水面船舶减摇问题为例,采用易于工程实现的经典PID控制器,提出了一种以时间乘横摇和艏摇的绝对误差累积和为性能指标的单纯形优化算法来解决控制器参数优化正定问题,该方法在理论推导出控制器参数的结果后再以实际系统输出做为优化的依据进行参数整定,最终实现对横摇和艏摇的最优控制,很大程度上提高了控制器的实用性;同时由于横摇和和艏摇的频带特性之间的差异,通过引入高通滤波器更好地解决了舵减横摇对航向影响的问题,仿真结果表明单纯形算法优化的控制器参数提高了控制效果,加入高通滤波器降低了舵减摇对航向的影响。     

两类故障的鲁棒容错控制

为提高系统可靠性,改善系统故障情况下的容错控制效果,推导出系统传感器和执行器两类故障的统一数学模型,同时考虑控制对象的不确定性,基于Lyapunov渐近稳定性理论和Riccati方程研究鲁棒容错控制器设计方法,设计基于状态观测器的船舶航向/横摇鲁棒容错控制器,并对其进行仿真检验.结果证实了该方法的有效性.     

装减摇鳍的船舶在不规则海浪中横摇的理论计算

一、前言近年来,应用概率统计理论来研究海浪和舰舶运动有了很大发展。为了保证舰船在风浪里有良好的运动性能,必须想法设计出耐波性好的舰船。因此舰舶的耐波性越来越引起人们的重视,国内外对于舰船在不规则波里运动的理论计算进行了大量的研究,并取得了可喜的成就。在此基础上,▲我们想对装减摇鳍的船舶在不规则波里横摇的理论计算进行些尝试,其原因是,目前看来仅以船型考虑设计出性能良好的船不易达到。特别是对船舶横摇运动更是如此,因此对一些先进的舰船都装有减摇鳍或减摇水舱,减少舰船的横摇。获得了良好的效果,因而,我们觉得在这方面作些工作还是有意义的,     

轧辊偏心补偿重复控制系统的设计与仿真

针对常用的PID轧机辊缝控制系统在补偿轧辊偏心这一周期信号时,会产生很大的稳态跟踪误差,常使偏心补偿失败的问题,应用重复控制基本理论设计了一种新的轧辊偏心补偿系统,这种系统在对轧辊偏心周期信号进行补偿时,具有对偏心补偿信号无稳态偏差跟踪的特点.仿真证明这种轧辊偏心补偿重复控制系统的输出补偿效果非常好,稳态精度很高,远远优于常用的PID控制补偿系统,使偏心补偿控制的成功率大为提高.     

基于改进粒子群算法整定的PID网络流量控制研究

结合经典控制理论和优化控制理论设计了基于改进粒子群算法的PID（Proportion Integral Derivative）控制器,并与经典的PID控制器进行了比较．仿真结果验证,优化后的PID控制器能较好地控制ATM（Asynchronous Transfer Mode）网络流量,减少拥塞,提高网络资源利用率．     

主动稳定杆与主动前轮转向耦合作用研究

对于同时装备主动稳定杆与主动前轮转向的车辆,为了获得最佳控制性能,建立仿真模型研究了双系统的耦合问题.建立非线性车辆动力学模型,并设计了主动转向比例积分微分控制器;基于稳定杆作动器,设计了主动侧倾滑模控制器以及反侧倾力矩前后轴分配模糊控制器;最后设置阶跃转向与双移线机动工况.仿真结果表明,主动转向可以一定程度改善侧倾性能;另一方面,反侧倾力矩分配与主动转向配合可以进一步提高车辆的横摆稳定性能,同时还可以保证侧倾稳定性能.     

基于改进粒子群算法优化的车辆运动侧倾控制研究

为了避免车辆在不同路面状况下发生侧翻现象,提高车辆行驶的稳定性,采用改进PID控制车辆侧倾角位移运动轨迹。创建车辆模型简图,给出车辆侧倾运动方程式。引用PID控制方法,对粒子群算法惯性权重系数进行改进,将改进粒子群算法用于优化PID控制,设计出车辆侧倾角位移控制流程,对控制器参数进行优化和调节。通过MATLAB软件对车辆侧倾角位移跟踪效果进行仿真验证,并与PID控制效果进行比较。结果表明:路面在无波形干扰条件下,采用传统PID控制和改进PID控制方法都能较好地完成车辆侧倾角位移跟踪,跟踪误差较小;路面受到波形干扰条件下,采用传统PID控制侧倾角位移跟踪误差较大,而改进PID控制侧倾角位移跟踪误差较小。采用改进PID控制方法,可以抑制路面波形的干扰,提高车辆侧倾角位移跟踪精度。     

基于嵌入式微控制器的冻干试验机温度模糊控制系统设计

将模糊控制理论引入冻干试验机温度控制系统中，设计了基于嵌入式微控制器的模糊PID控制器，解决了常规PID控制温度超调大的问题；给出了模糊PID控制器的设计方法及冻干试验机控制电路的框图；将该系统以蕨菜为冻干物料进行了实验，获得了良好的温度响应曲线．     

制糖离子交换模糊控制系统的设计与仿真

针对传统制糖离子交换工艺系统的不足,利用爱默生PLC设计了离子交换流量模糊控制系统。提出把模糊控制理论和PID控制理论相结合的方法,设计实现模糊-PID复合控制系统。通过Matlab仿真可看到将模糊控制算法与PID控制原理相结合相互补偿的方法与常规PID控制方法相比,模糊控制PID系统具有控制精度高,可靠性好,适应性好的优点。     

基于FPGA的电子节气门控制器硬件设计与实现

针对电子节气门控制系统对控制器的快速性、 低成本、 微型化等控制性能的要求, 通过现场可编程门阵列(FPGA: Field Programmable Gate Array)实现控制器的硬件设计, 在发展较为成熟的增量式PID(Proportional, Integral, Differential)算法基础上加入积分分离环节, 利用高级综合工具Catapult C实现了基于FPGA全硬件方案的积分分离PID控制器。设计制作了AD/DA采集板, 实现了基于FPGA的积分分离PID控制器与电子节气门之间的数据通信, 并进行了电子节气门的实物跟踪控制实验。实验结果表明, 基于FPGA的全硬件积分分离PID控制器实现了电子节气门跟踪控制, 提高了控制器的运算精度。     

船用锅炉水位模糊免疫自适应PID控制器及仿真

在常规PID控制器的基础上,结合生物免疫反馈机理,引入免疫PID控制算法,进而基于模糊控制理论,设计出一种模糊免疫自适应PID控制器.其中,用模糊免疫反馈P控制器在线整定PID控制器的比例增益,用模糊控制器调整PID控制器的积分时间常数和微分时间常数.并将此控制器应用到船用锅炉水位控制系统中.仿真结果表明,控制器具有很好的快速响应特性和较高的鲁棒性.     

车辆轨迹的预瞄与模糊分数阶比例-积分-微分控制

为提高无人车辆轨迹控制的精度,提出了一种基于预瞄误差建模和优化模糊分数阶PID控制的车辆路径跟踪方法。根据车辆动力学特性,引入预瞄横向误差模型,以预瞄横向误差为输入,车辆前轮转角为输出,调整转角角度减小偏差实现轨迹跟踪,设计模糊分数阶PID跟踪控制器。该控制器在PID的基础上结合分数阶理论,同时利用粒子群算法优化的模糊控制器对参数进行在线调整。在CarSim/Simulink联合仿真平台进行仿真研究。研究结果表明,本文所设计的控制器可行有效,为轨迹控制的研究提供了参考。