检索结果-内蒙古大学图书馆

控制与决策 2025年第4期40卷 1303-1311页

作者：王全胜刘志全高妍南上海海事大学航运技术与控制工程交通运输行业重点实验室上海201306 广东海洋大学电子与信息工程学院广东湛江524088

基于自适应视线制导方法(ALOS)、有限时间扩张状态观测器(FTESO)和鲁棒模型预测控制(RMPC)提出一种基于横摇约束的船舶路径跟踪控制方法.ALOS通过路径点自动更新可接受半径,获得更灵活的机动性;FTESO用于船舶运动状态和外部干扰的估计,R... 详细信息

基于自适应视线制导方法(ALOS)、有限时间扩张状态观测器(FTESO)和鲁棒模型预测控制(RMPC)提出一种基于横摇约束的船舶路径跟踪控制方法.ALOS通过路径点自动更新可接受半径,获得更灵活的机动性;FTESO用于船舶运动状态和外部干扰的估计,RMPC控制器设计中将输入约束、横摇约束和无限时域性能指标纳入优化目标,转化为线性矩阵不等式凸优化,进行多目标协同控制.根据Lyapunov稳定性理论和齐次理论,确保系统的闭环稳定性及有限时间内的收敛性.仿真结果表明,虽然经过极限角度时所提方法路径跟踪超调量略大,但所提方法减摇率为83.40%,与视线制导+模型预测控制(LOS+MPC)方法相比减摇率可提升51.28%,验证了所提控制方法的有效性和鲁棒性,可为欠驱动船舶舵减摇控制设计提供参考.

关键词：自适应视线制导有限时间扩张状态观测器鲁棒模型预测横摇约束

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基于PTE-LOS的自适应反步滑模欠驱动无人艇路径跟踪控制

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广东海洋大学学报 2025年第1期45卷 142-150页

作者：甘少楠高迪驹上海海事大学航运技术与控制工程交通运输行业重点实验室上海201306

【目的】解决在风、浪、流所引起的外部时变干扰下,欠驱动无人艇(USV)航行路径跟踪稳定性及精度不高等问题,提升路径跟踪精度及稳定性。【方法】基于改进的规定时间扩张状态观测器(Prescribed-time-extended-state-observer,PTE)和视线(... 详细信息

【目的】解决在风、浪、流所引起的外部时变干扰下,欠驱动无人艇(USV)航行路径跟踪稳定性及精度不高等问题,提升路径跟踪精度及稳定性。【方法】基于改进的规定时间扩张状态观测器(Prescribed-time-extended-state-observer,PTE)和视线(Line-of-sight,LOS)制导的自适应反步滑模控制方法,消除USV的姿态偏差,并设计USV进行路径跟踪所需的期望速度及期望航向角。结合反步法和滑模控制,设计消抖函数,有效减少滑模控制普遍存在的抖振问题。此外,考虑到欠驱动USV输入受限,引入辅助系统,以解决输入饱和的挑战。【结果与结论】仿真实验表明,在控制输入有限的情况下,所提控制系统仍可快速收敛。与固定时间LOS制导(Fixed-time LOS,FT-LOS)方法、自适应积分LOS制导(AILOS)方法比较,本制导-控制方法在路径跟踪性能上表现更佳。具体而言,相比FT-LOS、AILOS制导方法,本方法横向误差分别减小1.60%、0.04%,纵向误差分别减小99.2%、99.4%,航向角误差分别减小71%、79%;而跟踪至期望速度的时间则分别提升39%、62%。本方案更为有效和优越。

关键词：无人艇 PTE-LOS 反步法滑模控制路径跟踪输入受限

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面向船舶微网的虚拟同步发电机并联运行功率分配控制策略

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上海海事大学学报 2025年第1期46卷 120-127页

作者：祁星强高迪驹吴国栋上海海事大学物流工程学院上海201306 上海海事大学航运技术与控制工程交通运输行业重点实验室上海201306 上海船舶设备研究所上海200031

为解决虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)并联运行时,因线路阻抗的不同而造成无功功率难以精确分配的问题,提出一种下垂系数自适应调整的改进VSG控制策略。通过估计每台VSG设定的无功功率与实际输出无功功率的差值,进... 详细信息

为解决虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)并联运行时,因线路阻抗的不同而造成无功功率难以精确分配的问题,提出一种下垂系数自适应调整的改进VSG控制策略。通过估计每台VSG设定的无功功率与实际输出无功功率的差值,进行下垂系数的自适应调整,从而实现各VSG输出的无功功率能够按照容量比进行精确分配。该策略无须测量线路阻抗,同时对VSG并联运行的功率分配参数设计方法进行探讨。仿真结果表明,与VSG控制策略相比,改进VSG控制策略可将最大负载功率时无功功率分配误差稳定值减小到1 V·A以下,系统环流稳定值减小到0.2 A以内。该改进策略在无功功率分配和系统环流减小方面具有更好的性能,能有效解决船舶微网中VSG并联运行时的无功功率分配问题。

关键词：逆变器并联虚拟同步发电机(VSG) 自适应下垂系数功率分配

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地下封闭水体内多无人艇协同的视觉定位方法

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计算机应用 2025年第1期45卷 325-336页

作者：车文博王建华郑翔吴恭兴张舜王浩铸航运技术与控制工程交通运输行业重点实验室(上海海事大学) 上海201306 上海遨拓深水装备技术开发有限公司上海201306

针对无人艇(USV)在地下封闭水体中卫星定位信号缺失、通信受限、环境光线弱等问题,提出一种地下封闭水体内多USV协同的视觉定位方法。首先,设计一种艇载光源合作标志物,并根据艇身结构与应用场景对标志物结构进行优化;其次,采用单目视... 详细信息

针对无人艇(USV)在地下封闭水体中卫星定位信号缺失、通信受限、环境光线弱等问题,提出一种地下封闭水体内多USV协同的视觉定位方法。首先,设计一种艇载光源合作标志物,并根据艇身结构与应用场景对标志物结构进行优化;其次,采用单目视觉采集标志物图像,并求取特征点的图像坐标;再次,根据摄像机成像模型,基于合作标志物特征点的空间坐标及其对应的图像坐标之间的关系,通过改进直接线性变换方法求解相邻艇间的相对位置;然后,利用前后艇的摄像机进行艇间对视,并通过最小方差算法,融合根据前后艇摄像机图像求解所得的相对位置,以提高相对定位精度;最后,利用场景中已知的绝对坐标,获得各无人艇的绝对位置。仿真实验对影响定位误差的因素进行分析,并把所提方法与传统直接线性变换方法进行对比。结果表明,随着距离的增加,所提方法求解优势更趋明显,在距离15 m时求解的位置方差稳定在0.2 m~2以内,验证了所提方法的准确性。静态实验结果表明,所提方法能将相对误差稳定在10.0%以内;地下河道内的动态实验结果表明,所提方法求解的绝对定位的航行轨迹达到与卫星定位相当的精度,验证了所提方法的可行性。

关键词：水面无人艇协同定位单目视觉合作标志物地下封闭水体

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时间-摆角最优的桥式起重机变绳长轨迹规划

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计算机仿真 2025年第4期 184-189+362页

作者：于子安陈鹏牛王强黄文波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振华重工(集团)股份有限公司

为了解决二维桥式起重机的负载摆动问题,设计了一种在可变绳长下作业的轨迹规划方法,旨在使小车在规定的时间内到达指定位置的同时抑制负载的摆动。首先,考虑绳长可变的情况,基于微分平坦理论,通过定义一对平坦输出来重构负载摆动与小... 详细信息

为了解决二维桥式起重机的负载摆动问题,设计了一种在可变绳长下作业的轨迹规划方法,旨在使小车在规定的时间内到达指定位置的同时抑制负载的摆动。首先,考虑绳长可变的情况,基于微分平坦理论,通过定义一对平坦输出来重构负载摆动与小车运动的耦合关系。其次,分析指出起重机一次运行周期时需要的约束。之后基于非均匀B样条曲线参数化平坦输出,其中B样条曲线的控制点序列由设计的多项式曲线得到。然后,采用权重法解决有关负载摆动角度和小车运输时间的多目标优化问题,通过粒子群算法求出最优参数。最后,提供了仿真结果和与其它方法的仿真对比来说明所提出方法的性能。

关键词：微分平坦轨迹规划桥式起重机摆角

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基于改进集员滤波的港口自动跨运车状态估计方法

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控制与决策 2024年第1期39卷 129-136页

作者：林爽张依恋丁宗贺牛王强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201306

针对自动跨运车状态估计问题,设计改进的集员滤波算法,在未知有界噪声环境下,获取自动跨运车实时运动状态的估计信息.首先,将自动跨运车运动学模型进行线性化处理,同时考虑其转向因素和侧倾因素,得到车辆的动力学线性模型;其次,将可能... 详细信息

针对自动跨运车状态估计问题,设计改进的集员滤波算法,在未知有界噪声环境下,获取自动跨运车实时运动状态的估计信息.首先,将自动跨运车运动学模型进行线性化处理,同时考虑其转向因素和侧倾因素,得到车辆的动力学线性模型;其次,将可能存在的内外部扰动建模为未知有界噪声,进而设计改进的集员滤波器,通过获取状态椭球域实现对自动跨运车运动参数的状态估计,同时给出改进的集员滤波算法;最后,通过仿真实验验证所提出算法的可行性和有效性.实验结果表明,所提出的改进集员滤波算法具有良好的状态估计性能.

关键词：集员滤波器未知有界噪声自动跨运车状态估计线性离散时变系统车辆动力学

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基于模型预测的自动导引车区间轨迹跟踪控制

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控制理论与应用 2020年第1期37卷 23-30页

作者：徐航张依恋朱瑾范勤勤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201306 上海海事大学物流研究中心上海201306

针对自动导引车(AGV)轨迹跟踪问题,在确定其可行驶区域的基础上,考虑自动导引车的大小和形状,本文设计了一种基于模型预测控制理论的轨迹跟踪控制方法.首先,将车辆运动学模型进行线性化处理,得到车辆动力学线性模型;其次,运用模型预测... 详细信息

针对自动导引车(AGV)轨迹跟踪问题,在确定其可行驶区域的基础上,考虑自动导引车的大小和形状,本文设计了一种基于模型预测控制理论的轨迹跟踪控制方法.首先,将车辆运动学模型进行线性化处理,得到车辆动力学线性模型;其次,运用模型预测控制方法,利用预测路径与期望路径之间的误差,通过优化得到使性能指标最优的控制序列;最后,在MATLAB软件上对轨迹跟踪控制器进行仿真.实验结果表明,AGV可以稳定地跟踪参考轨迹,且距离偏差和角度偏差都在给定的可行范围内,证明了提出的基于模型预测控制的轨迹跟踪算法具有良好的跟踪性能.

关键词：模型预测控制自动导引车(AGV) 跟踪控制

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基于模拟退火-粒子群算法的卤素灯阵列照度均匀性研究

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应用光学 2015年第2期36卷 227-234页

作者：雷凤泽翟琳褚建新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201306

光照均匀性问题是太阳模拟器照明系统的主要问题。针对目前卤素灯作为光源进行灯阵光照均匀性的阵列设计多采用理论计算的方法,复杂繁琐,不易施行的缺点,将数值优化方法应用于卤素灯阵列结构设计中,与单一的算法不同,模拟退火算法与粒... 详细信息

光照均匀性问题是太阳模拟器照明系统的主要问题。针对目前卤素灯作为光源进行灯阵光照均匀性的阵列设计多采用理论计算的方法,复杂繁琐,不易施行的缺点,将数值优化方法应用于卤素灯阵列结构设计中,与单一的算法不同,模拟退火算法与粒子群算法相结合的方式,突破了单一算法的局限性,得到的结果更加良好,均匀性更佳。通过编程优化灯阵中每个灯的坐标,将最优结果导入光学仿真软件进行照度分析,实验数据显示,3种灯阵下的光照均匀度分别为91%、87%和91%,同等条件下的六边形灯阵的光照均匀度要比圆形的均匀度好,采用最优化方法,可使实验更加简单可行。

关键词：卤素灯阵列光照均匀度太阳模拟器模拟退火-粒子群算法

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基于L-DCGAN的风机齿轮箱时序温度数据生成模型

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可再生能源 2023年第2期41卷 215-220页

作者：李登峰黄细霞吴恩洁阮慧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201306

针对DCGAN网络生成的数据独立同分布无法很好地生成随时间演变自相关特性数据的问题,文章在原有网络上加入处理时序数据有着良好表现的LSTM网络构建新的生成网络和判别网络,得到改进的生成对抗网络L-DCGAN。在利用CNN自适应特征提取能... 详细信息

针对DCGAN网络生成的数据独立同分布无法很好地生成随时间演变自相关特性数据的问题,文章在原有网络上加入处理时序数据有着良好表现的LSTM网络构建新的生成网络和判别网络,得到改进的生成对抗网络L-DCGAN。在利用CNN自适应特征提取能力提高数据质量的同时,利用LSTM融合输出变量与其他输入变量在时间维度上的时序关联性,从而准确追踪数据的时间变化趋势,生成具有时间自相关特性的数据。以风机实际运行数据对模型进行验证,同时利用统计学以及结构相似性指标分别对DCGAN以及本文模型生成数据的真实性和相似性进行评估,评估结果表明,本文模型能够生成更加准确且相关性更高的数据。

关键词：时间自相关数据卷积神经网络生成对抗网络长短期记忆网络结构相似性指标

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基于自适应扰动补偿的多电机时变滑模控制

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控制工程 2013年第S1期20卷 218-222,227页

作者：徐攀徐为民谭莹莹李众峰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201306

针对多电机同步协调控制中存在的不确定性扰动问题,提出了一种将时变滑模控制和自适应补偿相结合的多电机同步协调控制的新方法。该方法利用时变滑模技术实现了控制器在滑模趋近阶段的鲁棒性控制,另外,采用自适应补偿的方法抑制了多电... 详细信息

针对多电机同步协调控制中存在的不确定性扰动问题,提出了一种将时变滑模控制和自适应补偿相结合的多电机同步协调控制的新方法。该方法利用时变滑模技术实现了控制器在滑模趋近阶段的鲁棒性控制,另外,采用自适应补偿的方法抑制了多电机系统存在的不确定扰动,并有效地减小了切换函数的增益值,同时,在切换函数设计中采用了指数趋近技术,显著地降低了滑膜控制器的抖振现象。然后,利用李雅普诺夫函数证明了该控制器全局稳定性和收敛性。最后,仿真结果表明该方法能够实现对多电机的同步协调控制,并在不确定性扰动存在的情况下保证较好的稳态特性和动态特性,满足较高的同步要求。

关键词：同步控制时变滑模控制自适应扰动补偿相邻交叉耦合 LuGre摩擦力模型多电机

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