国家自然科学基金(51209056)
- 作品数：8 被引量：37H指数：3
- 相关作者：王元慧夏国清邵兴超丁福光李江军更多>>
- 相关机构：哈尔滨工程大学中国船舶重工集团公司第七〇三研究所中国科学院更多>>
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- 相关领域：交通运输工程自动化与计算机技术更多>>
- 船舶航向跟踪系统自适应滤波反步终端滑模控制被引量：5
- 2015年
- 针对船舶航向非线性系统,提出了一种基于自适应滤波反步法的终端滑模控制器.系统由二阶非线性野本模型和舵机响应模型串联组成,考虑了模型不确定性和外部干扰等未知项,并由模糊系统对未知项进行在线逼近.首先引入二阶低通滤波器,避免了对虚拟控制律的解析求导,从而简化了反步控制器的设计,而且滤波器的低通特性可大大减小测量噪声的影响;然后利用滤波反步法的结果设计了终端滑模面,并最终得到了使系统跟踪误差有限时间收敛的终端滑模控制器.根据Lyapunov理论证明了闭环系统所有误差变量均是一致最终有界的.仿真结果验证了所提方法的有效性.
- 夏国清武慧勇赵昂王元慧
- 关键词：自适应终端滑模模糊系统
- 基于状态观测器的多艘船舶鲁棒同步控制被引量：3
- 2015年
- 为了实现多艘船舶的同步运动,满足海上作业的需求,提出了基于状态观测器的多艘船舶鲁棒同步运动控制策略。建立了多艘船舶运动数学模型;建立了扰动观测器对未知扰动进行估计;在此基础上,为每艘船预先设定期望路径,并用有向图表示船舶之间的通信,将多艘船的同步运动误差引入到反馈控制器,控制多艘船舶实现同步运动;在多艘船的速度和加速度不可测的情况下,通过分别对每一艘船舶设计非线性状态观测器,进而得到多艘船的速度和加速度估计值;利用李雅普诺夫稳定性理论,证明了所设计的控制律的稳定性;通过仿真得出该同步控制方法可以很好地解决多艘船舶的同步运动控制问题。
- 丁福光马燕芹王元慧李江军
- 关键词：船舶运动控制同步控制扰动观测器鲁棒控制
- 船用核汽轮机转速串级前馈-反馈模糊PID控制被引量：3
- 2014年
- 以船用核汽轮机为研究对象,建立了船用核汽轮机各模块的数学模型,在此基础上设计了核汽轮机转速的串级前馈-反馈PID控制系统,基于模糊控制原理,采用串级前馈-反馈模糊PID控制对串级前馈-反馈PID算法进行改进。对三种控制系统进行了仿真实验,较好地模拟了船用核汽轮机升速过程;进而对控制系统分别添加四种扰动以证明控制算法的有效性,仿真结果表明模糊算法在改进前馈-反馈PID控制效果方面起了显著地作用,体现了智能算法与传统算法相结合的控制思想在船用核汽轮机转速控制方面的应用前景。
- 王元慧顾娇娇张晓云袁宝新
- 关键词：转速控制反馈控制
- 性能函数约束下的动力定位船轨迹跟踪控制被引量：7
- 2019年
- 针对动力定位船的轨迹跟踪中经常涉及到控制偏差较大和跟踪误差无法估计的问题,本文提出了一种预设性能函数的约束控制方法。首先建立了三自由度简化的动力定位船运动学和动力学模型,根据模型特性设计了基于预设性能函数的反步自适应控制器,该控制方法能够保证动力定位船在执行轨迹跟踪任务过程中的暂态性能和稳态性能满足控制指标要求。然后通过Lyapunov稳定性判据,证明了满足预设性能前提下的系统稳定性并且能够快速收敛到平衡点的微小邻域内。实验结果表明:此方法减小了轨迹跟踪误差的超调量,保证了轨迹跟踪误差始终在预先设定的约束范围内。
- 王元慧王海滨付明玉
- 关键词：鲁棒控制
- 多船舶的神经网络自适应同步控制
- 2015年
- 为了实现多艘船舶的同步运动,提出了多艘船的自适应同步控制策略。由于船舶模型参数不确定,采用了径向基神经网络来逼近不确定项,建立船舶的数学模型;其次,利用了数学图论来描述船舶之间的信息交流;接着为每艘船预先设定期望路径,并且将船舶的同步误差引入到控制器,控制船舶的运动使其不但沿各自期望路径运动,而且与多艘船舶保持同步;利用李雅普诺夫稳定性理论,证明了所设计的自适应同步控制器的稳定性;通过对三艘船舶的仿真表明,所提出神经网络自适应同步控制可以很好地解决多艘船同步控制问题。
- 丁福光马燕芹李江军周元伟
- 关键词：同步控制自适应控制神经网络图论
- 基于非线性模型预测的船舶动力定位控制器设计被引量：15
- 2013年
- 针对船舶具有推力及力矩存在约束的特点,探究了基于非线性模型预测控制的船舶动力定位控制器.建立了水面3自由度非线性动力定位船舶模型,根据设计控制器需要简化模型.在设计控制器过程中,结合李导数以及相关度的概念,利用非线性模型预测控制技术的预测模型、滚动优化和反馈校正3个特点进行控制器的设计,并判断控制规律是正定的.根据某供给船模型的相关参数,通过仿真验证了非线性模型预测控制器在船舶动力定位上的应用是有效的.
- 王元慧隋玉峰吴静
- 关键词：非线性模型预测控制动力定位相关度非线性系统
- 水面船基于加速度反馈的无源非线性鲁棒观测器的设计方法被引量：1
- 2014年
- 利用加速度反馈技术和滑模思想,为一种特殊结构的水面船设计了无源非线性鲁棒观测器。该观测器考虑了模型中的科里奥利向心力矩阵,并对模型的不确定项和未建模动态具有一定鲁棒性。根据传感器测量的位置及艏向信息,观测器可以重构船舶的速度及慢变干扰力,并且能够滤除测量值中的噪声和高频数据,以减少执行机构的磨损,节省燃料。加速度反馈可以整定系统惯性矩阵,结合坐标变换可以从模型中消去科里奥利向心力矩阵,并得到结构相对简单的新的系统模型。该模型可以简化观测器的设计,其稳定性分析也比较容易。滑模技术可以有效地解决模型不确定性和未建模动态对观测器的影响,提高观测器的观测精度。仿真试验验证了观测器的有效性。
- 夏国清邵兴超
- 关键词：滤波加速度反馈
- 基于自适应滤波反步法的深潜救生艇定位控制被引量：3
- 2016年
- 考虑深潜救生艇动力定位系统中的参数不确定性和未知慢变干扰,利用滤波反步法设计了基于模糊系统的自适应控制规律.首先,在深潜救生艇的建模过程中考虑了推进器的动态特性,但使得系统的阶数增加;然后,为了简化控制形式,在控制器的设计中引入二阶滤波器来逼近虚拟控制信号及其导数值,避免了复杂的求导过程;最后针对系统中的耦合非线性和未知慢变干扰,设计了自适应模糊系统来对其进行估计和补偿.利用基于李雅普诺夫稳定性理论证明了跟踪误差和参数估计误差是一致最终有界的.针对某一深潜救生艇的缩小模型进行仿真实验,验证了所设计控制器的有效性.
- 夏国清庞程程邵兴超王元慧
- 关键词：深潜救生艇自适应模糊系统一致最终有界定位控制
