周佳加
- 作品数：34 被引量：147H指数：7
- 供职机构：哈尔滨工程大学自动化学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金教育部“新世纪优秀人才支持计划”更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术交通运输工程文化科学机械工程更多>>
- 基于双层路径优化算法的多机器人最优编队方法被引量：1
- 2021年
- 为解决能耗和时间约束下的多机器人编队集结点优化问题,提出一种将粒子群优化(PSO)与连续Hopfield神经网络(CHNN)结合的双层路径优化算法。针对时间约束,设计了一种PSO算法求解最优编队集合点;针对总能耗约束,利用Dubins路径将路径规划转换成指派问题,并基于CHNN搜索最优分配路径。三个同构欠驱动机器人的数值仿真结果表明:所提算法提高了搜索能力,且能够实现最优编队集结。
- 周佳加张强王宏健张洪泉王莹莹
- 关键词：欠驱动机器人编队
- 时变干扰下欠驱动AUV水平面轨迹跟踪的反步滑模控制被引量：5
- 2017年
- 针对水下自主航天器AUV水平面的轨迹跟踪问题,建立时变外界干扰条件下的运动学模型以及动力学模型,将地面误差变量转换为艇体坐标变量,并推导得出其误差方程。基于Lyapunov稳定性理论研究反步滑模控制的相关算法,设计出时变干扰下的欠驱动AUV水平面轨迹跟踪控制器,最后分析了闭环控制系统中误差信号受到扰动时跟踪误差的敛散性。利用MATLAB/Simulink软件进行仿真实验,得出时变干扰作用下AUV对期望轨迹的跟踪情况,经实验验证本文设计的反步滑模控制器能有效地跟踪复杂轨迹,具有较强的稳定性和鲁棒性。
- 严浙平杨泽文贾鹤鸣周佳加王璐
- 关键词：欠驱动AUV反步法滑模控制
- 基于非线性反步法的欠驱动AUV地形跟踪控制被引量：6
- 2012年
- 为实现欠驱动水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)的精确地形跟踪控制,设计了一种基于Lyapunov稳定性理论的非线性反步(backstepping)法控制器.基于虚拟向导的方法,结合AUV艇体的动力学特性,建立AUV垂直面地形跟踪误差方程,采用backstepping法设计地形跟踪控制器,利用Lyapunov稳定性理论分析了整个系统的稳定性.仿真实验中选择海底斜坡地形进行跟踪实验,且要求AUV相对地形保持一个恒定的高度偏差,结果表明该控制方法可实现对斜坡地形的精确跟踪.
- 贾鹤鸣宋文龙周佳加
- 关键词：反步法LYAPUNOV稳定性理论
- UUV水动力参数估计及深度自抗扰控制方法被引量：7
- 2014年
- 在水下无人航行器(UUV)动力学模型不确定性及外部扰动下,针对常规非线性控制算法设计假设条件过多不利于实际应用的问题,提出基于自抗扰控制理论设计深度控制器以提高跟踪效果。一方面,利用非线性跟踪微分器(TD)提取微分信号以安排深度跟踪的过渡过程;设计扩张状态观测器(ESO)估计深度控制系统内、外扰动,并补偿扰动;建立非线性状态误差反馈控制律(NLSEF)来控制执行机构。另一方面,为提高自抗扰控制器参数的匹配性,利用递推最小二乘(RLS)估计UUV深度动力学模型,并进行仿真试验。最后,完成了UUV深度控制湖试试验,结果表明所提方法能够使UUV快速的到达指定深度,具有超调量小、适合工程实现等特点。
- 施小成赵俊鹏周佳加刘一博
- 关键词：递推最小二乘自抗扰控制
- 基于误差空间与区域稳定鲁棒的AUV深度跟踪研究
- 针对无人潜航器(AUV)在非结构化不确定干扰下跟踪期望时变深度信号的问题,基于误差空间思想设计了AUV深度控制系统,并在特定的工况点对非线性模型进行了线性化,得到AUV垂直面运动的误差空间模型.同时,基于LMI区域稳定鲁...
- 边信黔周佳加王宏健张伟贾鹤鸣
- 关键词：无人潜航器LMI
- 文献传递
- 一种基于导航误差空间的无人水下航行器路径规划方法被引量：4
- 2014年
- 无人水下航行器(UUV)的传统路径规划方法常忽略对路径安全有重要影响的导航误差约束。针对此问题,将导航误差引入环境模型中,提出一种基于导航误差空间(NES)的全局路径规划方法。NES综合自身位置、导航误差和环境信息,将随机导航误差转化为有确定代价的约束条件。提出符合实际导航特点的导航误差传递模型,并采用圆概率偏差(CEP)评估导航精度。目标代价同时考虑了路径长度和航行安全性等因素。运用改进A*算法进行路径搜索,获得最优路径。数字海洋环境仿真实验表明,提出的规划算法简便、快速,可有效降低路径的安全风险。
- 严浙平赵玉飞陈涛周佳加
- 关键词：无人水下航行器
- 基于积分滑模的欠驱动UUV地形跟踪控制被引量：5
- 2016年
- 针对参数摄动以及外界环境扰动条件下欠驱动水下无人航行器(UUV)地形跟踪控制任务,提出了一种基于反步法(Backstepping)和积分滑模控制方法(ISMC)的地形跟踪控制策略。首先,利用航行器的运动学特性以及局部Serret-Frenet坐标系,建立UUV地形跟踪误差方程。然后,分别采用反步法和ISMC设计运动学控制(制导律)和动力学控制器。利用有限时间稳定性理论证明该地形跟踪控制策略作用下的闭环运动系统为全局有限时间收敛的。仿真结果表明,所提出的地形跟踪控制策略可以有效地实现地形跟踪任务,并且对于参数摄动以及外界干扰具有很强的鲁棒性。
- 严浙平于浩淼李本银周佳加
- 关键词：地形跟踪参数摄动有限时间稳定积分滑模控制反推法
- 模糊滑模变结构控制在AUV纵倾控制中的应用被引量：7
- 2008年
- 无人水下机器人(AUV)在潜浮运动过程中,纵倾角的控制对其在垂直面的运动状态起着关键的作用。尽管目前研究的控制方法对纵倾角有较好的控制效果,但是由于AUV不确定的非线性特性和模型参数,其控制性能并不理想。根据AUV垂直面的非线性模型,在特定的工作点对非线性模型进行了线性化,得到AUV垂直面纵倾运动的数学模型。设计了基于模糊控制理论的模糊滑模变结构控制器调整滑模控制的控制增益,并在海流干扰下用该控制器成功地对AUV进行了纵倾控制。仿真结果验证了该控制方法对运动模型不确定的AUV具有很好的控制性能,在外界干扰下,既保证了控制系统的快速性和鲁棒性,又能够有效地削弱抖振。
- 施小成周佳加边信黔陈涛
- 关键词：自治水下机器人模糊控制
- 基于UUV动力学模型的导航方法被引量：2
- 2013年
- 提出了一种基于无人水下航行器(UUV)动力学模型的航位推算导航方法.该方法根据UUV系统执行机构的输入,实时解算UUV的速度信息,进而实现航位推算导航,使得UUV导航系统在一定程度上摆脱了对于多普勒计程仪(DVL)的绝对依赖,排除了UUV水下航行时因DVL故障所带来的航行安全隐患.同时,针对UUV动力学模型对于外界环境无法感知的问题,利用最小二乘与基于模型的海流估计方法得到了UUV航行环境的海流信息,将海流信息加入到UUV导航系统中,以减少海流对于速度解算的干扰,进一步提高了导航精度.结合UUV湖试试验数据,利用数据重演的方法验证了其可行性与有效性.
- 严浙平吴迪周佳加徐健
- 关键词：动力学模型无人水下航行器航位推算水下导航
- 水下无人航行器结构环境SFEKF同步构图定位方法被引量：1
- 2012年
- 针对传统同步构图定位(SLAM)传感器具有数据量大、处理速度慢、实时性差的不足和基于扩展卡尔曼滤波的同步构图定位(EKF-SLAM)具有对水下无人航行器(UUV)位置估计精度低、甚至发散的缺陷,把带次优渐消因子的扩展卡尔曼滤波器应用到了导航系统中,提出了基于多元测距声呐(MRS)的UUV结构环境SFEKF-SLAM(suboptimal fadingextended Kalman filter-SLAM)方法.首先建立基于霍夫变换的水下MRS特征提取模型,设计了基于SFEKF-SLAM的UUV导航系统,利用该系统可以对UUV的状态进行预测,结合MRS信息可以对UUV周围结构环境进行状态更新.海试结果验证了基于霍夫变换的水下MRS模型能够有效提取环境特征,基于SFEKF-SLAM的UUV导航系统相对于常用的基于EKF-SLAM的UUV导航系统具有更高的定位精度,能够构建更加精确的港口堤岸地图.
- 张勋王宏健周佳加边信黔熊磊
