漂浮基空间机器人的基于模糊神经网络的自适应补偿控制

针对自由漂浮状态的空间机器人模型不确定性及其动力传动机构的摩擦死区非线性,将一种自适应模糊小脑模型关联控制(FCMAC)补偿策略用于轨迹跟踪及补偿问题.利用模糊神经网络并引入GL矩阵及其乘法算子"."分别对执行机构中的摩擦死区及系统模型不确定部分进行自适应补偿,其补偿误差及外界扰动通过滑模控制器来消除.基于Lyapunov理论证明了闭环系统跟踪误差的有界性.仿真表明控制器可以达到较高精度,且能满足实时性要求.     

改进的GA与BP-PID融合移动机器人轨迹跟踪研究

针对PID控制器轨迹跟踪精度差的问题,在BP网络对PID参数拟合的基础上,利用算法融合的思想,使用改进后的遗传算法对BP网络进行参数寻优,避免BP网络陷入局部最优解,再使用BP网络对PID参数进行拟合。文章给出了控制算法的整体流程,并结合移动机器人的运动学方程进行了仿真对比实验。结果显示：改进后的融合算法相比PID算法控制误差更小,即改进的GA与BP-PID融合算法在移动机器人轨迹跟踪精度上发生了明显的改善。     

基于Lyapunov理论考虑不确定扰动的船舶自适应跟踪控制

针对受外界干扰的欠驱动船舶轨迹跟踪问题,提出一种自适应有限时间轨迹跟踪控制方法。通过设计自适应律逼近外部扰动的上界,结合有限时间控制理论设计轨迹跟踪控制律,再运用Lyapunov稳定性理论验证系统整体的稳定性。利用MATLAB进行对比仿真实验,验证此方法的有效性。实验结果表明：该控制方法的跟踪精度较高,跟踪误差较小,且可以快速收敛到一个零附近的有界区间,实现了欠驱动船舶有限时间的轨迹跟踪,为船舶安全航行和智能船舶研究提供参考。     

两轮平衡车的Simulink可视化仿真平台设计

分析两轮平衡车的工作原理,建立其动力学模型,设计串级式PID控制器,在Simulink环境下搭建两轮平衡车的仿真控制模型,并测试两轮平衡车恢复平衡、跟踪阶跃位置指令、跟踪阶跃转向指令和跟踪手动摇杆指令等性能。仿真结果表明,设计的仿真平台能够使学生更加直观地观察两轮平衡车的运动状态,有助于提高教学效果,同时对工程应用也有一定的借鉴价值。     

基于磁钉技术的集装箱码头AGV 定位精度分析

为解决自动导引车（Automated Guided Vehicle, AGV）的定位精度问题,以国内某在建的自动化集装箱码头为工程背景,研究与基于磁钉技术的AGV定位误差相关的因素.通过给出AGV惯性导航系统的运动方程和误差方程,按照工程实况,在忽略陀螺仪影响的基础上,得到AGV惯性导航系统位置误差的理论计算式.依此指出,基于磁钉技术的AGV组合导航系统定位精度与加速度计精度、AGV 运行方向的余弦、磁钉数据更新时间的平方成正比例关系.最后,对某工程算例进行数值仿真,验证了理论分析的正确性.该方法对磁钉排布、惯性导航系统传感器选型等有参考意义.     

基于分数阶滑模的船舶航向保持控制

针对欠驱动船舶航行过程中受到内外部不确定因素的干扰,导致船舶不能准确跟踪至期望航向问题,结合分数阶理论和传统滑模理论的优点和可行性,对传统滑模的滑模面和趋近律进行改进。利用分数阶微积分算子代替整数阶微积分算子,构造出分数阶滑模面和分数阶趋近律,进而设计出基于分数阶滑模的船舶航向保持控制器。通过选取合适的分数阶阶次使船舶航向控制系统更具灵活性。通过MATLAB仿真进行控制器效果验证。仿真结果表明,基于分数阶滑模的船舶航向保持控制器能够在无干扰、有干扰两种情况下实现对船舶航向的快速、准确跟踪,具有良好的控制效果。     

动态滑模控制在并联机器人中的应用

针对一种以交流伺服电机驱动的并联机器人机构,建立控制模型,设计一种动态滑模控制算法,并进行稳定性分析,在Matlab／Simulink上进行了轨迹跟踪仿真试验．结果表明：该算法鲁棒性好,系统抗干扰能力强,对系统参数变化不敏感,具有良好的跟踪性能．     

自动化集装箱码头堆场箱区布置及交换区车道配置仿真

针对自动化集装箱码头的堆场箱区布置和交换区车道配置问题,利用多智能体仿真方法构建自动化集装箱码头作业系统仿真模型,分析不同的堆场箱区布置和交换区车道数量对码头吞吐量和服务水平的影响,并对船舶到港时间间隔与自动导引车（automated guided vehicle, AGV）配置数量进行敏感性分析。结果表明,相较于箱区平行于码头岸线布置,箱区垂直于码头岸线布置的码头吞吐量和服务水平更高。在不同的AGV配置数量下,通过合理配置交换区车道可减少AGV的等待时间,提高码头吞吐量和服务水平。     

基于TSM模型的感应电机有限时间跟踪控制

根据变结构控制理论提出了一种新的设计方法——有限时间切换控制。在控制器设计中利用中继切换控制使系统在给定的当前控制律的作用下运行到某一特定状态（或某一特定区域）后,控制律被切换为有限时间收敛的终端滑模控制器,并使得系统在有限时间内达到平衡状态。有限时间跟踪控制器的设计保证了闭环系统所有信号的有界性和平衡点的全局稳定性,以及系统在有限时间内精确地跟踪给定的参考信号,仿真结果说明该控制策略的有效性。     

基于MATLAB的波浪补偿平台动力学分析

为提高具有波浪补偿能力的船舶起重机的作业能力和工作稳定性,基于波浪补偿平台工作原理设计一种电动自动补偿控制系统,对船舶升沉运动展开动力学建模与动力学分析。用PID算法对建立的波浪补偿平台展开运动轨迹跟踪。利用MATLAB进行轨迹跟踪仿真发现,PID控制系统具有良好的灵敏性和稳定性。     

2021年世界交通运输大会水运学部会议 自动化集装箱码头堆场箱区布置及交换区车道配置仿真

针对自动化集装箱码头的堆场箱区布置和交换区车道配置问题,利用多智能体仿真方法构建自动化集装箱码头作业系统仿真模型,分析不同的堆场箱区布置和交换区车道数量对码头吞吐量和服务水平的影响,并对船舶到港时间间隔与自动导引车(automated guided vehicle, AGV)配置数量进行敏感性分析。结果表明,相较于箱区平行于码头岸线布置,箱区垂直于码头岸线布置的码头吞吐量和服务水平更高。在不同的AGV配置数量下,通过合理配置交换区车道可减少AGV的等待时间,提高码头吞吐量和服务水平。     

线性时变系统变初始条件变期望轨迹的迭代学习控制

对于非严格重复线性时变连续系统,初始迭代条件和参考轨迹在一定带宽范围内都是迭代变化的.提出一种非严格的迭代学习方法来控制跟踪整流.通过该方法所获得的控制器,能保证闭环系统的所有信号是全局有界的,能够使超出初始时间间隔的输出跟踪误差收敛到一个小的残差集内,该残差集大小取决于输入矩阵的估测误差.尤其是当输入矩阵已知的情况下,能够让超出的初始时间间隔输出跟踪误差趋近于零.     

基于非奇异终端滑模的船舶航迹跟踪自抗扰控制

针对欠驱动船舶受到外界因素和内部不确定状态变量的干扰不能沿着期望路径航行的问题,设计了基于非奇异终端滑模(Nonsingular Terminal Sliding Mode, NTSM)的自抗扰控制器(Active Disturbance Rejection Controller, ADRC).引入自抗扰控制技术,通过扩张状态观测器实时估计船舶外界和内部总干扰;对船舶Nomoto模型进行变形简化,将NTSM和指数趋近律引入到非线性状态误差反馈环节,设计基于NTSM的ADRC控制律,在保证ADRC优点的前提下可减少可调参数,提高系统的收敛速度和稳态跟踪精度;构造降维方程,将复杂的航迹跟踪控制问题转化为易于实现的航向镇定问题.Simulink仿真结果表明,利用该控制器船舶能够快速、精确地跟踪期望直线和曲线航迹,控制器具有较强的鲁棒性.     

非线性不确定系统的模糊自适应 输出反馈跟踪

本文研究了非仿射非线性系统的模糊自适应 输出反馈跟踪。在非仿射非线性模型存在不确定的情况下,使用模糊自适应控制器对系统进行控制,并基于Lyapunov稳定性定理得出自适应律。通过解一个代数Riccati方程实现了 跟踪性能。估计状态通过引入高增益观测器得到,实现了系统的输出反馈控制。最后,通过对一个数值例子的仿真验证了算法的有效性。     

考虑充电和等待时间的集装箱码头AGV调度

为提高自动化集装箱码头自动导引小车(automated guided vehicle,AGV)作业效率和利用率,考虑AGV的电量续航能力和重空载的耗电差异,在AGV任务选择时综合考虑任务距离和各任务紧急程度,并设置AGV充电结束条件以减少AGV排队等待的时间,建立以最小化完成任务总时间为目标的AGV调度模型。用Java进行实例求解。结果表明,对AGV采用多频次充电并将其允许工作电量百分比设定为71%时,完成任务总时间最短,耗电量最小,且AGV利用率较高。     

基于神经网络模型的中央空调房间温度预测控制

使用BP神经网络建立了中央空调房间神经网络模型,并对系统进行了预测控制.仿真实验表明,利用神经网络建立的系统预测模型鲁棒性强,跟踪能力好.同时,将预测控制选为中央空调房间温度控制器能很好地控制这种非线性系统.     

面向污水处理溶解氧浓度的智能优化控制

针对污水处理过程中溶解氧时变、非线性而无法实现跟踪控制问题,根据进水水质不同,建立自适应粒子群算法优化RBF神经网络参数的预测模型,将实时预测参数作为溶解氧动态寻优模型的闭环反馈输入信号,然后动态优化溶解氧浓度设定值并以PID控制器进行跟踪以达到动态调整溶解氧浓度的智能控制效果。仿真结果表明,该方法在实现出水氨氮的高预测精度基础上,可以对溶解氧变化进行快速准确优化控制,具有良好的动态性能。     

基于线性自抗扰控制的船舶航迹积分滑模控制器

为解决欠驱动船舶航迹直线和曲线跟踪控制问题,选取能解决航向不稳定等非线性问题的Bech模型,借助双曲正切函数,构造期望艏向方程,将航迹控制问题转化为航向控制问题。设计3阶跟踪微分器,对期望艏向及其微分信号进行精确提取。采用变结构积分滑模面函数设计非线性误差反馈控制律,加快系统收敛速度,提出基于线性自抗扰控制(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)的船舶航迹积分滑模控制器。该控制器的线性扩张状态观测器对系统内外总扰动进行在线估计与实时补偿;引入Hurwitz多项式,减少需整定的参数。仿真结果表明,航迹收敛快速准确,无超调,对外界干扰具有较强的鲁棒性。控制器参数具有一定的普适性,故其适用范围广。     

港口VTS雷达数据处理方法的研究

如何对港口水域快速机动目标船实行较好地稳定跟踪，并提高两船录取和跟踪的分辨率，一直是港口ＶＴＳ雷达数据处理系统所要解决的重要问题。本文设计了一种包括自适应原理等特殊技术的Ｋａｌｍａｎ滤波递推算法，并进行计算机模拟，结果表明该算法是有效的。     

基于MCMC方法优化的港口交通系统风险仿真

为获得较为准确的港口交通系统风险分布,提高港口风险管理能力,在港口交通风险定量化评估的基础上,得出交通事故率和事故后果的贝叶斯概率统计,构建基于马尔可夫链蒙特卡罗(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)方法的港口交通系统风险仿真模型.利用WinBUGS软件,通过MCMC方法对该模型进行参数推断和优化;并在此基础上对港口交通系统风险进行仿真实验,得出风险度分布曲线.实例表明,优化后的仿真模型能更好地反映港口交通系统风险的趋势,为港口安全管理决策提供支持.